Hvorfor skal elektrisk udstyr testes for isolation?

Formål med måling af isolationsmodstand

Den primære årsag til at udføre isoleringsprøver på elektrisk udstyr er at sikre offentlig og personlig sikkerhed. Ved at gennemføre isoleringsprøver mellem afkoblede strømledere, jordledere og ledere, der skal jordet, kan risikoen for brande forårsaget af kortslutninger elimineres.

Hvorfor udføre isoleringsprøver?

• Sikkerhed Den vigtigste årsag til at udføre isoleringsprøver er at sikre offentlig og personlig sikkerhed. Ved at udføre isoleringsprøver på afkoblede levende ledere, jordledere og ledere, der skal jordet, kan risikoen for brande forårsaget af kortslutninger elimineres.

• Udvidelse af udstyrs levetid Isoleringsprøver er også væsentlige for at beskytte og udvide servicelivet for elektriske systemer og motorer. Periodiske vedligeholdelsesprøver giver data til analyse og kan forudsige potentielle systemfejl. Desuden er isoleringsprøver nødvendige for at fastslå årsagen til en fejl, når det sker.

• Krav fra nationale standarder Både materialer og elektrisk udstyr skal undergå forebyggende isoleringsprøver i overensstemmelse med de relevante nationale standarder for at verificere kvaliteten af produceret elektrisk udstyr og sikre, at udstyret opfylder regler og sikkerhedsstandarder.

Princip for isoleringsprøver

Isoleringsprøver er analogt med at finde leder i en vandledning. Generelt bliver højtryksvand sprøjtet ind i rørningen for at lokalisere leder. Det trykkede vand gør lederpunkter nemmere at identificere. I den elektriske verden refererer "tryk" til spænding. Under isoleringsprøver anvendes en relativt høj DC-spænding på udstyret, der prøves, for at gøre potentielle lederpunkter mere tydelige.

En isolationsmodstands-prøveapparat måler lederstrømmen under anvendt spænding og beregner isolationsmodstands-værdien ved hjælp af Ohms lov. Designfilosofien for sådanne instrumenter er at anvende og kontrollere prøvespændingen på en "ikke-ødelæggende" måde. Selvom den anvendte spænding er høj, er strømmen meget begrænset. Dette forhindrer sekundær skade på udstyret pga. dårlig isolation og sikrer operatørens sikkerhed.

Hvorfor kan en multimeter ikke bruges til at måle isolationsmodstand?

Selvom en multimeter kan måle modstand, kan den ikke præcist angive isolationens tilstand. Dette skyldes, at en multimeter anvender en 9V DC-strømkilde til måling, hvilket ikke kan give den høje spænding, der er nødvendig for prøver.

Valg af isolationsprøvespænding

Ifølge standarden GB50150-2006 "Elektrisk installationsvirksomhed - Overdragsprøvestandard for elektrisk udstyr":

• For elektrisk udstyr eller kredsløb med arbejdsspænding under 100V, brug en 250V prøvespænding.
• For elektrisk udstyr eller kredsløb med arbejdsspænding mellem 100V og 500V, brug en 500V prøvespænding.
• For elektrisk udstyr eller kredsløb med arbejdsspænding mellem 500V og 3000V, brug en 1000V prøvespænding.
• For elektrisk udstyr eller kredsløb med arbejdsspænding mellem 3000V og 10000V, brug en 2500V prøvespænding.
• For elektrisk udstyr eller kredsløb med arbejdsspænding over 10000V, brug en 5000V eller 10000V prøvespænding.

Procedur for isolationsmodstands-prøver (med en isolationsmodstands-prøveapparat som eksempel)

a. Sluk for udstyret eller systemet og afkobl det fra alle andre kredsløb, skifter, kondensatorer, børster, lynoverskytelsessikringer og kredsløbsbrydere. b. Udled systemet, der prøves, fuldt til jorden. c. Vælg den passende prøvespænding. d. Forbind ledningerne. Hvis den målte isolationsmodstand er stor, anbefales det at bruge skjulte ledninger og tilføj en jordledning for at forhindre nedbrud.

