تست های مقاومت عایقی و دی الکتریک و دستگاههای مربوطه

1 - تست مقاومت عايقي چیست ؟
 تست مقاومت عایقی به منظور اندازه‌گيري مجموع مقاومت الكتريكي عايق یک محصول یا تجهیز صورت مي‌گيرد. انجام این تست معمولا به عنوان یک بررسی سریع پس از تولید، نصب یا تعمیر یک محصول است. این نیز یک تست مفید برای انجام به هنگام تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در مدت زمان طولانی است. تغییرات در اندازه گیری مقاومت عایق می تواند به پیش بینی ( تعمیر یا تعویض )کمک کند

معرفی دستگاه اندازه گیری یا  تست مقاوت عایقی

اندازه گیری یا تست مقاومت عایقی توسط دستگاهی به نام ميگر Megger)  ( انجام می شود میگر دستگاهي است كه بيش از 100 سال از کشف آن مي گذرد و براي اندازه‌گيري مقاومتهاي عايقي بسيار زياد  استفاده مي‌شود. روش عملكرد اين دستگاه شبيه به اهم متر بوده با اين تفاوت كه به جاي چند ولت ، چند كيلو ولت بر روي قطعه مورد آزمايش اعمال مي کند و با رنج 1 تا 10 کيلو ولت Dc بنا بر نياز قابل استفاده و موجود است و بر اين اساس قادر است مقاومتهاي بسيار بالاتر (گيگا اهم ) را با دقت بهتر نشان دهد.

تصویر نمونه دستگاه میگر

اصول عملكرد دستگاه میگر
اين دستگاه با تبديل ولتاز 12 ولت (باطري داخلی دستگاه)  به حداقل 1 و حداکثر  10 کيلو ولت  Dc  ولتاژ تست خود را  توليد مي‌نمايد.
اين ولتاژ توسط مدارهاي كنترل جريان به سرعت كنترل مي‌شود به طوریكه به محض افزايش جريان از حد مجاز و يا اتصال كوتاه به سرعت ولتاژ مورد نظر تا حد مورد اطمينان كاهش مي‌يابد. اين عمل براي حفاظت سيستم هاي دروني و همچنين قطعات مورد آزمايش مي باشد.

نکته : دستگاههاي قديمي به صورت هندلي شارژ مي شدند و نياز به دشارژ دستگاه نيز بود ولي دستگاههاي جديد با باطري داخلي شارژ شده و به صورت اتوماتيک بعد از انجام تست دشارژ نيز مي شوند

كاربردها و توانمندي هاي

1.      اندازه گيري مجموع مقاومت عايقي در تابلو هاي برق ، انواع تجهيزات برقي،انواع ترانسفورماتورها ،موتورها و کابلها

2.       جهت تست و ارزيابي سريع يک محصول بعد از توليد ، نصب و يا نيازمند تعمير و همچنين تجهيزاتي که از عمر مفيد آنها گذشته است که در این صورت با نشان دادن تغيير در مقدار مقاومت عايقي از به وجود آمدن خطا جلوگيري می نماييد

3.       بالا بردن عمر مفيد تجهيزات الکتريکي

4.       آزمايشات مفصل بندي و سركابلها

5.        امکان بازبيني و تست هاي نظارتي هنگام تحويل و دريافت کالا از انبار تجهيزات

دستورالعمل تعيين مقدار ترزيق ولتاژ تست مقاومت عايقي توسط دستگاه Megger در تابلو های فشار ضعیف

در تابلو های فشار ضعیف با اعمال ولتاژ   1 kv Dcبه مدار اصلی توسط دستگاه میگر  در مدت زمان 1 دقیقه که البته با استفاده از دستگاههای با تکنولوژی جدید اپراتور زمان را ثبت نمی کند این خود دستگاه است که بصورت هوشمند زمان مناسب را برای محاسبه مقاومت بصورت اتوماتیک محاسبه  و نشان می دهد  بر اساس استاندارد جدید IEC 61439   مقدار مقاومت عایقی برای هر مدار می بایست حداقل  V/Ω1000 و بصورت تجربی باید بیشتر از 5 Mohme  باشد

ضمنا این تست می بایست بین خطوط فاز، نول و ارت در 5 حالت اتصال به شکل زیر انجام شود.

1)      L1 with L2, L3, N, PE

2)      L2 with L1, L3, N, PE

3)      L3 with L1, L2, N, PE

4)      N with L1, L2, L3, PE

5)      PE with L1, L2,L3, N

2- تست دي الکتريک  چیست؟ (or (Power Frequency Dielectric Withstand Test (HiPot)

تست دي الکتريک براي بررسي درستي و پيوستگي عايق تجهيزات برقي مورد استفاده قرار مي گيرد اين تست همچنين به تست استقامت عايقي فرکانس قدرت يا های پات (HiPot)  معروف است که مخفف واژه High Potential  پتانسيل يا ولتاژ بالا  مي باشد در واقع این دو واژه به جای یکدیگر در صنعت استفاده می شود.

