Napięcie robocze Riso
• „Napięcie robocze Riso” to nic innego jak określone w normach napięcie STAŁE (DC), które przykłada się do badanego obwodu w celu pomiaru rezystancji izolacji (Riso).
• Dobiera się je wprost z tabel normatywnych na podstawie napięcia znamionowego instalacji lub maksymalnego napięcia systemu (np. stringu PV).
Kluczowe punkty
– Nie jest to napięcie, pod którym pracuje instalacja na co dzień (U-n), lecz napięcie TESTOWE.
– Typowe poziomy: 250 V DC (SELV/PELV), 500 V DC (≤ 500 V AC), 1000 V DC (> 500 V AC do 1 kV), 1500–2500 V DC dla kabli i systemów specjalnych.
– Dla systemów fotowoltaicznych minimalną rezystancję izolacji wyznacza relacja Riso ≥ Vmax_PV / 30 mA (wymóg IEC 62109-2, IEC 61730).
Definicja
Riso (Resistance of ISOlation) – rezystancja pomiędzy częściami czynnymi a ziemią lub pomiędzy obwodami odseparowanymi galwanicznie. „Napięcie robocze Riso” = napięcie probiercze Uiso, którym obciąża się izolację podczas testu.
Podstawy teoretyczne
• Przyłożone wysokie Uiso wymusza prąd upływu I_leak, a miernik wylicza Riso = Uiso / I_leak.
• Jeśli napięcie byłoby zbyt niskie, mikrouszkodzenia dielektryka nie ujawnią się; zbyt wysokie – ryzyko trwałego przebicia.
• Normy równoważą te dwa czynniki, przypisując stałe Uiso do zakresów U-n.
Normatywne wartości Uiso (wg PN-HD 60364-6, IEC 60364-6, IEC 61557-2 i IEC 62109-2)
| Znamionowe napięcie obwodu/instalacji | Typowe Uiso [DC] | Minimalna rezystancja | Przykłady |
|---|---|---|---|
| SELV/PELV (≤ 50 V AC /120 V DC) | 250 V | 0,5 MΩ | ICT, BMS |
| ≤ 500 V AC lub ≤ 750 V DC | 500 V | 1 MΩ | 230/400 V instalacje, silniki |
| 500-1000 V AC (do 1500 V DC) | 1000 V | 1 MΩ | PN-EN 50618 PV-kabel 1500 V |
| Kable energetyczne 0,6/1 kV | 1000–2500 V* | wg producenta | WLZ, YKY |
| Śr./wys. napięcie | 2,5–5 kV | wg IEC 60060 | Rozdzielnice MV |
*praktyka pomiarowa – zależnie od instrukcji producenta lub inspektora nadzoru.
Systemy fotowoltaiczne – szczególny przypadek
• Inwertery ciągle monitorują Riso. IEC 62109-2 definiuje próg odłączenia:
\[ R{iso\,min} = \frac{U{max,PV}}{I{fault,max}} \]
gdzie \( I\{fault,max} = 30\,\text{mA} \).
• Dla stringu 1000 V DC minimalna rezystancja wynosi 33 kΩ; dla 1500 V – 50 kΩ.
• Inwerter testuje izolację pulsami 500–1000 V DC (niekiedy krótkimi rampami), nie zakłócając pracy generatora.
Procedura pomiarowa (instalacje NN)
• W kablach PV 1500 V DC producenci wymagają Uiso nawet 2500 V DC.
• Pojawia się pomiar Riso online – inwertery i falowniki serwonapędów realizują ciągłe monitorowanie bez odłączania zasilania (metody PWM-DC, IT-SPWM).
• Rynek wysokoskutecznych izolatorów polimerowych (np. XLPE, TPE-E) pozwala na redukcję grubości dielektryka przy wyższych Uiso.
• Napięcie probiercze jest DC, aby wyeliminować wpływ pojemności i indukcyjności obwodu.
• Multimetr „ohmowy” używa ~3 V – do diagnostyki izolacji jest bezużyteczny.
• Riso nowych obwodów zwykle przekracza 200 MΩ; wartości graniczne (≈1 MΩ) akceptuje się tylko przy instalacjach starych lub w stanie „mokra pogoda”.
• Pomiary wykonuje wyłącznie personel z uprawnieniami SEP E/Dozór.
• Protokół z wynikami jest wymagany przy odbiorach instalacji (Prawo budowlane, Dz.U. 112/2020).
• Dla PV IEC 62446-1 nakłada obowiązek rejestracji Riso przy każdym przeglądzie okresowym.
• W aparatach elektronicznych pozostaw kondensatory rozładowane – wysoki prąd udarowy może uszkodzić przetwornice.
• Jeżeli uzyskasz wynik bliski minimum normy – podziel instalację na sekcje i szukaj wilgoci, nadpalonych złącz lub gwoździ w przewodzie.
• Do PV stosuj mierniki z funkcją „PV-insulation 1000 V/1500 V” i kompensacją prądu upływu pojemnościowego.
• Tabele normowe nie obejmują wszystkich aplikacji (np. medyczne IT-networks mają własne wymagania).
• Przy kablach o żyłach XLPE dopuszcza się krótkotrwałe testy 3,5 Uo (IEC 60502-1).
• Rozbieżność nazewnictwa: „napięcie robocze Riso” vs. „napięcie pomiarowe izolacji” – praktycznie tożsame, ale warto używać drugiego terminu, by uniknąć nieporozumień z „napięciem roboczym urządzenia”.
• Monitorowanie Riso w czasie rzeczywistym (online insulation monitoring, Bender isoPV).
• Zastosowanie technik TDR i FDR do lokalizacji punktu uszkodzenia izolacji.
• Materiały dielektryczne o podwyższonej odporności temperaturowej dla stringów 2000 V DC.
„Napięcie robocze Riso” to zdefiniowane w normach napięcie testowe DC używane do pomiaru rezystancji izolacji. Dobiera się je w funkcji napięcia znamionowego instalacji (250 V, 500 V, 1000 V DC itd.) lub – w instalacjach PV – na podstawie maksymalnego napięcia stringu. Poprawny dobór Uiso i interpretacja wyniku Riso są kluczowe dla bezpieczeństwa eksploatacji i zapobiegania awariom oraz porażeniom elektrycznym.