Który z wymienionych pomiarów umożliwia wykrycie przebicia izolacji uzwojeń silnika indukcyjnego trójfazowego względem obudowy?
A. Pomiar prądu upływu.
B. Pomiar rezystancji uzwojeń stojana.
C. Pomiar rezystancji przewodu ochronnego.
D. Pomiar prądu stanu jałowego.
Prawidłowo wskazany pomiar prądu upływu to w praktyce podstawowa metoda wykrywania przebicia lub osłabienia izolacji uzwojeń silnika względem obudowy (czyli względem ziemi/PE). W silniku indukcyjnym trójfazowym uzwojenia stojana są normalnie odizolowane od korpusu metalowego. Jeżeli izolacja zostanie uszkodzona, pojawia się prąd płynący z uzwojeń przez miejsce przebicia do obudowy i dalej przewodem ochronnym. Właśnie ten prąd nazywamy prądem upływu. Im gorsza izolacja, tym prąd upływu jest większy. W praktyce zawodowej robi się to albo miernikiem rezystancji izolacji (megaomomierzem), albo specjalnym miernikiem prądu upływu, często wbudowanym w tester bezpieczeństwa elektrycznego. Moim zdaniem ważne jest, żeby kojarzyć, że ten pomiar jest bezpośrednio powiązany z ochroną przeciwporażeniową – duży prąd upływu może świadczyć o zagrożeniu porażeniowym przy dotyku pośrednim. W wielu normach i instrukcjach eksploatacji maszyn, np. w wymaganiach zbliżonych do PN-EN 60204-1 dla maszyn, kontrola stanu izolacji i prądów upływu jest traktowana jako standardowa procedura okresowa. W warsztatach remontowych silników trójfazowych często najpierw mierzy się rezystancję izolacji, a przy wątpliwych wynikach wykonuje się pomiar prądu upływu przy zadanym napięciu probierczym, żeby ocenić realne obciążenie układu ochronnego. W praktyce serwisowej taki pomiar pozwala podjąć decyzję: silnik można bezpiecznie eksploatować, trzeba go wysuszyć, zregenerować izolację, czy już nadaje się do przewinięcia. Dobrą praktyką jest porównywanie wyników z pomiarami archiwalnymi danego silnika – wzrost prądu upływu w czasie może sygnalizować proces starzenia izolacji, zawilgocenie lub zanieczyszczenie wnętrza maszyny.
W diagnostyce silników indukcyjnych łatwo pomylić różne rodzaje pomiarów, bo większość z nich dotyczy albo uzwojeń, albo obwodu ochronnego. Jednak nie każdy pomiar pozwala nam wykryć przebicie izolacji uzwojeń do obudowy. Kluczowe jest zrozumienie, co tak naprawdę mierzymy i jak ten parametr zachowuje się przy uszkodzeniu izolacji. Pomiar prądu stanu jałowego dotyczy prądu pobieranego przez silnik przy pracy bez obciążenia mechanicznego. Jest on związany głównie z magnetyzacją rdzenia, stratami w żelazie, konstrukcją silnika i napięciem zasilania. Nawet poważne pogorszenie izolacji do obudowy może praktycznie nie zmienić prądu jałowego w sposób jednoznaczny. Z mojego doświadczenia patrzenie tylko na prąd jałowy to częsty błąd – ktoś widzi, że silnik „bierze normalny prąd” i uznaje, że jest sprawny, a izolacja już dawno jest na granicy dopuszczalnej. Pomiar rezystancji uzwojeń stojana też bywa mylący. Ten pomiar służy głównie do oceny symetrii uzwojeń, wykrywania przerw, zwarć między zwojami czy złych połączeń w skrzynce zaciskowej. Mierzymy rezystancję między końcami tej samej fazy, czyli w obrębie uzwojenia. Uszkodzenie izolacji względem obudowy wcale nie musi mocno wpłynąć na tę rezystancję, bo dotyczy innej drogi prądu: uzwojenie–obudowa–PE, a nie końce fazy. Dlatego wynik „ładnie symetryczny” na omomierzu nie daje gwarancji, że nie ma przebicia do korpusu. Z kolei pomiar rezystancji przewodu ochronnego odnosi się do ciągłości i jakości połączenia ochronnego między obudową silnika a szyną PE/PEN. Sprawdza się tu, czy obudowa jest dobrze uziemiona, czy połączenia śrubowe nie są skorodowane, czy przekrój i długość przewodu są zgodne z wymaganiami. Ten pomiar jest bardzo ważny z punktu widzenia bezpieczeństwa, ale nie mówi nic o tym, czy uzwojenia są dobrze odizolowane od obudowy. Typowy błąd myślowy polega na założeniu: „skoro przewód ochronny ma dobrą rezystancję, to wszystko z izolacją jest OK”. To są dwie różne rzeczy. Dobra ciągłość PE sprawi, że w razie przebicia popłynie duży prąd zwarciowy i zadziała zabezpieczenie, ale sam pomiar tej ciągłości nie wykryje, czy to przebicie już istnieje. Dopiero pomiar prądu upływu albo rezystancji izolacji między uzwojeniami a obudową pozwala realnie stwierdzić stan izolacji. W nowoczesnych procedurach przeglądów maszyn łączy się te pomiary: osobno bada się obwód ochronny, osobno izolację uzwojeń, bo każdy z nich odpowiada na inne pytanie techniczne.