Miksi eristysvastus kannattaa mitata ja mikä tekee siitä niin tärkeän toimenpiteen? Eristysvastusmittaus pitää huolen siitä, että yleinen turvallisuus on taattu. Suorittamalla jännitetestaukset estetään mahdolliset ylijännitteistä johtuvat tulipalot ja onnettomuudet. Eristysvastusmittauksen etuna on myös sähköjärjestelmien ja moottoreiden suojaaminen, varmistaen laitteille pitkän käyttöiän. Kun testaat laitteesi säännöllisesti saat kullanarvoista tietoa laitteidesi kunnosta ja ehkäiset samalla mahdolliset orastavat ongelmat hyvissä ajoin. Eristysvastusmittareilla on mahdollista selvittää missä kunnossa laitteisto, moottori, muuntaja, tai sähkölaitteen kaapelit tai sähköasennukset ovat.
Mittaustapa määritellään testattavan laitteiston ja tarkistuksen syyn mukaan.
Miten eristysvastuksen mittaus tapahtuu?
Mittaus tehdään ikään kuin lisäämällä painetta putkistoissa vuodon paljastamiseksi. Tasa- tai vaihtojännite nostetaan huomattavan suureksi, jolloin vuotovirta on helpompi huomata. Testaus ei normaaliolosuhteissa vaurioita testattavaa laitetta.
Laitteet on suunniteltu tuottamaan testijännite turvallisesti ja hallitusti. Suurjännitettäkin tuottaessa niiden virta on tarkasti rajattu, joka auttaa estämään vauriot järjestelmissä, joissa eristys on päässyt huonoon kuntoon. Samalla tämä estää vaaralliset virtatasot, jotka saattavat aiheutua tahattomista kosketuksista.
Mistä tahansa digitaalisesta yleismittarista löytyy vastuksen mittaustoiminta (resistanssi), mutta tämä toiminto käyttää testaukseen vain muutamia voltteja. Kun tutkitaan suuria jännitteitä käyttäviä järjestelmiä, ei tavallisen yleismittarin resistanssi anna tarkkaa kuvaa eristyksen sen hetkisestä laadusta. Tavoitteena onkin testata eristystä huomattavasti suuremmalla jännitteellä, jotta vuodot voidaan varmasti havaita.
Yleisimpiin eritysvastusmittauksiin suosittelemme Fluke 1507:sta. Korkeajännitemittauksiin soveltuu parhaiten Fluke-1555. Fluke 1555:lla päästään jopa 10kV-mittauksiin.
Katso eristysvastusmittareita tästä
Mittaustavat
Yksinkertainen mittaus
Yksinkertaisessa testissä mittaus tapahtuu kytkemällä eristysvastustesteri kiinni mittauskohteen käämitykseen. Eristysjännitettä syötetään yleensä 30 sekunnin tai 1 minuutin ajan. Muista välttää kosteuden aiheuttamia ylikuormituksia, sillä mittaus tulee suorittaa ainoastaan silloin, kun käämityksen lämpötila ylittää kastepisteen. Tarkasta käämityksen lämpötila, jotta mahdolliset lämpötilaan liittyvät korjaustoimenpiteet olisivat mahdollisia. Saadaksesi vertailukelpoisia tuloksia täytyy eristysvastuksen mittaus olla toistettavissa. Suorita mittaukset samanpituisina samassa lämpötilassa sekä ilmankosteudessa.
PI & DAR
Ajasta riippuvat testimenetelmät, jotka tunnetaan joskus myös nimellä absorptiotesti, ovat jokseenkin lämpötilasta riippuvaisia. Ne soveltuvat mittauksiin, joihin ei ole saatavilla vertailutuloksia. Ne perustuvat absorptiotehon vertailuun hyvän ja vaurioituneen eristyksen välillä. Ajalliset testit sekä eristysvastustestit ovat tärkeitä, sillä niiden tuloksiin ei vaikuta mittauskohteen koko. Eristyksessä mahdollisesti oleva kosteus/lika mitätöi osittain absorptiotehon jatkuvana pysyvän vuotovirran takia. Tästä syystä vastuksen arvo tulee olemaan pieni Ohmin lain mukaisesti: U = RI tai R = U / I. Puhtaalla ja kuivalla eristeellä vastusarvon nousu on mitattavan kohteen koosta riippumaton.
- PI (polarisaatioindeksi)
Tällä tavalla eristyksiä mitatessa tarvitset kaksi mittausarvoa. Näiden arvojen suhdeluku määrittää polarisaatioindeksin joka kertoo eristyksen laadun. PI on täydellinen esim. kiinteiden rautaydinten eristyksen testaukseen, mutta sitä ei suositella öljytäytteisien muuntajien testaukseen, sillä testauksen arvot olisivat alhaisia vaikka eristyksissä ei olisi mitään vikaa.
- DAR (Dielectric Absorption Ratio)
Soveltuu asennuksiin tai laitteistoihin, joissa eristemateriaalista johtuen absorptiovirta häviää nopeasti. 30 - 60 sekunnin testiaikaa voidaan pitää riittävänä varmistuakseen testattavan eristyksen laadusta.
