2014 Insulation Tester

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNGĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN

Xưởng Điện-Nguyễn Phi Diệu

www.dpm.vn 1

•Tổng quan về cách điện

1

•Kiểm tra cách điện

2

•Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điện

3

•Kết nối thiết bị đo để kiểm tra cách điện

4

•Phân tích kết quả kiểm tra cách điện

5

•Tiêu chuẩn về cách điện

6

•Trình tự kiểm tra cách điện

7

•Phụ lục

8

www.dpm.vn 2

www.dpm.vn •TỔNG QUAN VỀ CÁCH ĐIỆN

1

3

www.dpm.vn

Cách điện và rò rỉ là hai thuật ngữ gắn liền với nhau trong kỹ thuật điện.

Tổng quan về cách điện

4

Cách điện là một đặc tính của vật liệu, được đo bằng điện trở cách điện.

Rò rỉ được đo bằng dòng điện rò và được tạo ra bằng cách đặt một điện áp vào vật liệu cách điện.

Đặc tính của vật liệu cách điện thường ngược lại với các vật liệu dẫn điện.Về lý thuyết, vật liệu cách điện không dẫn dòng điện. Tuy nhiên, trong thực

tế chúng ta không có một vật liệu cách điện lý tưởng. Tất cả các loại vật liệu cách điện đều có một giá trị trở kháng. Các giá trị điện trở cách điện là rất cao, nhưng không phải là vô hạn.

Đặc tính của vật liệu cách điện có xu hướng giảm theo thời gian bởi quá trình lão hóa. Các hiện tượng vật lý khác nhau cũng có ảnh hưởng đến đặc tính cách điện của vật liệu như nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, ứng suất cơ khí, bức xạ năng lượng cao, …

Thường xuyên kiểm tra điện trở cách điện để phát hiện hư hỏng cách điện, ngăn chặn nguy hiểm do điện giật, bảo đảm an toàn của nhân viên. Đồng thời hữu ích trong việc đánh giá chất lượng của việc sửa chữa trước khi thiết bị được đưa vào hoạt động trở lại.

www.dpm.vn


5

U: Điện áp kiểm tra Riss1 và Riss2: Điện trở bề mặt

Riso: Điện trở cách điện

Ciso: Điện dung cách điện

Rpi: Điện trở phân cực

Cpi: Điện dung phân cực

Dòng điện tổng Itot bao gồm 4 dòng điện thành phần:

IRiss: Dòng điện rò bề mặt

IRiso: Dòng điện rò trong cách điện

IRCpi: Dòng điện phân cực

ICiso: Dòng điện nạp tụ điện

Mô hình cách điện điển hình

1 2Riss

iss iss

UI

R R

Risoiso

UI

R

pi pi

pi

t

R C

RCpi

UI e

R

int

int

iso

iso

t

R CC

UI e

R

iss iso pi isotot R R RC CI I I I I

www.dpm.vn


6

Mô hình cách điện điển hình

1 2Riss

iss iss

UI

R R

Risoiso

UI

R

pi pi

pi

t

R C

RCpi

UI e

R

int

int

iso

iso

t

R CC

UI e

R

iss iso pi isotot R R RC CI I I I I

RissI

RisoI

piRCI

isoCI

totI

Đặc tính của dòng điện thay đổi theo thời gian trong một vật liệu cách điện sau khi đặt một điện áp vào vật liệu cách điện.

Dòng điện trong vật liệu cách điện phụ thuộc vào thời gian.

www.dpm.vn


7

Giản đồ dòng điện-thời gian với điện áp kiểm tra lý tưởng

RissI

RisoI

piRCI

isoCI

totI

Giản đồ dòng điện-thời gian với điện áp kiểm tra thực tế

RissI

RisoI

piRCI

isoCI

totI

www.dpm.vn


Khi điện áp một chiều của một thiết bị đo cách điện đặt vào hai đầu vật liệu cách điện, các dòng điện sẽ bắt đầu tại một giá trị cao, giảm dần theo thời gian, và cuối cùng đạt một giá trị ổn định.

Điện trở cách điện ban đầu thấp là do dòng điện nạp tụ điện ban đầu cao và do dòng điện phân cực hấp thụ ban đầu cao.

Dòng điện nạp tụ điện nhanh chóng giảm đến một giá trị không đáng kể (thường là trong vòng 15 giây) khi tụ điện đã nạp đầy.