جهت ارزیابی استقامت الکتریکی تجهیزات،آنها را با ولتاژ فرکانس قدرت بمدت 1 دقیقه ،مورد آزمایش قرار می دهند ولتاژ آزمایشی در سطحی بالاتر از ولتاژ کار مورد انتظار قرار داده می شود،تا بتواند فشارهای محتمل درخلال سالهای خدمت وسیله را شبیه سازی کند.درمورد تاسیسات داخل ساختمان،آزمایش ها فقط در شرایط خشک انجام میشود .وسایل بیرونی به شرط لزوم در شرایط باران استانداردکه در استانداردهای مربوطه توصیف شده مورد ازمایش قرار می گیرد

ü      . 

اين تست با اعمال يک ولتاژ بالا به مدار اصلي و هادي ها و متعلقات آنها انجام مي گيرد و طور کلي به منظور تشخيص قدرت عايقي بين قسمتهاي حامل جريان و غير حامل جريان بکار مي رود و همچنين برای بررسی شرايط عايق در اثر فشارهاي وارده به صورت (تصادفي و ناخواسته) به مراتب بيشتر از مقدار ولتاژ کارکرد نرمال تابلو ها ، دستگاه يا تجهيزات صورت مي پذيرد. تست HiPot و يا تست فشارقوي، در واقع يك روش اندازه‌گيري نيست بلكه پروسه‌اي است كه مقاوم بودن عایق در برابر ولتاژ بالا را مشخص می کند.

همانگونه که مي دانيد اين گونه ازدياد ولتاژها  سيستم بنا به دلايل مختلف از قبيل سوئچينگ و صاعقه و... در شرايط کار نرمال بوجود مي آيند.

 اين تست با تعيين ولتاژ و  زمان مشخص پيوستگي عايقي  مناسب توليدات را مشخص مي کند بدين گونه که، آيا شکست دي الکتريک در مجموعه تجهيزات يا هادي وجود دارد يا اتفاق خواهد افتاد يا خير ؟که طبق استاندارد در صورت عدم رويت آرک آنرا تحمل می کند و در خصوص تابلوهای برق می توان گفت نتيجه آزمون هنگامي رضايت بخش است که در عايق بندي تابلو خرابي از قبيل شکستگي مقره ، شکست عايقي و يا جرقه زدن بر روي تجهيزات اتفاق نیفتد.

آنگاه تجهيز مورد تست در شرايط کار نرمال خود بدون هيچ مشکلي راه اندازي مي گردد .ضمنا اين تست براي آشکارشدن اشتباهات صورت گرفته توسط نفرات خط توليد،مشکلات طراحي و نيز همچنين فضاي نامناسب بين قطعات ايده آل است

کاربردها و توانمندي هاي:

 اين تست بر روي تابلو ها فشار ضعيف و متوسط، ترانسفور ماتورها ، کابل ، خط توليد، بخش تعمير و نگهداري تجهيزات، مراکز تحقیقاتی و آزمايشگاه ها، مکانهاي بازرسي ورودي تجهيزات.... صورت مي گيرد.

ذکر اين نکته ضروري است که در برخي شرايط از بهترين عايق ها هم مي تواند مقداري جريان عبور کند.  گاهي اوقات ممکن است با اعمال ولتاژي کمتر از ولتاژ نامي نيز مقدارکمي جريان نشتي وجود داشته باشد. اين جريان نشتي مي تواند ناشي از عواملي مانند ظرفيت خازني عايق، مقاومت عايق، پديده کرونا و تاثيرات الکتروشيميايي باشد.

اما  اگر تابلو يا کابل يا مجموع هادي مورد تست، آسيب ديده يا زدگي داشته باشد، مقدار جريان نشتي بسيار زياد خواهد بود و اين امر مي تواند به شخصي که در نزديکي محل آسيب ديده قرار گرفته است، صدمه وارد نمايد. اگر در فرايند ساخت تابلو يا در بقيه مراحل مانند نصب تجهيزات از قبيل باس بارها ، کليد ها ، مقره ها و سيم کشي ها و ترمينال و حمل و نقل، و ... آسيبي به تابلو و عايق تجهيزات آن وارد شده يا منفذ يا نا خالصي در اقلام  وجود داشته باشد ، احتمال صدمه ديدن آن قسمت از تجهيز در حالتي که در سرويس است، در اثر نشت جريان وجود دارد و به تاسيسات آسيب هاي جبران ناپذيري وارد مي گردد.

و بدین ترتیب تستHiPot  بهترين راه تشخيص موارد فوق مي باشد. اين تست مي تواند عايق کم، فاصله کم و ترک خوردگي تجهيزات ، سوراخ بودن سيم و کابل، پيچش ناکافي سيم (هادي کابل)، له شدگي سيم و کابل و... را نيز تشخيص دهد.

دستورالعمل تعيين مقدار ترزيق ولتاژ تست دي الکتريک  توسط دستگاه  HiPotدر تابلو های فشار ضعیف و متوسط

ü      در تابلو های فشار ضعیف با اعمال ولتاژ  اشاره شده در ذیل بر اساس استاندار جدید IEC 61439  صورت می پذیرد .

