ทำไมต้องทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับฉนวน

จุดประสงค์ของการวัดความต้านทานฉนวน

เหตุผลหลักในการทดสอบฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าคือเพื่อรับรองความปลอดภัยของสาธารณชนและบุคคลทั่วไป การทดสอบฉนวนระหว่างสายนำกระแสที่ถูกตัดการเชื่อมต่อ สายดิน และสายที่ต้องการใช้สำหรับดิน จะช่วยกำจัดโอกาสเกิดไฟไหม้จากวงจรลัดได้

ทำไมต้องทำการทดสอบฉนวน?

• ความปลอดภัย เหตุผลสำคัญที่สุดในการทดสอบฉนวนคือเพื่อรับรองความปลอดภัยของสาธารณชนและบุคคลทั่วไป โดยการทดสอบฉนวนบนสายนำกระแสที่ถูกตัดการเชื่อมต่อ สายดิน และสายที่ต้องการใช้สำหรับดิน จะช่วยกำจัดความเสี่ยงจากการเกิดไฟไหม้จากวงจรลัดได้

• ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การทดสอบฉนวนยังมีความสำคัญในการปกป้องและยืดอายุการใช้งานของระบบไฟฟ้าและมอเตอร์ การทดสอบบำรุงรักษาระยะเวลาให้ข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์และสามารถทำนายความผิดพลาดของระบบได้ นอกจากนี้ การทดสอบฉนวนยังจำเป็นในการระบุสาเหตุของการทำงานผิดพลาดเมื่อมีการเกิดขึ้น

• ความต้องการตามมาตรฐานชาติ ทั้งวัสดุและอุปกรณ์ไฟฟ้าต้องผ่านการทดสอบฉนวนป้องกันตามมาตรฐานชาติที่เกี่ยวข้อง เพื่อยืนยันคุณภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ผลิตและรับรองว่าอุปกรณ์ตรงตามมาตรฐานกฎระเบียบและความปลอดภัย

หลักการของการทดสอบฉนวน

การทดสอบฉนวนคล้ายคลึงกับการหาจุดรั่วในท่อประปาโดยทั่วไปจะฉีดน้ำแรงดันสูงเข้าไปในท่อเพื่อค้นหาจุดรั่ว แรงดันน้ำทำให้จุดรั่วมองเห็นได้ง่าย ในทางไฟฟ้า "แรงดัน" หมายถึงแรงดันไฟฟ้า เมื่อทำการทดสอบฉนวน แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่สูงกว่าปกติจะถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่ทดสอบเพื่อทำให้จุดรั่วมองเห็นได้ง่ายขึ้น

เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวนวัดกระแสรั่วภายใต้แรงดันที่นำมาใช้และคำนวณค่าความต้านทานฉนวนโดยใช้กฎโอห์ม ปรัชญาการออกแบบเครื่องมือนี้คือการใช้และควบคุมแรงดันทดสอบในลักษณะที่ไม่ทำลายแม้ว่าแรงดันที่ให้มามาก แต่กระแสไฟฟ้ามีจำกัด ซึ่งป้องกันความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการฉนวนที่ไม่ดีและรับรองความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน

ทำไมไม่สามารถใช้มาตรวัดหลายฟังก์ชันวัดความต้านทานฉนวนได้?

แม้ว่ามาตรวัดหลายฟังก์ชันสามารถวัดความต้านทานได้ แต่ไม่สามารถแสดงสภาพของฉนวนได้อย่างถูกต้อง นี่เป็นเพราะมาตรวัดหลายฟังก์ชันใช้แหล่งพลังงานกระแสตรง 9V สำหรับการวัด ซึ่งไม่สามารถให้แรงดันสูงที่จำเป็นสำหรับการทดสอบได้

การเลือกแรงดันทดสอบฉนวน

ตามมาตรฐาน GB50150-2006 "มาตรฐานการทดสอบการส่งมอบอุปกรณ์ไฟฟ้า":

• สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรที่มีแรงดันทำงานต่ำกว่า 100V ให้ใช้แรงดันทดสอบ 250V
• สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรที่มีแรงดันทำงานระหว่าง 100V ถึง 500V ให้ใช้แรงดันทดสอบ 500V
• สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรที่มีแรงดันทำงานระหว่าง 500V ถึง 3000V ให้ใช้แรงดันทดสอบ 1000V
• สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรที่มีแรงดันทำงานระหว่าง 3000V ถึง 10000V ให้ใช้แรงดันทดสอบ 2500V
• สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรที่มีแรงดันทำงานสูงกว่า 10000V ให้ใช้แรงดันทดสอบ 5000V หรือ 10000V

ขั้นตอนการทดสอบความต้านทานฉนวน (โดยใช้เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวนเป็นตัวอย่าง)

a. ปิดอุปกรณ์หรือระบบและตัดการเชื่อมต่อจากวงจร อุปกรณ์ สวิตช์ คาปาซิเตอร์ แปรง ฟิวส์ อาร์เรสเตอร์ และสวิตช์ตัดวงจรทั้งหมด b. ปล่อยประจุไฟฟ้าออกจากระบบที่ทดสอบลงดิน c. เลือกแรงดันทดสอบที่เหมาะสม d. เชื่อมต่อสายทดสอบ หากความต้านทานฉนวนที่วัดมีขนาดใหญ่ ควรใช้สายทดสอบที่มีชั้นหุ้มและเพิ่มสายดินเพื่อป้องกันการลัดวงจร

ควรหลีกเลี่ยงการพันกันของสายทดสอบเพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัด e. เริ่มการทดสอบ อ่านค่าจากเครื่องมือหลังจากระยะเวลาหนึ่ง (โดยทั่วไปคือหนึ่งนาที) และบันทึกข้อมูลและอุณหภูมิแวดล้อมขณะนั้น f. ที่สิ้นสุดการทดสอบ ถ้าอุปกรณ์ที่ทดสอบเป็นอุปกรณ์แบบความจุ ควรปล่อยประจุไฟฟ้าออกจากระบบอย่างเต็มที่ ก่อนที่จะถอดสายเชื่อมต่อ

ทำไมต้องใช้สายทดสอบที่มีชั้นหุ้มเมื่อวัดความต้านทานขนาดใหญ่?

