Mesure de la résistance d'isolement d'une installation sous tension de fonctionnement

Si le réseau (installation) est sous tension de fonctionnement, sa résistance d'isolement peut être déterminée à l'aide d'un voltmètre (Fig. 1).

Pour mesurer l'isolation, on détermine :

1) tension de fonctionnement du réseau U ;

2) tension entre le fil A et la masse UA (lecture du voltmètre en position A de l'interrupteur) ;

3) tension entre le fil B et la masse UB (lecture du voltmètre en position interrupteur B).

En connectant le voltmètre au fil A et en désignant rv la résistance du voltmètre, rxA et rxB la résistance d'isolement des fils A et B à la masse, on peut écrire l'expression du courant traversant l'isolant du fil B ;

Figure 1. Schéma de mesure de la résistance d'isolement d'un réseau à deux fils avec un voltmètre.

En connectant un voltmètre au fil B, nous pouvons écrire une expression du courant traversant l'isolant du fil A.

En résolvant ensemble les deux équations résultantes pour rxA et rxB, nous trouvons la résistance d'isolement du conducteur A à la terre :

et la résistance d'isolement du conducteur B par rapport à la terre

En notant les lectures des voltmètres lorsqu'ils sont allumés et en substituant ces lectures dans les formules ci-dessus, nous trouvons les valeurs de la résistance d'isolement de chacun des fils par rapport à la terre.

Si la résistance d'isolement du fil A à la terre est grande par rapport à la résistance du voltmètre, alors lorsque l'interrupteur est en position A, le voltmètre sera connecté en série avec la résistance d'isolement rxB, dont la valeur dans ce cas peut être déterminé par la formule :

De même, si la résistance rxB est grande devant la résistance du voltmètre, alors en position B de l'interrupteur, le voltmètre sera connecté en série avec la résistance d'isolement rxA, dont la valeur est

D'après les dernières expressions, on peut voir que les lectures du voltmètre connecté entre un fil et la terre, à tension constante du réseau U, ne dépendent que de la résistance d'isolement du deuxième fil. Par conséquent, le voltmètre peut être gradué en ohms, et à partir de sa lecture, vous pouvez directement estimer la valeur de la résistance d'isolement du réseau ... Ces voltmètres gradués en ohms sont également appelés ohmmètres.

Pour surveiller l'état de l'isolation, au lieu d'un voltmètre avec un interrupteur, vous pouvez utiliser deux voltmètres, y compris selon le schéma illustré à la fig. 2. Dans ce cas, lorsque l'isolement est normal, chacun des voltmètres affichera une tension égale à la moitié de la tension du secteur.

Riz. 2.Schéma de surveillance de l'état de l'isolement d'un réseau à deux fils.

Si la résistance d'isolement de l'un des fils diminue, la tension sur le voltmètre connecté à ce fil chutera et sur le deuxième voltmètre augmentera, car la résistance équivalente entre les bornes du premier voltmètre diminue et la tension dans le réseau se répartit au prorata des résistances.

Dans les réseaux à courant triphasé, l'état de l'isolement est également surveillé à l'aide de voltmètres connectés entre les conducteurs et la terre (Fig. 3).

Riz. 3. Schéma de surveillance de l'état de l'isolement d'un réseau triphasé.

Si l'isolation de tous les fils du circuit triphasé est la même, chacun des voltmètres indique la tension de phase. Si la résistance d'isolement de l'un des fils, par exemple le premier, commence à diminuer, alors la lecture du voltmètre connecté à ce fil diminuera également, car la différence de potentiel entre ce fil et la terre diminuera. Simultanément, les lectures des deux autres voltmètres augmenteront.

Si la résistance d'isolement du premier fil tombe à zéro, la différence de potentiel entre ce fil et la terre sera également nulle et le premier voltmètre donnera une lecture nulle. En même temps, la différence de potentiel entre le deuxième fil et la masse, ainsi qu'entre le troisième fil et la masse, augmentera jusqu'à une tension de ligne qui sera notée par les deuxième et troisième voltmètres.

Pour surveiller l'état de l'isolement dans les circuits de courant triphasé haute tension avec un neutre non mis à la terre, on utilise soit trois voltmètres électrostatiques connectés directement entre les conducteurs et la terre (Fig.3), ou trois transformateurs de tension connectés en étoile (Fig. 4), ou des transformateurs de tension à cinq niveaux (Fig. 5).

Normalement, les transformateurs de tension à trois niveaux ne conviennent pas pour surveiller l'état de l'isolement. En effet, lorsqu'une des phases de l'installation est mise à la terre, l'enroulement primaire de cette phase du transformateur de tension sera court-circuité (Fig. 4), tandis que les deux autres enroulements seront sous tension sur la ligne. En conséquence, les flux magnétiques dans les noyaux de ces deux phases augmenteront considérablement et seront fermés à travers le noyau de la phase en court-circuit et à travers le boîtier du transformateur. Ce flux magnétique va induire un courant important dans l'enroulement court-circuité, ce qui peut provoquer une surchauffe et endommager le transformateur.

Figure 4 Schéma de surveillance de l'état d'isolement d'un réseau haute tension triphasé

Figue. 5 Schéma de l'appareil et inclusion d'un transformateur de tension à cinq pôles

Dans un transformateur à cinq barres, lorsqu'une des phases de l'installation est court-circuitée à la terre, les flux magnétiques des deux autres phases du transformateur seront fermés à travers les barres supplémentaires du transformateur sans provoquer de surchauffe du transformateur.

Les barres supplémentaires comportent généralement des enroulements auxquels sont connectés des relais et des dispositifs de signalisation, qui entrent en action lorsque l'une des phases de l'installation est fermée à la terre, car les flux magnétiques qui apparaissent dans ce cas dans les barres supplémentaires induisent e. etc. avec