Prøveledninger bør undgås at blive snoret for at reducere målingsfejl. e. Start prøven, læs instrumentets værdi efter en periode (normalt en minut), og registrer data og omgivende temperatur på det tidspunkt. f. I slutningen af prøven, hvis objektet, der prøves, er et kapacitivt enhed, udled enheden fuldt. Til sidst, fjern forbindelsesledningerne.

Hvorfor bruge skjulte ledninger ved måling af store modstande?

Når den målte isolationsmodstand er meget stor, er målingspændingen fast, og strømmen gennem ledningen er relativt lille, gør det den sårbar over for eksterne indflydelser. Ved at bruge skjulte ledninger til prøver, hvor den skjulte ledning er på samme potentiale som den negative (-) terminal, kan det forhindre, at præcisionen af målingen af isolationsmodstand reduceres pga. overfladeleder eller andre uventede strømleder. Desuden, under prøver, bortset fra de to prødestifte, kan tilføjelse af en jordledning forhindre nedbrud og sikre sikkerhed.

Isolationsprøveinstrumenter

Isolationsmodstands-prøver udføres med specielle prøveinstrumenter. Det mest almindelige instrument er megohmmeteret eller isolationsmodstands-prøveapparat, men andre typer instrumenter kan også bruges til at tjekke integriteten af forskellige isoleringstyper.

• Megohmmeter (hånddrejet type) Et hånddrejet megohmmeter, kendt som megohmmeter, stammer fra 1950'erne og 1960'erne og er det ældste isolationsmodstands-prøveinstrument. Det findes i forskellige specifikationer, som 250V, 500V, og 1000V. Det genererer DC-spænding ved at dreje håndtaget, har en pejle-skive, og kræver normalt to personer til at operere: en til at operere megohmmeteret og en anden til at tidsbestemme og registrere data.
• Digital isolationsmodstands-prøveapparat En batteridrevet megohmmeter med flere justerbare prøvespændingsområder. Den elektroniske visning giver mere præcise læsninger. Den inkluderer normalt sikkerhedsbeskyttelsesfunktioner som automatisk udledning og lederstrøm-overvågning. Med yderligere prøvefunktioner som multimeter-funktioner, polarisationsindex, og dielektrisk absorptionsforhold, er dens anvendelsesområde bredere. Dens kompakte design tillader, at en enkelt ingeniør kan udføre alle prøvetrinnene.
• Lederstrøm-klemmeter En lederstrøm-klemmeter kan bruges til at måle isolationstilstanden af udstyr, der ikke kan slukkes. De magnetiske felt, der dannes af belastningsstrømmer, neutraliserer hinanden. Enhver ubalanceret strøm kommer fra strøm, der leder fra ledningen til jorden eller andre steder. For at måle denne strøm, bør lederstrøm-klemmeter være i stand til at detektere strøm under 0,1mA.

Forsigtighedsregler

• Forbind ikke isolationsprøveapparatet til live ledere eller aktiveret udstyr; sikre overholdelse af producentens instruktioner.
• Brug åbne sikringe, skifter, og kredsløbsbrydere til at slukke udstyret, der prøves.
• Afkobl grenledere, jordledere, og andet udstyr, der er forbundet til udstyret, der prøves.
• Sikre, at ledernes kapacitance er afkoblet før og efter prøven.
• Nogle udstyr kan have en udledningsfunktion.
• Kontroller for lederstrøm i sikringer, skifter, og kredsløbsbrydere i slukkede kredsløb. Lederstrøm kan forårsage modsætningsfulde eller fejlagtige prøvelæsninger.
• Brug ikke et isolationsprøveapparat i miljøer, der indeholder farlige eller eksplosive gasser, da instrumentet kan producere en bue, hvis isolationsydeevnen er forringet.
• Bær isolerede gummihansker, når du forbinder prøveledninger.