เมื่อความต้านทานฉนวนที่วัดมีขนาดใหญ่มาก แรงดันในการวัดคงที่ และกระแสผ่านสายนำมีน้อย ทำให้ไวต่อการรบกวนจากภายนอก การใช้สายทดสอบที่มีชั้นหุ้ม ซึ่งชั้นหุ้มอยู่ที่ศักยภาพเดียวกับขั้วลบ (-) สามารถป้องกันความแม่นยำในการวัดความต้านทานฉนวนจากการรั่วไหลผ่านพื้นผิวหรือการรั่วไหลที่ไม่คาดคิดได้ นอกจากนี้ ในการทดสอบ นอกจากสายทดสอบสองเส้นแล้ว การเพิ่มสายดินสามารถป้องกันการลัดวงจรและรับรองความปลอดภัย

เครื่องมือทดสอบฉนวน

การทดสอบความต้านทานฉนวนดำเนินการโดยใช้เครื่องมือทดสอบพิเศษ เครื่องมือที่ใช้มากที่สุดคือ เมกโอห์มมิเตอร์ หรือเครื่องทดสอบความต้านทานฉนวน แต่ยังมีเครื่องมือประเภทอื่น ๆ ที่สามารถใช้ตรวจสอบความสมบูรณ์ของฉนวนประเภทต่าง ๆ ได้

• เมกโอห์มมิเตอร์ (แบบหมุนด้วยมือ) เมกโอห์มมิเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยมือ หรือเรียกว่าเมกโอห์มมิเตอร์ มีต้นกำเนิดในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 เป็นเครื่องมือทดสอบความต้านทานฉนวนแรก ๆ มีขนาดต่าง ๆ เช่น 250V, 500V และ 1000V สร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยหมุนคันโยก มีหน้าปัดแบบเข็ม และโดยทั่วไปต้องใช้คนสองคนในการปฏิบัติงาน: คนหนึ่งควบคุมเมกโอห์มมิเตอร์ อีกคนหนึ่งจับเวลาและบันทึกข้อมูล
• เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวนดิจิทัล เมกโอห์มมิเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ มีช่วงแรงดันทดสอบที่ปรับได้หลายระดับ จอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ให้ค่าอ่านที่แม่นยำมากขึ้น มักจะมีคุณสมบัติป้องกันความปลอดภัย เช่น การปล่อยประจุอัตโนมัติและการตรวจสอบกระแสรั่ว พร้อมความสามารถในการทดสอบเพิ่มเติม เช่น ฟังก์ชันมัลติมิเตอร์ ดัชนีโพลาไรเซชัน และอัตราส่วนการดูดซับไดเอเล็กทริก ทำให้ขอบเขตการใช้งานกว้างขึ้น การออกแบบที่กะทัดรัดทำให้ศิลปินคนเดียวสามารถทำทุกขั้นตอนการทดสอบได้
• เครื่องวัดกระแสรั่วด้วยแคลมป์ เครื่องวัดกระแสรั่วด้วยแคลมป์สามารถใช้วัดสภาพฉนวนของอุปกรณ์ที่ไม่สามารถตัดไฟได้ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสโหลดจะยกเลิกกันเอง กระแสใด ๆ ที่ไม่สมดุลมาจากกระแสที่รั่วออกจากสายนำไปยังดินหรือที่อื่น ๆ ในการวัดกระแสนี้ เครื่องวัดกระแสรั่วด้วยแคลมป์ควรสามารถตรวจจับกระแสที่น้อยกว่า 0.1mA ได้

ข้อควรระวัง

• ห้ามเชื่อมต่อเครื่องทดสอบฉนวนกับสายนำกระแสที่มีไฟหรืออุปกรณ์ที่มีไฟ ต้องปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิต
• ใช้ฟิวส์แบบเปิด สวิตช์ และสวิตช์ตัดวงจรเพื่อปิดอุปกรณ์ที่ทดสอบ
• ตัดการเชื่อมต่อสายแยก สายดิน และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ทดสอบ
• รับรองว่าได้ตัดการเชื่อมต่อความจุของสายนำก่อนและหลังการทดสอบ
• บางอุปกรณ์อาจมีฟังก์ชันการปล่อยประจุ
• ตรวจสอบกระแสรั่วในฟิวส์ สวิตช์ และสวิตช์ตัดวงจรในวงจรที่ไม่มีไฟ กระแสรั่วอาจทำให้การอ่านค่าทดสอบขัดแย้งหรือผิดพลาด
• ห้ามใช้เครื่องทดสอบฉนวนในสภาพแวดล้อมที่มีแก๊สอันตรายหรือระเบิด เนื่องจากเครื่องมืออาจสร้างอาร์กไฟฟ้าหากประสิทธิภาพของฉนวนลดลง
• สวมถุงมือยางฉนวนเมื่อเชื่อมต่อสายทดสอบ