Dòng điện phân cực này cũng giảm theo thời gian, nhưng tốc độ giảm chậm hơn, đòi hỏi từ 10 phút đến vài giờ để giảm xuống một giá trị không đáng kể.

Dòng điện rò trong vật liệu cách điện không thay đổi theo thời gian, và điều này hiện nay là yếu tố cơ bản để đánh giá cách điện.

Dòng điện rò bề mặt không thay đổi theo thời gian, và ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo điện trở cách điện.

KẾT LUẬN

www.dpm.vn

•KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN

2

9

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện dùng điện áp xoay chiều

Khi kiểm tra cách điện bằng một nguồn điện xoay chiều thì dòng điện nạp/xả tụ điện là rất lớn so với các dòng điện rò và dòng điện phân cực.

.2 .isotot C AC isoI I U f C

Thiết bị kiểm tra với nguồn điện áp xoay chiều lớn thường được sử dụng để kiểm tra điện áp chịu đựng hoặc kiểm tra điện môi. Điện áp được tăng lên một giá trị cụ thể để xem cách điện có thể chịu đựng được với giá trị điện áp đó hay không.

Các thiết bị kiểm tra cách điện bằng điện áp xoay chiều thì phù hợp để kiểm tra, thử nghiệm cách điện của các thiết bị đạt hay không đạt. Các thiết bị kiểm tra cách điện bằng điện áp một chiều thì cung cấp nhiều thông tin hơn về cách điện.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo giá trị điện trở cách điện

Đặt một điện áp kiểm tra của thiết bị đo cách điện vào vật liệu cách điện trong một khoảng thời gian nhất định, thông thường là giá trị điện trở cách điện được đọc sau 1 phút.

Kiểm tra cách điện theo giá trị điện trở cách điện chỉ nên được thực hiện khi nhiệt độ vật liệu cách điện cao hơn so với điểm sương.

Kiểm tra cách điện theo giá trị điện trở cách điện là phương pháp đơn giản nhất và nhanh nhất để kiểm tra cách điện, tuy nhiên chỉ cho chúng ta thông tin sơ bộ về tình trạng cách điện. Do đó, giá trị điện trở cách điện phải được lưu lại để có thể so sánh theo thời gian, từ đó đánh giá được xu hướng thay đổi của điện trở cách điện.

Nhiệt độ của vật liệu cách điện cũng là dữ liệu rất quan trọng, do đó giá trị điện trở cách điện đo được cần được hiệu chỉnh về giá trị tại nhiệt độ cơ sở.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo giá trị điện trở cách điệnNguyên tắc 1MΩ

Giá trị điện trở cách điện của thiết bị nên nhỏ nhất là 1MΩ cho mỗi kV của điện áp hoạt động, nhưng không được nhỏ hơn 1MΩ.

IEEE 43-2000 (Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery)

- 1MΩ + 1MΩ/1000V định mức của thiết bị, đối với cách điện các hệ thống trước năm 1970.- 5MΩ cho động cơ dây quấn ngẫu nhiên dưới 600V.- 100MΩ cho động cơ dây quấn khuôn, động cơ dây quấn trên 600V, và các phần ứng.

IEC 60439-1 (Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 1: Type-tested and partially type-tested assemblies)

- Mục tiêu: phương pháp kiểm tra đặc tính của chất điện môi bằng cách đo điện trở cách điện.- Mô tả: một điện áp kiểm tra một chiều (500V) được đặt vào vật liệu cách điện và đo giá trị

điện trở cách điện. Cách điện của thiết bị là đạt, nếu giá trị điện trở cách điện của nó là đủ cao (1000Ω /V của điện áp định mức mạch điện).

IEC 61.558 (Isolating transformers and safety isolating transformers) - Điện áp kiểm tra: 500V, thời gian đo: 1 phút.- Điện trở cách điện tối thiểu đối với cách điện cơ bản: 2MΩ.- Điện trở cách điện tối thiểu đối với cách điện bổ sung: 5MΩ.- Điện trở cách điện tối thiểu đối với cách điện tăng cường: 7MΩ.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp thời gian tăng – PI

Phương pháp kiểm tra cách điện thời gian tăng đôi khi được gọi là kiểm tra hấp thụ. Kết quả của phép đo này là chỉ số phân cực.

Chỉ số phân cực (Polarization Index - PI) được định nghĩa là tỷ lệ giữa hai giá trị điện trở cách điện đo được tại hai thời điểm trong một phép đo cách điện liên tục. Tỷ lệ điển hình nhất là giá trị điện trở cách điện đo được tại thời điểm 10 phút và 1 phút trong một phép đo điện trở cách điện liên tục.

