Pomiar rezystancji izolacji – Czym jest? Jak i kiedy wykonać pomiar właściwie?

Dlaczego wykonuje się pomiar rezystancji izolacji?

Zabezpieczona izolacja jest podstawowym środkiem ochronnym zapewniającym bezpieczeństwo elektryczne. Izolacja zapewnia, że użytkownik nie dotyka przewodów pod napięciem i nie może wystąpić zwarcie między przewodami lub obudową urządzenia. Gdyby tak się stało, zagrażający życiu prąd mógłby przepłynąć przez użytkownika, gdyby dotknął obudowy.

Aby to wszystko zagwarantować, izolacja musi działać idealnie! Każdy producent musi to wykazać i udokumentować, wykonując pomiar rezystancji izolacji przed dostarczeniem produktu elektrycznego na rynek.

Pomiar rezystancji izolacji jest testem rutynowym. Oznacza to, że każdy element, każdy produkt elektryczny dostępny w sprzedaży, koniecznie wymaga testu rezystancji izolacji.

Gdzie wykonujemy test?

Odpowiedź na to pytanie jest nieco bardziej skomplikowana niż np. w przypadku przewodu ochronnego. Zasadniczo musi być dobra izolacja między przewodami lub między nimi a częściami obudowy. Zwykle odbywa się to poprzez izolację przewodników elektrycznych przed niebezpiecznym kontaktem, tj. pokrycie ich materiałem izolacyjnym. Jednak powłokę ochronną (izolację) należy usunąć wtedy, gdy przewodnik elektryczny jest podłączony do innych elementów elektrycznych. W tych punktach izolacja jest gwarantowana poprzez zachowanie bezpiecznej odległości. Kwestia bezpiecznych odległości gwarantowana jest przez dystans i prześwity. Ponadto żyły przewodzące prąd można również izolować od siebie, np. za pomocą mas odlewniczych, folii izolacyjnych lub innych ciał stałych.

Jaki jest rodzaj zastosowanej izolacji?

Ma to zawsze związek z projektem produktu elektrycznego czy rodzajem specyfikacji (np. wpływ wysokiej temperatury czy obciążenia mechaniczne). Teraz jest z pewnością zrozumiałe to, że izolacje w oprawie lampy, żelazku czy silniku elektrycznym lub izolatorze wysokiego napięcia w elektrowni mają bardzo różne wymagania i konstrukcje. Z tej różnorodności wynikają w każdym przypadku dość złożone konstrukcje izolacji elektrotechnicznej.

Jak wykonać pomiar rezystancji izolacji?

Ponieważ izolacja ma wiele wspólnego z napięciem, pomiar rezystancji izolacji przeprowadza się przy określonym poziomie napięcia probierczego. Napięcie to można regulować np. zwiększając je, stosując rampy lub działać na odpowiednim poziomie bezpośrednio przykładając je do obiektu badanego.

Celem takiego działania jest pomiar prądu, a następnie obliczenie rezystancji izolacji, ponieważ jest to kryterium oceny izolacji. Musi być równy lub większy niż określony minimalny opór.

Dolną granicę rezystancji izolacji można zdefiniować różnie w zależności od produktu czy regionu. Dlatego należy zawsze pobierać parametry testowe z normy mającej zastosowanie do produktu i regionu.

Często rezystancja izolacji jest mierzona jeden biegun po drugim i między wszystkimi przewodami wchodzącymi w skład produktu elektrycznego. Mogą to być połączone grupy przewodów lub pojedyncze przewody i oczywiście obudowa lub części obudowy. Szybko staje się jasne, że badanie rezystancji izolacji można i należy przeprowadzić w wielu różnych miejscach, w zależności od złożoności produktu elektrycznego.

Można to zrobić skanując punkty testowe za pomocą sondy testowej - podejście, które może szybko okazać się długotrwałe i kosztowne. Dlatego od 25 lat kompleksowe testy są zawsze przeprowadzane automatycznie w dowolnym punkcie testowym za pośrednictwem typowej dla SCHLEICH matrycy, która jest w pełni programowalna:

Matryce SCHLEICH przełączają się elastycznie w technologii 2- i 4-przewodowej. Szczególnie technologia 4-przewodowa ma ogromne znaczenie w zautomatyzowanych systemach i zakładach. Gwarantuje bezpieczną kontrolę stykową napięcia probierczego, a tym samym stabilność procesu.

Przy tak szerokim zakresie wymagań idealne jest użycie urządzenia testującego, które spełnia jak najwięcej światowych standardów, w czym doskonale sprawdza się firma SCHLEICH.

Jaki jest czas trwania badania rezystancji izolacji?

Pomiar izolacji zawsze odbywa się pomiędzy przewodami elektrycznymi i/lub częściami obudowy. Mówiąc abstrakcyjnie, te dwa elementy tworzą dwie metalowe powierzchnie, które znajdują się między nimi w pewnej odległości. Pomiędzy nimi jest izolacja. Ta struktura odpowiada kondensatorowi. W konsekwencji cała konstrukcja izolacji również zachowuje się podobnie do kondensatora.

Po przyłożeniu napięcia testowego kondensator oczywiście najpierw się ładuje. Dopiero po naładowaniu kondensatora pozostaje tylko prąd płynący przez rezystancję izolacji.

Staje się jasne, że z tego powodu pomiar rezystancji izolacji nie może być w wielu przypadkach przeprowadzony w ciągu dziesiątych części sekundy ze względu na ograniczenia fizyczne. Tester mógłby - ale testowane urządzenie „nie będzie jeszcze gotowe”.

Złożone konstrukcje, takie jak silniki elektryczne, uzwojenia i długie kable/kable uziemiające, nadal wykazują efekty polaryzacji. Omówienie tego zjawiska wykracza poza zakres tego artykułu - ale będzie to dostępne w kolejnych odsłonach naszego known how.

Kiedy nie wykonujemy pomiaru rezystancji izolacji?

Pomiar rezystancji izolacji jest zwykle wymagany. Chyba że, alternatywnie, jest wymagany test wysokiego napięcia.

Test wysokiego napięcia jest jeszcze bardziej intensywny i niezawodnie wykrywa ubytki izolacji. Ma jednak również decydującą wadę, ponieważ precyzyjny pomiar rezystancji izolacji w MΩ lub GΩ nie jest możliwy przy wysokim napięciu AC. Ocena negatywna opiera się zatem na wysokim prądzie upływu, a nie na niskiej rezystancji izolacji!

Stosowanie obu metod badawczych jest również często spotykane w normach. Test rezystancji izolacji napięciem 500 V DC w celu bardzo dokładnego określenia rezystancji izolacji oraz test wysokiego napięcia napięciem zmiennym AC i typowo 1500 V lub 1800 V przy prądzie zwarciowym 100 mA i mocy 500 VA.

Dipl. Ing. Martin Lahrmann właściciel firmy Schleich

Przełożył na język polski inż. Miłosz Ciążyński