Аномалии в трехфазных токах при нарушении изоляции обмотки относительно земли 

В ходе повседневной эксплуатации и технического обслуживания трехфазных двигателей, помимо межвитковых и межфазных коротких замыканий, наиболее распространённой электрической угрозой является пробой изоляции обмотки относительно земли. Под замыканием на землю понимается повреждение или износ изоляционного слоя обмотки двигателя, приводящее к соединению фазных проводов с сердечником, корпусом или заземляющим проводником. В отличие от межфазного замыкания, при котором происходит соединение двух фаз обмотки, данная неисправность проявляется в виде аномального тока в цепи заземления или срабатывании системы защиты от утечки тока; точное различение этих явлений помогает персоналу по эксплуатации и техническому обслуживанию быстро устранять неисправности.
В нормальном режиме работы трехфазного двигателя токи нагрузки всех фаз симметричны и сбалансированы, их разница минимальна, при этом отсутствует ток утечки на землю, а форма тока стабильна и ровная. При возникновении нарушения изоляции на землю наиболее заметным признаком является появление постоянного тока утечки на землю — это характерная особенность данной неисправности. На начальной стадии повреждения изоляции, когда пробой ещё не полный, величина тока утечки невелика, колебания происходят медленно, и его трудно заметить; по мере ухудшения состояния изоляции, её увлажнения и карбонизации ток утечки будет неуклонно расти.
При незначительной однофазной заземляющей неисправности общее отклонение трехфазных нагрузочных токов двигателя невелико, без заметных резких скачков, и токи в фазах в основном остаются сбалансированными, что является ключевой причиной, по которой заземляющие неисправности очень легко упускаются из виду. Однако в этот момент напряжение системы относительно земли смещается: напряжение на фазе с неисправностью относительно земли снижается, а на фазах без неисправности — повышается, что при длительной эксплуатации усиливает износ изоляции.

Если замыкание на землю перерастает в прямое заземление проводника, возникают заметные аномалии в токе. На фазе замыкания возникает значительный ток замыкания на землю, при этом ток в этой фазе незначительно увеличивается, а в трёхфазном токе наблюдается небольшой дисбаланс; одновременно значительно возрастает ток нулевой фазы, что приводит к частым предупреждениям и срабатыванию устройств контроля утечки тока в двигателе и устройств защиты по нулевой фазе, что отличается от резкого дисбаланса при межфазном замыкании, сопровождающегося большими токами.
По сравнению с межфазным замыканием изменения тока замыкания двигателя на землю носят более скрытый характер: на начальном этапе отсутствуют заметные посторонние шумы, вибрации или перегрев, однако постоянный ток утечки непрерывно выжигает изоляцию обмотки, ускоряя её старение, что в конечном итоге может легко привести к таким серьезным неисправностям, как межфазное замыкание или сгорание обмотки. Поэтому в ходе эксплуатации и технического обслуживания необходимо регулярно проверять сопротивление изоляции и контролировать ток утечки; при обнаружении аномалий следует своевременно останавливать оборудование для устранения неисправностей, чтобы не допустить усугубления потенциальной угрозы.