(10min)

(1min)ins

ins

RPI

R

PI value Tested material status

1 - 1.5 Not acceptable (older types)

2 - 4 (typically 3) Considered as good insulation (older types)

4 (very high insulation resistance) Modern type of good insulation systems

Kết quả của phương pháp thời gian tăng không chỉ là giá trị điện trở cách điện mà còn có tỷ lệ giữa hai giá trị điện trở cách điện tại hai thời điểm khác nhau trong một phép đo cách điện liên tục. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ giống nhau ở cả hai giá trị điện trở cách điện đo được. Do đó, nhiệt độ không ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp thời gian tăng.

Kiểm tra PI có thể được bỏ qua nếu giá trị điện trở cách điện đo được tại thời điểm 1 phút là > 5000MΩ.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp thời gian tăng – PI

Cách điện thiết bị suy giảm thì giá trị dòng điện rò tăng cao, giá trị dòng điện phân cực rất nhỏ so với giá trị dòng điện rò. Dòng điện rò vẫn giữ ở một giá trị tương đối ổn định và giá trị điện trở cách điện vẫn ở mức thấp.

Cách điện của thiết bị tốt thì giá trị dòng điện rò nhỏ, giá trị điện trở cách điện sẽ tăng cao sau một khoảng thời gian. Sự phân cực có thể được nhìn thấy rõ ràng.

(10min)

(1min)ins

ins

RPI

R

PI value Tested material status

1 - 1.5 Not acceptable (older types)

2 - 4 (typically 3) Considered as good insulation (older types)

4 (very high insulation resistance) Modern type of good insulation systems

Cách điện tốt → Chỉ số phân cực cao.

Cách điện xấu → Chỉ số phân cực thấp.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp thời gian tăng – DAR

Hệ số hấp thụ điện môi (Dielectric Absorption Ratio - DAR) cũng tương tự như chỉ số phân cực, là tỷ lệ giữa hai giá trị điện trở cách điện đo được tại các thời điểm khác nhau trong quá trình đo cách điện liên tục.

(60sec)

(30sec)ins

ins

RDAR

R

DAR value Tested material status< 1 Bad insulation

1 - 1.25 Acceptable insulation > 1.4 Very good insulation

Phương pháp kiểm tra hệ số hấp thụ điện môi có thể được sử dụng khi chỉ số phân cực cho cách điện là nhỏ hơn hoặc bằng 2.

Khi giá trị PI là 2 thì yêu cầu giá trị DAR tối thiểu là 1.25.

Sự khác biệt chỉ là thời gian để ghi lại kết quả, thời gian ngắn hơn và giá trị điện trở cách điện đầu tiên tại thời điểm 30 giây và giá trị điện trở cách điện thứ hai tại thời điểm 60 giây .

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp phóng điện điện môi – DD

Khi có một điện áp kiểm tra đặt vào vật liệu cách điện, sẽ có các dòng điện khác nhau đi qua vật liệu cách điện (IRiss, IRiso, IRCpi, ICiso). Tuy nhiên, rất khó để xác định chỉ số phân cực nếu dòng điện phân cực IRCpi là rất nhỏ so với các dòng điện khác.

Do đó, thay vì xác định chỉ số phân cực trong quá trình kiểm tra cách điện, có thể thực hiện kiểm tra phóng điện điện môi.

Cách điện được kiểm tra phải được hoàn toàn tích điện để đảm bảo rằng quá trình phân cực được hoàn tất. Các thành phần dòng điện chỉ còn lại dòng điện rò cách điện và giá trị điện trở cách điện đã ổn định.

Kiểm tra phóng điện điện môi (Dielectric Discharge - DD)

Ngắt điện áp kiểm tra, cách điện sẽ giải phóng dòng điện. Đo dòng điện được giải phóng. Dòng điện này phụ thuộc vào điện dung cách điện và điện áp kiểm tra. Điện dung cách điện cũng có thể đo được trong giai đoạn phóng điện. Thông thường giá trị dòng điện sau một phút được ghi nhận vào kết quả phóng điện điện môi.

