Słoweńska firma Metrel wprowadziła na rynek nowy, przenośny przyrząd TeraOhm 10 kV, przeznaczony do przeprowadzania wysokonapięciowej diagnostyki izolacji elektrycznej. Przyrząd został zaprojektowany i wykonany z wykorzystaniem wieloletnich doświadczeń związanych ze sprzętem pomiarowym tego typu. W porównaniu do modelu TeraOhm 5 kV, nowe urządzenie charakteryzuje się wyższą wartością napięcia pomiarowego (do 10 kV) oraz szerszym zakresem mierzonych parametrów.

Teoretyczne i praktyczne aspekty pomiaru jakości izolacji

Materiały izolacyjne są ważnym składnikiem niemal każdego urządzenia  elektrycznego. Ich właściwości  zależą  zarówno od charakterystyki materiału bazowego, jak i czynników zewnętrznych,  takich jak temperatura, stopień zanieczyszczenia, wilgotność, procesy starzeniowe, narażenia elektryczne i mechaniczne. Aby zapewnić odpowiednio wysokie bezpieczeństwo i niezawodność,  konieczne jest okresowe badanie jakości materiału izolacji. Prawie każda norma dotycząca bezpieczeństwa urządzeń i instalacji elektrycznych wymaga wykonania podstawowego pomiaru rezystancji izolacji oraz jej wytrzymałości napięciowej. Przy pomiarach rezystancji izolacji wykorzystywane jest głównie napięcie stałe.

Przy ocenie jakości izolacji należy uwzględnić pozostałe zjawiska, które mogą mieć wpływ na aktualny stan materiału izolacji. Wpływ narażeń mechanicznych i elektrycznych można określić za  pomocą pomiaru rezystancji izolacji w funkcji napięcia, na przykład za pomocą napięcia narastającego krokowo. Wpływ zjawiska polaryzacji może być określony na podstawie wykonania pomiarów  rezystancji izolacji w funkcji czasu, obliczeniu współczynników polaryzacji PI oraz absorpcji dielektrycznej DAR oraz pomiaru współczynnika  rozładowania dielektryka DD.

Dlatego, badanie  jakości  izolacji powinno obejmować następujące pomiary:

• Rezystancji izolacji
• Krzywej rezystancji izolacji w funkcji napięcia
• Rezystancji izolacji w funkcji czasu
• Odzyskanego ładunku po rozładowaniu dielektryka

Wyniki poszczególnych pomiarów pozwalają stwierdzić, czy w badanym systemie konieczna jest wymiana izolacji na nową. Badanie jakości izolacji jest szczególnie ważne w przypadku transformatorów, systemów  izolacji silników elektrycznych, linii kablowych, innych urządzeń elektrycznych (w szczególności pracujących na liniach produkcyjnych) oraz wszędzie tam gdzie niezbędna jest analiza i eliminacja problemów związanych z  izolacją elektryczną. Wszystkie wymienione wyżej rodzaje pomiarów można wykonać za pomocą testera TeraOhm 10 kV.

Przyrząd TeraOhm 10 kV umożliwia pomiar rezystancji izolacji w zakresie do 10 TΩ. Urządzenie zostało umieszczone w plastikowej obudowie (walizce), która spełnia wymagania klasy ochronnej IP44. Urządzenie może  być zasilane z sieci lub za pomocą akumulatorów typu NiMH. Obsługa urządzenia jest łatwa i intuicyjna. Ekran LCD umożliwia łatwy odczyt wyników pomiaru w  formie cyfrowej oraz za pomocą bargrafu, jak również parametrów pomiarowych. Po włączeniu, przyrząd automatycznie przeprowadza kalibrację systemu pomiarowego. Dzięki temu następuje kompensacja efektu starzenia elementów, zmian temperatury, wilgotności itd. Po wykonaniu pomiaru następuje automatyczne rozładowanie obiektu badanego.

