Isolationsmålere

Anvendelsesområder for en isolationstester

Elektriske apparater har en isolering, der sikrer, at de elektriske strømme løber i den ønskede retning. Isoleringen forhindrer også brugerne af apparaterne i at komme i kontakt med elektriske spændinger, som kan forårsage skader. Da isoleringen påvirkes af ydre påvirkninger og ældning, er det vigtigt for driftssikkerheden af elektriske apparater at kontrollere dem regelmæssigt ved hjælp af isoleringsmåleapparater. Under disse målinger bestemmes isolationsmodstandene, og afvigelser registreres. Sourcetronic har et stort udvalg af isolationsmåleapparater til forskellige anvendelsesområder og med forskellige tekniske egenskaber.

Hvad skal isolationsmålere bruges til?

isolationsmålere kan bestemme isoleringens kvalitet og dermed genkende dens ældningstilstand, sikkerhed og fejlfrihed. Isolationsmålinger er lovpligtige for mange elektriske anlæg, apparater og maskiner og er præcist defineret i normer og standarder. En vigtig grund til regelmæssigt at kontrollere isoleringen er den mulige forringelse af isoleringskvaliteten. Det skyldes, at isoleringsmaterialerne udsættes for ydre påvirkninger og ældes. Det kan få dem til at miste deres høje elektriske modstand og tillade fejl- eller lækstrømme. Det kan føre til ulykker, maskinskader og dyre produktionsstop.
isolationsmålere bruges derfor ofte direkte ved idriftsættelse af nye eller reparerede apparater og systemer. Det er også nyttigt at bruge dem regelmæssigt under drift for at kunne genkende aldrende isolering og iværksætte forebyggende foranstaltninger. I mange tilfælde er disse målinger endda lovpligtige. isolationsmålere bruges også til reparation og systematisk fejlfinding af elektrisk udstyr. Afhængigt af anvendelsesområdet er de designet til mobil brug på stedet eller stationær brug i et værksted eller laboratorium.

Mulige årsager til forringelse af isolering

Der er mange årsager til forringelse af isolering. Man kan grundlæggende skelne mellem fem forskellige årsager. Isoleringsmaterialer påvirkes ofte af flere af disse årsager på samme tid. De følgende fem årsager fører ofte til problemer med elektrisk isolering:

• Mekaniske belastninger: Disse belastninger er forårsaget af vibrationer, slag eller knusning. Knæk på kabler og hyppig til- og frakobling fører også til mekaniske belastninger.
• Miljøpåvirkninger: Fugt, snavs og skimmelvækst forårsaget af varme og fugtige miljøer har en negativ indvirkning på isoleringsegenskaberne.
• Kemiske påvirkninger: Fedt, olier, baser, syrer eller ætsende dampe kan angribe og ødelægge isoleringsmaterialer.
• Elektriske påvir kninger: Isolering påvirkes også af selve de elektriske strømme og spændinger. Især overspændinger har en meget negativ effekt.
• Skiftendetemperaturer: Temperatursvingninger får isoleringsmaterialer til at trække sig sammen eller udvide sig. Sammen med langvarig drift ved høje temperaturer fører det til hurtigere ældning.

Grundlæggende princip for isolationsmåling

I modsætning til test af gennembrudsspænding er isolationsmåling en ikke-destruktiv målemetode. En jævnspænding, der er meget lavere end gennembrudsspændingen, tilføres det objekt, der skal testes, og den løbende strøm måles. Måleapparatet registrerer resultatet i en modstandsværdi på kilo-, mega-, giga- eller teraohm. Det er grunden til, at disse måleinstrumenter ofte kaldes megaohmmeter.
Den målte modstand er et mål for isoleringen af det elektriske udstyr. Hvis der foretages målinger med mellemrum, kan der drages konklusioner om isoleringens ældning ud fra de skiftende modstandsværdier. Når man foretager målinger, er det vigtigt at tage højde for de eksterne faktorer, der påvirker resultaterne. Det gælder blandt andet luftfugtighed og temperatur.