(1min)

.dis

iso

IDD

U C

DD value Tested material status > 4 bad

2 - 4 critical

< 2 good

Kiểm tra phóng điện điện môi rất hữu ích khi kiểm tra một cách điện nhiều lớp. Phương pháp kiểm tra này có thể xác định dòng điện giải phóng tăng vọt xảy ra khi một lớp cách điện bị hư hỏng hoặc bị nhiễm bẩn.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp điện áp bước – SV

Kiểm tra cách điện với một điện áp kiểm tra thấp hơn nhiều so với giá trị yêu cầu có thể phát hiện được cách điện suy giảm do độ ẩm và bụi bẩn, nhưng có thể không phát hiện được cách điện suy giảm do ảnh hưởng của quá trình lão hóa, vết nứt cách điện cục bộ.

Kiểm tra cách điện bằng phương pháp điện áp bước cho chúng ta kết quả hữu dụng ngay cả trong trường hợp không thể cung cấp điện áp kiểm tra cách điện đủ so với điện áp kiểm tra yêu cầu.Phương pháp điện áp bước (Step Voltage – SV)

Điện áp kiểm tra đặt vào cách điện được tăng theo từng bước, bắt đầu từ giá trị thấp nhất và tăng với các bước xác định lên đến giá trị cao nhất.

Tỷ lệ được đề nghị cho các bước điện áp kiểm tra là từ 1 đến 5.Tại mỗi bước, điện áp kiểm tra nên được duy trì trong một khoảng thời gian T bằng

nhau, mà thường là 60 giây.

Kết quả cũng có thể được hiệu chỉnh về giá trị tại nhiệt độ cơ sở.

Điện trở của một cách điện tốt thì không đổi tại tất cả các giá trị điện áp kiểm tra trong khi điện trở của một cách điện đã bị suy giảm thì giảm đi nhanh chóng. Sự ảnh hưởng của các điểm yếu cách điện cục bộ thì nhỏ ở điện áp kiểm tra thấp, nhưng nhanh chóng tăng lên khi tăng điện áp kiểm tra. Sự suy giảm nhanh chóng của giá trị điện trở cách điện chỉ ra quá trình này.

Kết quả của phép đo sẽ là đường cong cho thấy điện trở cách điện phụ thuộc vào điện áp kiểm tra. Hình dáng của đường cong thể hiện chất lượng của cách điện.

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra cách điện theo phương pháp điện áp bước – SV

www.dpm.vn

Kiểm tra cách điệnKiểm tra điện áp chịu đựng – Withstanding Voltage Test

Đặt một điện áp kiểm tra vào cách điện cần kiểm tra cho đến khi hết thời gian yêu cầu thử nghiệm hoặc đến khi cách điện cần kiểm tra bị hư hỏng.

Độ dốc của điện áp kiểm tra, điện áp kiểm tra cực đại, thời gian tăng điện áp kiểm tra đến giá trị cực đại, và thời gian kiểm tra với điện áp kiểm tra cực đại là rất quan trọng và phụ thuộc vào loại thiết bị kiểm tra.

Kiểm tra này bao gồm hai loại kiểm tra:-Kiểm tra điện áp chịu đựng một chiều cho mục đích phối hợp cách điện. Giữ

điện áp trong khoảng thời gian xác định khi thực hiện kiểm tra. Thiết bị được kiểm tra phải chịu được điện áp này mà không có hư hỏng vật liệu cách điện.

-Kiểm tra điện áp đánh thủng của các thiết bị có giới hạn điện áp. Kiểm tra này cũng tương tự như kiểm tra điện áp chịu đựng một chiều ngoại trừ việc điện áp kiểm tra được tăng dần cho đến khi xảy ra sự cố của thiết bị thử nghiệm.

www.dpm.vn

•CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN

3

20

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điện

Một số yếu tố ảnh hưởng đến phép đo cách điện

- Không ổn định và các vấn đề về độ chính xác của kết quả cách điện cao

- Ảnh hưởng bởi rò rỉ bề mặt

- Ảnh hưởng bởi nhiệt độ

- Ảnh hưởng bởi độ ẩm

- Ảnh hưởng bởi tín hiệu nhiễu

- Ảnh hưởng bởi phụ tải điện dung cao

- Ảnh hưởng bởi dây tiếp đất và các rò rỉ khác

Rins

IRiss

T 0C

RH%N

ois

e

High capacitive load

Gro

un

ded

High

insulation

resistance

www.dpm.vn


Ảnh hưởng bởi rò rỉ bề mặt

Chất lượng của vật liệu cách điện được thể hiện thông qua dòng điện rò cách điện IRiso, nhưng cũng có các thành phần dòng điện khác: dòng điện rò bề mặt IRiss, dòng điện phân cực IRCpi, và dòng điện nạp tụ điện ICiso.

