การวัดความต้านทานฉนวน

เรากำหนดความต้านทานฉนวน (insulation resistance) ว่าเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าตรงที่ใช้ผ่านฉนวนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฉนวนนั้น

การวัดความต้านทานฉนวนมีความสำคัญมาก เราจะทำการอ่านค่าจากการวัดหลังจากที่ได้ทำการทดสอบโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเป็นเวลาหนึ่งนาทีหรือสิบนาที ดังนั้น ความต้านทานฉนวนอาจถูกเรียกว่า ความต้านทานฉนวนหนึ่งนาที หรือ ความต้านทานฉนวนสิบนาที ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการทดสอบ
หมายเหตุ: - แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการวัดความต้านทานฉนวน (measurement of insulation resistance) คือแรงดันไฟฟ้าตรง
เมื่อเราใช้แรงดันไฟฟ้าตรงผ่านฉนวน กระแสไฟฟ้าจะเริ่มผ่านฉนวน กระแสไฟฟ้านี้มีสองส่วนหลัก

1. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทางรั่วบนพื้นผิวของฉนวนแข็ง ซึ่งเกิดจากความชื้น ฝุ่นละออง ฯลฯ ที่สะสมอยู่บนพื้นผิวของฉนวนแข็ง

2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านภายในเนื้อฉนวน

ส่วนที่สองของกระแสไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วนย่อยดังต่อไปนี้

• เนื่องจากวัสดุฉนวนเป็นสารตัวกลางทางไฟฟ้า จึงจะมีกระแสไฟฟ้าชาร์จประจุเกิดขึ้นทันทีหลังจากใช้แรงดันไฟฟ้าทดสอบ กระแสไฟฟ้านี้มีลักษณะชั่วคราวและจะหายไปภายในไม่กี่วินาที ดังนั้น กระแสไฟฟ้านี้ไม่มีผลกระทบต่อการอ่านค่าหากทำการอ่านค่าหลังจากหนึ่งนาทีหรือมากกว่า

• มีส่วนประกอบของกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งเรียกว่า กระแสไฟฟ้าดูดซับ ซึ่งลดลงจากค่าสูงสู่ศูนย์ ค่าความต้านทานฉนวนที่ทำการวัดในช่วงไม่กี่นาทีแรกหลังจากการทดสอบจะถูกควบคุมโดยกระแสไฟฟ้าดูดซับเป็นส่วนใหญ่

• ส่วนสำคัญที่สุดของกระแสไฟฟ้าคือ กระแสไฟฟ้านำ ซึ่งคงที่ตลอดการทดสอบความต้านทานฉนวน เมื่อกระแสไฟฟ้าชาร์จประจุและกระแสไฟฟ้าดูดซับกลายเป็นไม่มีความสำคัญ ผลการทดสอบจะถูกควบคุมโดยกระแสไฟฟ้านำเป็นหลัก

ดังนั้น ในที่สุด กระแสไฟฟ้ารั่วและกระแสไฟฟ้านำจะมีบทบาทในการอ่านค่าความต้านทานฉนวน
นี่คือเหตุผลที่การอ่านค่าความต้านทานฉนวนมักจะทำหลังจาก 15 วินาที หรือ 1 นาที หรือบางครั้งหลังจาก 10 นาทีในการทดสอบ

วิธีการวัดความต้านทานฉนวน

มีเครื่องมือหลายชนิดสำหรับวัดความต้านทานฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า

1. โอห์มมิเตอร์แสดงผลตรง (ohmmeter) พร้อมกับเจนเนอเรเตอร์ไฟฟ้าตรงที่ขับเคลื่อนด้วยมือ ซึ่งรู้จักในท้องถิ่นว่า เม็กเกอร์ (megger) เนื่องจาก Megger เป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องมือนี้ที่มีชื่อเสียงมากที่สุด

2. โอห์มมิเตอร์แสดงผลตรงพร้อมกับเจนเนอเรเตอร์ไฟฟ้าตรงที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ ซึ่งรู้จักในท้องถิ่นว่า เม็กเกอร์แบบมอเตอร์

3. โอห์มมิเตอร์แสดงผลตรงพร้อมกับแบตเตอรี่ในตัว (battery)

4. โอห์มมิเตอร์แสดงผลตรงพร้อมกับเรกทิฟายเออร์ในตัว ซึ่งใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าสลับภายนอก

5. วงจรสะพานความต้านทาน (resistance bridge circuit) พร้อมกับกาลวาโนมิเตอร์และแบตเตอรี่ในตัว

เราสามารถทำการวัดความต้านทานฉนวน (measurement of insulation resistance) ด้วยแหล่งจ่ายไฟฟ้าตรงภายนอก ในการนี้ เราจะทำการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าโดยใช้วอลต์มิเตอร์ (voltmeter) และแอมมิเตอร์ (ammeter) ขนาดเล็ก

ในกรณีนี้ เราสามารถคำนวณความต้านทานฉนวนได้ด้วยความช่วยเหลือของกฎของโอห์ม

เมื่อ V คือค่าที่วอลต์มิเตอร์อ่านได้ และ I คือค่าที่แอมมิเตอร์อ่านได้

แอมมิเตอร์มีขนาดเล็กเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยที่ผ่านฉนวนระหว่างการทดสอบ แต่เมื่อทำการใช้แรงดันไฟฟ้า แอมมิเตอร์ต้องรับกระแสไฟฟ้าชาร์จประจุและกระแสไฟฟ้าดูดซับ ดังนั้น แอมมิเตอร์ควรสามารถทนทานต่อทั้งสองกระแสในช่วงเริ่มต้นได้ วอลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ และแหล่งจ่ายไฟฟ้าควรมีความสามารถในการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในกรณีที่ฉนวนเสียหายระหว่างการวัด

เมื่อใช้โอห์มมิเตอร์แสดงผลตรงหรือเม็กเกอร์ (megger) สายของเครื่องมือจะเชื่อมต่อกับฉนวนที่ต้องการทดสอบ หลังจากขับเคลื่อนเครื่องมือ ค่าความต้านทานฉนวนจะแสดงบนเข็มหรือจอแสดงผลดิจิทัลของเครื่องมือโดยตรง
ในทั้งสองวิธีของการวัดความต้านทานฉนวน ค่าที่อ่านจะถูกทำหลังจากช่วงเวลาที่กำหนดไว้เพื่อให้ได้ค่าที่แม่นยำและไม่มีข้อผิดพลาด

คำชี้แจง: ขอให้เคารพบทความต้นฉบับ บทความที่ดีควรได้รับการแชร์ หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