Měření izolačního stavu zařízení, vedení a vinutí stejnosměrným napětím

Izolační proud  I iso

Provrchový proud I sf

Polarizační proud I pi

Celkový proud izolací I tot

Zjednodušené náhradní schéma izolace

Nabíjecí proud Ic klesá velmi rychle po přivedení napětí, absorpční proud polarizující molekuly dielektrika izolace je časově závislý a jeho velikost a časová závislost ovlivňuje kvalitu izolace. 

Unikající proud je způsoben čistě reálnou odporovou složkou materiálu případně povrchových svodů.

Povrchový proud protéká po povchu materálu a je závislý druhu materiálu a nečistotách

Z tohoto je patrné, že izolační odpor změřený při okamžitém připojení napětí nevypovídá dostatečně o kvalitě a stavu izolace.

Proto se pro ověření stavu a elektrického stáří izolace kabelů a vinutí v praxi používá několik parametrů získaných při delších měřeních průběhu jednotlivých proudů.

Jsou to:

Polarizační Index  (PI)

Ten je získán měřením izolačního odporu po dobu 1 a 10 minut vypočten jako poměr těchto dvou hodnot.

PI =  R_tot (10 Min) / R_tot (1Min) - odpor naměřený po 10minutách a po 1 minutě

Velikost polarizačního indexu informuje o elektrické stáří izolace.

Jde o bezrozměrné číslo.

PI > 4 znamená vynikající stav izolace,

4 > PI > 2 je stále dobrá izolace,

2 > PI > 1 je již izolace podezřelá a

PI < 1 znamená nevyhovující izolaci.

Poměr dielektricé absorbce (DAR)

Je získám obdobně jako PI, jen je izolační odpor měřen za kratší dobu, a to 30sekund a 1 minuta.

DAR =  R_tot (1 Min) / R_tot (30 Sek)

Velikost DAR podobně jako u PI ukazuje na stav izolace velikostí tohoto indexu.

DAR > 1,6 znamená vynikající stav izolace,

1,6 > DAR > 1,4 je stále dobrá izolace,

1,4 > DAR > 1 je již izolace podezřelá a DAR < 1 znamená nevyhovující izolaci.

Dielektrické vybití (DD)

Tento parametr hodnotí rychlost ztráty náboje izolace. Tato metoda hodnocení se obvykle používá při diagnostice vícevrstvých izolací, které vyžadují, aby přístroj změřil vybíjecí proud a kapacitu měřeného objektu 1 minutu po odstranění zkušebního napětí. Jedná se o velmi dobrý diagnostický test izolace, který umožňuje vyhodnotit poškození a jiné problémy s dutinami ve více izolacích.

 DD =  I _{DIS (1 min)} / (U * C _ISO  )

Jeho velikost se pohybuje takto:  DD < 2 znamená dobrou izolaci,  2 < DD < 4 dostatečná a DD > 4 znamená nedostatečnou izolaci.

Měření izolace krokováním napětí

Dalším možným testem je test krokováním testovacího napětí.

Tento test je založený na principu, kdy ideální izolace bude mít identické hodnoty při všech velikostech napětí,

zatímco izolace, která je nadměrně namáhaná, bude vykazovat změny veůikosti izolační hodnoty - nižší hodnoty - při vyšších napětích.

Během zkoušky se aplikované napětí postupně zvyšuje po krocích a sleduje se velikost odporu, který by měl mít konstantní hodnou. 

Posledním tester izolace je vyhodnocení její elektrické pevnosti.

Tedy zjištění napětí, při které dojde k lavinovému jevu, který způsobí rychlí nárůst proud a elektrický průraz.

Při tomto testu je zvyšováno elektrické napětí a měřen nárůst proud.

Ttestery izolačního stavu společnosti Kyoritsu KEW 3127 a KEW 3128 jsou vybaveny všemi výše popsanými funkcemi

Měří tedy kromě izolačního odporu napětím 250 až 5 000V ( KEW 3128 až do 12kV)

i polarizační index (PI), poměr dielektrické absorpce (DAR) i dielektrický výboj (DD), a jsou vybaveny krokování napětí.

Při měření měří i unikající a vybíjecí proud a velikost kapacity.

Velmi důležitým parametrem pro měření například izolace kabelů je schopnost dodat proud až 5mA.

Jeho základní vlastnosti jsou:

• Izolační odpor do 10TΩ (KEW3128 35TΩ)
• Proud na krátko až 5 mA
• Zkušební napětí od 250V do 5000V ( KEW 3128 až do 12kV)
• Diagnostické izolační testy: IR, PI, DAR, DD, SV, RAMP (režimy poruchy a propalování)
• Kapacitní proud, unikající proud
• Přístroj je vybaven pamětí pro záznam naměřených hodnot a protokolováním
• Další velmi zajímavá funkce je funkce filtru, které snižuje rušení šumem pro získání stabilních měření
• Velký displej s podsvícením s čárovým grafem
• Robustní konstrukce pro použití v terénu s krytím IP65
• Napájeno dobíjecí baterií (KEW3128 akumulátor)
• Bezpečnostní norma ČSN EN 61010-1 CAT Ⅳ 600V

Při měření izolace se automaticky vypočítávají hodnoty Pl / DAR  a zobrazí. Během měření se zobrazují hodnoty měřeného proudu a kapacity měřené při vybíjení po měření.

SV měření izolace krokováním napětí 

Při tomto testu se zvyšuje nastavené napětí o 20% pokaždé, když nastane přednastavený čas.

Degradace izolace se projeví, když se izolační odpory snižují při vyšším použitém napětí.

Měření s plynulým nárůstem napětím (RAMP)

• Přístroj je vybaven i funkcí plynulého nárůstu napětí, kdy se napětí při měření postupně zvyšuje plynule až do předem nastavené hodnoty s tím, že je možno nastavit omezení proudu tak, aby nedošlo k poškození izolace. Proto je měření RAMP užitečné pro nalezení bodů selhání izolace bez způsobení vážného poškození. To umožní lokalizovat závadu, jako jsou dírky ve vinutí, tím, že uvidíte jiskru nebo závan kouře.
• KEW3127 i KEW 3128 při tomto testu zobrazuje hodnotu poruchového napětí, před tím, než dojde k porušení izolace (průrazu), kdy se zastaví měření a zobrazí se napětí, které způsobilo poruchu. Pokud není detekována žádná porucha, napětí se zvyšuje, dokud nedosáhne přednastavené hodnoty napětí.

Režim propalování

• Při tomto měření přístroj pokračuje v měření, i když je detekována porucha, dokud protékající proud nedosáhne přednastavené hodnoty. Po měření se zobrazí poruchové napětí.