Để loại bỏ ảnh hưởng của dòng điện rò rỉ bề mặt chúng ta cần một dây đo thứ ba, gọi là dây đo bảo vệ (GUARD terminal)

Dòng điện phân cực IRCpi, và dòng điện nạp tụ điện ICiso thì giảm dần theo thời gian về 0 nhưng dòng điện rò rỉ bề mặt IRiss thì không đổi theo thời gian.

www.dpm.vn


Ảnh hưởng bởi rò rỉ bề mặt

Sử dụng dây đo bảo vệ (GUARD Terminal-GUARD Cord)

Dây đo bảo vệ có điện thế tương tự dây đo âm (-). Các điện trở rò bề mặt được xem như mắc song song với điện trở cách điện cần đo, do đó việc sử dụng dây đo bảo vệ khiến cho dòng điện rò đi qua bề mặt sẽ không đi qua mạch đo. Các dòng điện rò rỉ bề mặt không mong muốn sẽ được tách ra khỏi mạch đo dòng điện rò cách điện bởi dây đo bảo vệ và không bao gồm trong kết quả đo.

Sự rò rỉ bề mặt sẽ ảnh hưởng lớn đến độ chính xác phép đo điện trở cách điện khi giá trị cách điện đo được trên 10GΩ.

www.dpm.vn


Ảnh hưởng bởi nhiệt độNhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến giá trị đo điện trở cách điện, nhiệt độ tăng làm giảm

điện trở cách điện.

Kết quả đo điện trở cách điện nên được hiệu chỉnh về giá trị tại một nhiệt độ cơ sở. Nhiệt độ cơ sở nên là 20°C, nhưng trong nhiều trường hợp nhiệt độ cơ sở được lấy chính là nhiệt độ làm việc của cách điện cần đo.

Nhiệt độ làm việc thông thường cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, kết quả là điện trở cách điện khi thiết bị làm việc thường thấp hơn khi đo, do đó có thể dẫn đến dòng điện rò tăng cao khi thiết bị làm việc và độ an toàn cho thiết bị giảm, mặc dù giá trị đo điện trở cách điện vẫn đạt.

Để theo dõi, phân tích và đánh giá chất lượng của vật liệu cách điện thông qua kết quả kiểm tra định kỳ thì giá trị điện trở cách điện đo được phải được tính toán về giá trị tại một nhiệt độ cơ sở và vẽ đồ họa minh họa các giá trị này sẽ cho thấy xu hướng suy giảm của vật liệu cách điện theo thời gian.

Để có được một kết quả hiệu chỉnh chính xác về nhiệt độ cơ sở, các giá trị đo được phải được nhân với hệ số tương ứng với nhiệt độ môi trường xung quanh. Các hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào loại vật liệu cách điện.

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điệnẢnh hưởng bởi nhiệt độ

Temperature(ºC)

Rotatingequipment

Oil-filled transformers

Cables

class A class B code natural

code GR-S

performance natural

heat resist natural

heat resist perform. GR-S

ozone resist natural GR-S

varnished cambric

impregnated paper

0 0,21 0,4 0,25 0,25 0,12 0,47 0,42 0,22 0,14 0,1 0,28

5 0,31 0,5 0,36 0,4 0,23 0,6 0,56 0,37 0,26 0,2 0,43

10 0,45 0,63 0,5 0,61 0,46 0,76 0,73 0,58 0,49 0,43 0,64

15,6 0,71 0,81 0,74 1 1 1 1 1 1 1 1

20 1 1 1 1,47 1,83 1,24 1,28 1,53 1,75 1,94 1,43

25 1,48 1,25 1,4 2,27 3,67 1,58 1,68 2,48 3,29 4,08 2,17

30 2,2 1,58 1,98 3,52 7,32 2 2,24 4,03 6,20 8,62 3,2

35 3,24 2 2,8 5,45 14,6 2,55 2,93 6,53 11,65 18,2 4,77

40 4,8 2,5 3,95 8,45 29,2 3,26 3,85 10,7 25 38,5 7,15

45 7,1 3,15 5,6 13,1 54 4,15 5,08 17,1 41,4 81 10,7

50 10,45 3,98 7,85 20 116 5,29 6,72 27,85 78 170 16

55 15,5 5 11,2 6,72 8,83 45 345 24

60 22,8 6,3 15,85 8,58 11,62 73 775 36

65 34 7,9 22,4 15,40 118

70 50 10 31,75 20,30 193

75 74 12,6 44,7 26,6 313

Một động cơ với cấp cách điện A, có nhiệt độ dấy quấn 40ºC. Kết quả của phép đo cách điện ở nhiệt độ này là 2MΩ.