De forskellige målemetoder

Der bruges forskellige målemetoder til isolationsmåling, afhængigt af anvendelsen og enheden. Den enkleste målemetode er selektiv korttidsmåling. Her tilføres testspændingen kun til testobjektet i kort tid (op til ca. et minut), og modstanden bestemmes. Resultatet gør det muligt at drage konklusioner om isoleringen og kan bruges til at kontrollere, om minimumsværdierne overholdes. Måleresultatet skal dog omregnes til en standardværdi, hvor der tages højde for fugtighed og temperatur.
Hvis udviklingen i isoleringsmodstanden registreres over en længere periode og analyseres på forskellige tidspunkter, kan man drage konklusioner om isoleringens kvalitet uden at skulle sammenligne de enkelte målinger med hinanden. Denne målemetode har også den fordel, at det ikke er nødvendigt at konvertere til en referencetemperatur, hvis testobjektets temperatur ikke ændrer sig for meget under målingerne. Denne målemetode er ideel til proaktiv overvågning og forebyggende vedligeholdelse af elektriske systemer. Hvis der opdages pludselige skarpe ændringer i de målte værdier, er det normalt en klar indikation af et isoleringsproblem.
Med rampemålemetoden øges den testspænding, der tilføres testobjektet, trinvist. Højere testspændinger gør det muligt at opdage skader, som ikke kan opdages med spændinger langt under nedbrydningsspændingen. De øgede spændinger fører til sammenbrud på svage punkter eller mekaniske skader på isoleringen. Dette kan genkendes ved et kraftigt fald i isolationsmodstanden eller svingende måleresultater. Denne målemetode anvender normalt spændingsniveauer i forholdet en til fem. Det er vigtigt, at de forskellige spændinger anvendes i samme tidsrum (ca. et minut), og at det højeste spændingsniveau ligger et godt stykke under den elektriske enheds dielektriske styrke. Da det ikke er den absolutte måleværdi, der tæller i resultatet, men forholdet mellem modstandene ved forskellige testspændinger, der er afgørende, er målemetoden uafhængig af temperaturen eller isoleringstypen. Et fald i isolationsmodstanden på mere end 25 procent fra et spændingsniveau til det næste er en klar indikation på et isoleringsproblem.

Valg af den rigtige isolationsmåler

For at finde det rigtige apparat til den ønskede anvendelse blandt det store udvalg af forskellige isolationsmåleapparater er det vigtigt at finde ud af de vigtigste egenskaber på forhånd. Det afgørende kriterium for udvælgelsen er blandt andet den krævede maksimale testspænding. Afhængigt af det elektriske apparat og den anvendte målemetode kræves der forskellige maksimale testspændinger. Afhængigt af driftsspændingen i kablet i det respektive elektriske system kræves der normalt følgende testspændinger:

• 24 til 50V: testspænding 50 til 100VDC
• 50 til 100V: testspænding 100 til 250VDC
• 100 til 240V: testspænding 250 til 500VDC
• 440 til 550V: testspænding 500 til 1.000VDC
• 2.400V: Testspænding 1.000 til 2.500VDC
• 4.100V: Testspænding 1.000 til 5.000VDC
• osv.

En vigtig egenskab ved et isolationsmåleapparat er den maksimale isolationsmodstand, der kan måles med apparatet. Dette kan variere afhængigt af testobjektet og kan variere fra kiloohm til teraohm. Den anvendte måleenhed skal derfor være egnet til den målte værdi, der skal bestemmes.
Måleapparatet skal selvfølgelig også understøtte de foretrukne målemetoder til isolationsmåling. Udvalget spænder fra enkle apparater til punktmålinger til måleapparater til tidsbaserede målemetoder eller rampemålinger med intelligente registrerings- og evalueringsmetoder.
Hvis isolationsmåler hovedsageligt bruges til mobile applikationer, skal den være designet til at være kompakt og let at transportere. I dette tilfælde bør muligheden for en mobil strømforsyning med et batteri eller genopladeligt batteri også overvejes under visse betingelser. Stationære måleinstrumenter skal på den anden side være så lette som muligt at integrere i laboratorie- eller værkstedsmiljøet.
Interne lagringsmuligheder i selve enheden eller overførsel til eksterne enheder via standardgrænseflader kan bruges til efterfølgende at analysere de målte værdier. Integrerede displays med grafiske analysefunktioner er nyttige i denne sammenhæng.