Przyrząd wyposażono w gniazda „GUARD” służące do odprowadzania powierzchniowych prądów upływowych (zalecane przy pomiarze dużych rezystancji, powyżej 10 GΩ). Przyrząd został wyposażony w wewnętrzną pamięć podtrzymywaną bateryjnie. Pozwala to użytkownikowi na wykonanie pomiarów, ich zapisanie, a następnie odczytanie w dowolnym momencie. Użytkownik może też przesłać wyniki  pomiarowe do komputera PC w celu ich dalszej analizy lub wydruku. Dedykowane oprogramowanie TeraLink umożliwia transfer danych do komputera PC poprzez izolowane porty RS232 lub USB. W standardowym wyposażeniu przyrządu znajdują się wysokiej klasy akcesoria: ekranowane przewody pomiarowe 12 kV oraz zaciski krokodylowe 10 kV.

Urządzenie charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia zewnętrzne. W przyrządzie zostały zastosowane filtry, które redukują wpływ zakłóceń na uzyskiwane wyniki pomiarowe. Filtry umożliwiają uzyskanie  bardziej stabilnych odczytów, w szczególności przy pomiarach dużych wartości rezystancji izolacji (dla funkcji rezystancji izolacji, testu diagnostycznego oraz napięcia narastającego krokowo). Oprócz pomiaru rezystancji przyrząd oferuje dodatkowe narzędzia oceny jakości izolacji, w tym współczynniki PI, DAR oraz DD.

Przyrząd Metrel TeraOhm 10 kV spełnia następujące normy: IEC/EN 61557-2  (działanie przyrządu), EN 61326 Klasa B  (kompatybilność elektromagnetyczna), EN 61010-1 (bezpieczeństwo, przyrząd), EN 61010-031 (bezpieczeństwo, akcesoria).

Funkcje pomiarowe przyrządu TeraOhm 10 kV

Pomiar  wysokich  wartości  rezystancji  izolacji  w  zakresie do 10 TΩ:

• Programowane  napięcie  pomiarowe  od  500  V  do  10  kV   z krokiem 25 V
• Programowany czas pomiaru (timer) od 1 s do 30 min
• Automatyczne  rozładowanie  obiektu  badanego  po  zakończeniu pomiaru
• Pomiar pojemności badanego obiektu

Pomiar rezystancji izolacji w funkcji napięcia pomiarowego (napięcie narastające krokowo):

• Pięć  poziomów  (kroków)  napięciowych  ustawianych  proporcjonalnie do wybranego zakresu napięcia pomiarowego
• Programowany czas pomiaru kroku (timer) od 1 min do 30 min

Wskaźnik  polaryzacji  PI,  współczynnik  absorpcji  dielektrycznej DAR oraz współczynnik rozładowania dielektryka DD:

• PI = RINS (t2) / RINS (t1) gdzie RINS (tx) jest rezystancją izolacji zmierzoną w czasie tx
• DAR = R01min / R15s gdzie Rx jest rezystancją izolacji zmierzoną w czasie x
• DD = Idis (1min) / C˙U gdzie Idis (1min) jest prądem rozładowania zmierzonym po czasie 1 min, C jest pojemnością obiektu a U napięciem pomiarowym

Pomiar wytrzymałości napięciowej napięciem stałym  (DC) do 10 kV:

• Programowany przebieg narastającego napięcia pomiarowego w zakresie od 500 V do 10 kV
• Przebieg narastającego napięcia pomiarowego o wysokiej rozdzielczości (około 25 V na krok)
• Programowany prąd progowy o wartości do 5 mA

Pomiar napięcia stałego  i przemiennego oraz częstotliwości w zakresie do 600 V.

"Miernik rezystancji izolacji TeraOhm 10 kV" ukazał się w magazynie Elektroinstalator.

Oryginalna wersja artykułu w pliku PDF: Miernik rezystancji izolacji TeraOhm 10 kV - Elektroinstalator