20 40 40.R R k

Giá trị điện trở cách điện hiệu chỉnh về nhiệt độ 20ºC:

2 4.8 9.6M M

Thông thường, nhiệt độ tăng lên mỗi 10°C thì giá trị điện trở cách điện giảm đi một nửa, nhiệt độ giảm mỗi 10°C thì giá trị điện trở cách điện tăng lên gấp đôi.

Việc hiệu chỉnh giá trị điện trở cách điện theo nhiệt độ đặc biệt quan trọng đối với phương pháp kiểm tra cách điện theo giá trị đo điện trở cách điện.

Nhận xét:

Phương pháp kiểm tra điện trở cách điện thời gian tăng và phương pháp điện áp bước tương đối độc lập với các ảnh hưởng của nhiệt độ.

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điệnẢnh hưởng bởi độ ẩmNhiệt độ điểm sương là điểm nhiệt độ mà tại đó hơi ẩm trong không khí bắt đầu ngưng

tụ ở dạng lỏng.

Nếu thiết bị được kiểm tra cách điện hoạt động tại nhiệt độ cao hơn nhiệt độ điểm sương, kết quả của phép đo cách điện sẽ không bị ảnh hưởng nhiều bởi độ ẩm. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới nhiệt độ điểm sương, hơi ẩm ngưng tụ từ không khí xung quanh sẽ ảnh hưởng đến kết quả của phép đo cách điện.

Để kết quả kiểm tra cách điện chính xác, nên giữ nhiệt độ của môi trường xung quanh không thay đổi trước và trong quá trình đo.

Các bề mặt cách điện có thể bị nhiễm axit hoặc muối nào đó có đặc tính hấp thụ ẩm, gây ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra cách điện. Do đó, phải vệ sinh sạch sẽ cách điện trước khi thực hiện kiểm tra.

Đặc biệt đối với môi trường có độ ẩm cao (RH > 80%), đảm bảo thông gió tại vị trí kiểm tra cách điện có thể cải thiện kết quả đo.

Cần có thời gian để làm khô độ ẩm trên vật liệu cách điện trước khi kiểm tra và thời gian yêu cầu cũng phụ thuộc vào giá trị điện trở cách điện.

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điệnẢnh hưởng bởi nhiễu

Nhiễu điện từ môi trường xung quanh có thể có ảnh hưởng lớn đến kết quả đo điện trở cách điện. Thông thường là nhiễu dòng điện, đạt giá trị lên đến vài mA.

- Dòng điện xoay chiều với tần số cơ bản và sóng hài của nó, đặc biệt khi quá độ đóng cắt. Những dòng điện này chủ yếu gây ảnh hưởng thông qua điện dung cách điện gần hệ thống đang hoạt động.- Dòng điện khác gây cảm ứng trong môi trường điện từ của cách điện cần kiểm tra.

Sử dụng các bộ lọc nhiễu

- Dòng điện trong các vòng lặp tiếp đất.

Nếu muốn giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu điện, chúng ta phải xác định các nguồn gây nhiễu. Một số nguồn gây nhiễu quan trọng là:

Các nguồn gây nhiễu thông thường ở tần số cơ bản hoặc các dao động ngẫu nhiên có thể được triệt tiêu một cách hiệu quả bằng phương pháp trung bình và phương pháp giảm băng thông, thông qua các bộ lọc nhiễu.

Trung bình là một phương pháp mà kết quả các phép đo là giá trị trung bình. Giá trị trung bình được làm mịn và có ít thay đổi hơn so với các phép đo riêng lẻ.

Giảm băng thông cho phép triệt tiêu các nhiễu bên ngoài dải tần quan tâm. Băng thông hẹp hơn giúp giảm nhiễu, và sau đó cải thiện các kết quả đo bằng phương pháp trung bình.

Sử dụng các bộ lọc nhiễu sẽ làm tăng thời gian xử lý của thiết bị đo.

Filter Meaning

Filter Off Low pass filter with cut off frequency of 0.5Hz in signal line

Filter 1 Additional low pass filter with cut off frequency of 0.05Hz in signal line

Filter 2 Filter 1 with increased integrating time (4s)

Filter 3 Filter 2 with additional cyclic averaging of 5 results

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điệnẢnh hưởng bởi phụ tải điện dung cao

Kết quả kiểm tra sẽ không ổn định khi đo cách điện các phụ tải có điện dung cao so với điện trở cách điện của chúng, ví dụ khoảng 1μF chẳng hạn.