1)      2.5  kv -50 Hz for 1 sec for switchgear rated insulation level 0.69 kv

2)      3.5  kv -50 Hz for 1 sec for switchgear rated insulation level 1 kv

·         این تست نیز همانند  تست عایقی در 5 حالت اتصال باید صورت پذیرد

·         توضیح اینکه در استاندارد جديد با توجه به اينکه تزريق ولتاژ بالا در مدت زمان طولاني به عايق تجهيزات صدمه وارد مي سازد اين زمان را به 1 تا 5 ثانيه تقليل داده است لازم به ياد آوري است که منبع تغذيه بايد به اندازه کافي پر قدرت باشد تا بتواند ولتاژ آزمون را در حين آزمايش ثابت نگه دارد . موج ولتاژ بايد سينوسي و فرکانس آن بين 45 تا 62 هرتز باشد و مقدار ولتاز تست برای بار دوم باید حداکثر 85 درصد مقدار اولیه انتخاب شود

ü      در تابلو های فشار متوسط با اعمال ولتاژ  اشاره شده در ذیل بر اساس استاندار جدید IEC 62271-200   بمدت 1دقیقه   ( استاندار قدیم  IEC 60298) صورت می پذیرد .

1)      10  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 3.6 kv

2)      20  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 7.2 kv

3)      28  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 12 kv

4)      32  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 17.5 kv

5)      50  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 24 kv

6)      70  kv -50 Hz for 60 sec for switchgear rated insulation level 36 kv

·         ضمنا این تست نیز در 4 حالت اتصال زیر باید صورت پذیرد

1) L1 with L2, L3, PE

2) L2 with L1, L3, PE

3) L3 with L1, L2, PE

4) PE with L1, L2, L3

ü      موارد کلي که بايد جهت ايجاد صحت و ايمني قبل از انجام تست HiPot , Megger رعايت نمود:

روش کار:

1-کليه کليدها را به استثناي کليدهاي مدار هاي فرمان و رله ها را در حالت وصل قرار مي دهيم.

2-کليه مسير هاي هاديها ، باس بارها و کليدهايي که فاقد فيوز مي باشند را بايد به وسيله سيم رابط به هم متصل نماييم(در سلولهايي که بصورت مجزا مي باشند).

3-کليه شينهاي ارت بايد به هم متصل باشند.

4-مدار ترانسهاي ولتاژ (Pt) و برق گير ها  ()  را مي بايست قطع مي کنيم.

5-محدوده انجام تست را ايزوله نماييد و ازتماس با بدنه تابلو در زمان انجام تستها جددا خودداري شود.

مقادیر ولتاژTest  Power Frequency Dielectric Withstandرا برای مدارهای اصلی فشار ضعیف با ولتاژ های گوناگونرا بر اساس) استاندارد ( IEC61439جدول زير انتخاب مي کنيم

مقادیر ولتاژTest  Power Frequency Dielectric Withstand را برای مدارهای کمکی و کنترل را بر اساس  استاندارد)( IEC61439 جدول زير انتخاب مي کنيم

مزاياي تست DC

1-     اين تست با يک سطح جريان بسيار کوچک، مصرف توان کمتر و خطر کمتر براي اپراتور انجام مي گيرد.

2-     جريان نشتي اندازه گيري شده، تصوير واقعي تري از جريان واقعي است.

3-     براي تست برخي از مدارها که در آنها از ديود، خازن و ... استفاده شده است ، فقط از اين روش مي توان استفاده کرد.

مزاياي تست AC

1.       به علت تغيير مرتب پلاريته شکل موج اعمالي، نيازي به افزايش آهسته ولتاژ نيست.

2.       پس از اتمام تست نيازي به تخليه الکتريکي تجهيز مورد تست نيست.

3.       اين تست در هر دو پلاريته به عايق استرس اعمال مي کند. 

تفاوت بين شکل موج هاي AC وDC ما را مجبور به اعمال روشهاي متفاوت براي انجام تست مي کند. اصول انجام تست با روشهاي فوق يکسان است و کافيست اپراتور رابطه بين شکل موج DC و معادل AC آنرا محاسبه کند.شکل موج AC غالباً به صورت مقدار موثر ( RMS : Root Mean Squared) بيان مي شود. توسط اين مقدار موثرAC، مقدار انرژي موثر مشابهي مانند شکل موج شکل موج DC در يک ولتاژ مشابه فراهم مي شود.به عنوان مثال مقدار انرژي موثر يک منبع 25 ولت DC و يک منبع ولتاژ AC با مقدار ولتاژ موثر 25 ولت مشابه است.

مقدار کمي شکل موج RMS در برق AC در نقطه Peak شکل موج سينوسي به مراتب بيشتر است. در حقيقت بين ولتاژ پيک اندازه گيري شده و مقدار RMS رابطه زير وجود دارد:

V_peak=2√ * V_rms

از آنجا اين تست همواره با خطر همراه است، قبل از انجام تست لازم است براي ايمني بيشتر شخص و تجهيزات تدابيري انديشيده شود. و براي انجام تست طبق دستورالعمل کارخانه سازنده آن دستگاه خاص عمل گردد.