DD
Dielectric Discharge eli dielektrinen purkaus on automaattinen mittausrutiini dielektristen purkutestien suorittamiseen. Mitattava kohde altistetaan tavallisesti 500V jännitteelle puolen tunnin ajan, jotta eristys saadaan sähköistettyä. Se pystyy tunnistamaan suuria purkuvirtoja. Niitä muodostuu, kun monikerroksinen eristys on viallinen tai likainen. DD-testaus on ainut, joka pystyy tähän.
Ramppi-/askeltoiminto
Vian alkuvaihe on löytynyt, jos koe on suoritettu korkealla testijännitteellä, mutta mittausarvot ovat kuitenkin alempia kuin ensimmäisenä suoritetun kokeen tulokset. Ratkaisu on syöttää jännitettä askelletusti. Tällainen askel- tai ramppitoiminto löytyy usein hieman arvokkaammista laitteista. Hyvät mittausarvot saat myös käyttäen kahta testijännitettä. Jos askeltoimintoa ei ole saatavilla, voit tehdä testin myös ns. manuaalisesti mitaten minuutin ajan ensin matalammasta jännitteestä ja lopuksi korkeammasta esim. 500V ja 1000V tai 500V ja 2500V. Merkitse saadut mittausarvot ylös.
Hyviä vinkkejä tehokkaasta eristysvastusmittauksesta
1. Irrota kaikki sähkölaitteet, kuten lähettimet, moottorikäytöt ja PLC-logiikkaohjaimet ennen mittauksen suorittamista. Normaalia suurempi jännite voi aiheuttaa sähkölaitteille vaurioita.
2. Huomioi lämpötila. Testit suositellaan tehtäväksi johtimen ollessa 20°C lämpötilassa tai määrittämään lämpötilan perustason, jos käytät esim. digitaalista yleismittaria, lämpötilamittapäätä tai infrapunalämpömittaria.
3. Eristykselle kannattaa valita testijännite joka sille sopii. Tarkoitus on saada eristykselle sopiva rasitus, mutta ei liikaa. Jos et ole varma, käytä pienempää testijännitettä. Yleensä eristysvastuksen testi tehdään noin kaksinkertaisella jännitteellä. Esim. 460-600V luokitellut laitteet testataan 1000V jännitteellä.
4. Kun käytät eristysvastusmittaria, pidä johtimet kytkettyinä testauksen jälkeen, sillä mittari pystyy purkamaan jäännösjännitteen.
5. Kun johtimet ovat lähellä toisiaan on niiden kapasitanssi normaali. Tästä syystä eristysvastuksen resistanssi alkaa matalalta ja nousee tasaisesti, kunnes se vakiintuu. Tämä on normaalia, mutta jos näet jatkuvaa lukeman laskua ja nousua, on se merkki kipinöinnistä.
6. Vaikka jännite olisikin tasaisesti rajattu, eristysvastusmittari voi aiheuttaa kipinöitä ja pieniä palovammoja. Muista siis aina työskennellä etäällä jännitteisistä järjestelmistä ja pidä huoli työturvallisuudesta sekä käytännöistä korkealla tehtävistä töistä.
On tärkeää ymmärtää mitkä tekijät vaikuttavat eristyksen laatuun.
Eristeisiin liittyvät ongelmat voidaan jakaa viiteen eri kategoriaan:
1.Sähköinen kuormitus
Yli- ja alijännitteet.
2.Mekaaninen kuormitus
Useat käynnistykset ja sammutukset saattavat aiheuttaa mekaanista kuormitusta.
3.Kemiallinen kuormitus
Kemikaalit, öljyt ja syövyttävä höyry sekä lika.
4.Lämpötilajohdannaiset kuormitukset
Lämpötila ja mekaaninen kuorma yhdessä rasittaa eristystä. Ympäristön korkea lämpötila vanhentaa eristysmateriaaleja.
5.Ympäristön kuormitus
Kosteus ja lika vanhentavat eristysmateriaaleja. Kosteudella on suuri merkitys jos eristysmateriaali on haurastunut tai likainen.
NETA tarjoaa useille laitteiden jännitealueille tietoja eristyksiä koskevista suositeltavista testi- ja vähimmäiseristysarvoista, jos et löydä näitä tietoja muualta. Korkeajännitekaapeleiden ja muuntajien testijännitteitä kannattaa kysyä suoraan valmistajalta.
Huomioi turvallisuus!
1. Mittaus on suoritettava jännitteettömälle asennukselle. Tällä varmistetaan testijännitteen siirtymättömyys toiseen sähkölaitteeseen, joka on kytkettynä kohteeseen.
2. Varmista, että purkautuminen on tapahtunut. Purkaus onnistuu oikosulkemalla tulot ja/tai kytkemällä ne maahan.
3. Jos koe suoritetaan ATEX- tai paloherkässä ympäristössä on muistettava erityissuojaus.
4. Jos koealueella on korkea DC-jännite, tulee alue eristää ja suojavarusteita käyttää.
5. Käytä vain kaapeleita, jotka soveltuvat mittaukseen. Muista myös tarkistaa niiden kunto, sillä huonokuntoiset kaapelit saattavat antaa vääriä tuloksia tai olla jopa hengenvaaralliset käyttää.
Huom! Muista, että mittaukset tulee suorittaa asiantunteva sähköalan ammattilainen, jotta turvallinen ja oikeaoppinen testaus voidaan taata.