Các phụ tải có điện dung cao điển hình là đường cáp dài hoặc các thiết bị có điện dung lớn như các bộ lọc EMC…

- Bản thân các dụng cụ đo lường. Các tụ điện gây ra sự chậm trễ trong vòng lặp điện áp cao của dụng cụ đo lường. Do chậm trễ, điện áp trở nên không ổn định. Một dòng điện không ổn định iC

sẽ đi qua điện dung cách điện Ciso và được đo bằng các mạch đo lường. Không giống như dòng

điện nạp tụ ban đầu, dòng điện này đi qua trong tất cả các thời gian và không thể tách rời khỏi dòng điện rò IRiso qua các vật liệu cách điện. Nếu nó cao so với IRiso, kết quả có thể trở nên rất

không ổn định.

Nhìn chung, sự bất ổn định là khó đoán trước do phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tuy nhiên, kết quả có thể được cải thiện bằng cách sử dụng bộ lọc trung bình.

Nguyên nhân sự bất ổn định trong kết quả kiểm tra- Do sự tích điện và đặc biệt các hiệu ứng dịch chuyển điện tích trên đường cáp dài mà kết quả đo phải mất thời gian lâu hơn để ổn định và thời gian kiểm tra giá trị cách điện có thể tăng lên đến vài phút.

www.dpm.vn


Đôi khi các thiết bị cần kiểm tra cách điện được nối dây hoặc tiếp xúc với các vật dẫn điện và do đó có đường dẫn dòng điện khác, dẫn đến kết quả kiểm tra cách điện không chính xác.

Vấn đề này thường xảy ra nếu: - Thiết bị được kiểm tra cách điện được lắp đặt cố định và được nối dây với các thiết bị khác. Nếu không thể ngắt kết nối, người sử dụng phải có khả năng xác định ảnh hưởng của các thiết bị khác lên phép đo cách điện.

- Các thiết bị cần kiểm tra cách điện được nối đất.

Ảnh hưởng bởi dây tiếp đất và các rò rỉ khác

www.dpm.vn

Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra cách điệnĐộ chính xác của phép đo các giá trị điện trở cách điện rất lớn

Khi đo điện trở cách điện rất lớn (≥ 10GΩ) thì bất kỳ điện trở song song nào thêm vào cũng có thể ảnh hưởng lớn đến kết quả đo. Các dòng điện rò sẽ đi qua các điện trở này và sẽ được đo bằng thiết bị đo, và dẫn đến kết quả điện trở cách điện đo được sẽ không chính xác.

Các nguyên nhân gây nên dòng điện rò:

Đặc biệt là khi cực dương có điện thế rất cao và có khả năng trở thành nguồn gốc của sự rò rỉ không mong muốn.

- Điện trở các que đo và thiết bị đo.

- Điện trở giữa các dây đo, que đo do sử dụng không đúng dây đo, que đo.

- Bề mặt cách điện bẩn, ẩm.

www.dpm.vn

•KẾT NỐI THIẾT BỊ ĐO ĐỂ KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN

4

31

www.dpm.vn

Kết nối thiết bị đo để kiểm tra cách điện

1. Kiểm tra cách điện Cáp động lực

www.dpm.vn


2. Kiểm tra cách điện Cáp điều khiển, truyền thông

www.dpm.vn


3. Kiểm tra cách điện Các mạch điện trong tủ phân phối

www.dpm.vn


4. Kiểm tra cách điện Các thiết bị điện dân dụng

www.dpm.vn


5. Kiểm tra cách điện Động cơ

www.dpm.vn


6. Kiểm tra cách điện Máy biến áp

www.dpm.vn

•PHÂN TÍCH KẾT QUẢ KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN

5

38

www.dpm.vn

Phân tích kết quả kiểm tra cách điệnGiá trị điện trở cách điện từ một phép đo không cung cấp nhiều thông tin về cách

điện của thiết bị.

Các kiểm tra cách điện định kỳ phải được thực hiện theo cùng một cách mỗi lần. Đó là, cùng một kiểu kết nối kiểm tra với cùng một điện áp kiểm tra, trong cùng một độ dài của thời gian kiểm tra.

Đồ thị các giá trị điện trở cách điện đo được trong một khoảng thời gian sẽ cho thấy xu hướng suy giảm cách điện và đưa ra dự báo tình trạng cách điện trong tương lai.

Kiểm tra định kỳ là cách tiếp cận tốt nhất để kiểm tra, đánh giá tình trạng cách điện của các thiết bị điện. Thời gian, tần suất kiểm tra phụ thuộc vào tầm quan trọng của một thiết bị, điều kiện công nghệ.

Nhiệt độ của các thiết bị và môi trường xung quanh cũng rất quan trọng. Các lần kiểm tra nên tiến hành ở nhiệt độ giống nhau, nếu có thể. Nếu nhiệt độ kiểm tra cách điện giữa các lần không giống nhau, phải hiệu chỉnh giá trị điện trở cách điện về giá trị tại một nhiệt độ cơ sở.

Kết quả Xử lý

Giá trị cao và vẫn duy trì tốt Chưa đáng quan tâm.

Giá trị cao, nhưng có xu hướng giảm nhẹ

Xác định nguyên nhân và xử lý. Kiểm tra lại xu hướng đồ thị

Giá trị thấp nhưng vẫn duy trì tốtĐiều kiện môi trường tốt, nhưng nguyên nhân gây cách điện thấp phải được kiểm tra và xử lý

Giá trị quá thấp, không an toàn Vệ sinh, làm khô bề mặt hoặc bảo dưỡng lại cách điện trước khi đưa thiết bị vào hoạt động

Giá trị cao, trước đây vẫn duy trì tốt nhưng có giá trị đột nhiên thấp

Thực hiện kiểm tra thường xuyên cho đến khi: - nguyên nhân gây cách điện thấp đã được xác định và xử lý.- các giá trị đã trở nên ổn định ở mức thấp hơn nhưng vẫn an toàn cho hoạt động.- các giá trị trở nên quá thấp, không an toàn để giữ cho các thiết bị hoạt động.

www.dpm.vn

•TIÊU CHUẨN VỀ CÁCH ĐIỆN

6

40

www.dpm.vn

Tiêu chuẩn về cách điệnHầu hết các thiết bị điện được sản xuất tuân theo các tiêu chuẩn. Nếu các tiêu

chuẩn có quy định điều khoản an toàn thì điều khoản an toàn này thường bao gồm điện trở cách điện và điện áp chịu đựng. Tiêu chuẩn xác định các yêu cầu kiểm tra và thông qua đó cho phép kiểm soát các kết quả kiểm tra.IEC 60345-ED.1.0: Method of test for electrical resistance and resistivity of insulating materials at elevated temperatures

IEC 61558-1: Safety of power transformers, power supply units and similar - Part 1: General requirements and tests

IEC 61010-1: Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use - Part 1: General requirements

IEEE 43:2000: IEEE recommended practice for testing insulation resistance of rotating machinery

IEEE STD C57.12.91-1995: IEEE standard test code for dry-type distribution and power transformers

QCVN QTĐ-5: 2009/BCT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện

www.dpm.vn

•TRÌNH TỰ KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN

7

42

www.dpm.vn

Trình tự kiểm tra cách điệnCông tác kiểm tra cách điện phải được chuẩn bị và thực hiện một cách cẩn thận,

chính xác để tránh hư hỏng trên thiết bị được kiểm tra, dụng cụ đo và để bảo vệ con người. Các bước sau đây phải được thực hiện:

Bước 1: Công tác an toàn

Bước 2: Xác định cách điện cần kiểm tra, phương pháp kiểm tra, điện áp kiểm tra

Bước 3: Lựa chọn, chuẩn bị thiết bị đo

Bước 4: Kết nối thiết bị đo

Bước 5: Ghi nhận kết quả đo

Bước 6: Kết thúc phép đo, xả điện tích, ngắt kết nối thiết bị đo

Bước 7: Phân tích kết quả đo, lưu trữ hồ sơ

www.dpm.vn

•PHỤ LỤC

8

44

www.dpm.vn

Phụ lụcPHỤ LỤC 1ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CHỈ THỊ KIM KYORITSU KEW 3165

PHỤ LỤC 2ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ KYORITSU KEW 3023

PHỤ LỤC 3ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CAO THẾKYORITSU KEW3121A/3122A

PHỤ LỤC 4ĐỒNG HỒ ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ 10kVMEGGER S1-1052/2

www.dpm.vn

Trân trọng cảm ơn!

www.dpm.vn 46

Documents

2014 Insulation Tester