Guard-aansluiting bij isolatieweerstandsmeting — oppervlaktelekstroom uitsluiten

De gids over isolatieweerstandsmeting behandelt de meting in het algemeen. Dit artikel behandelt een specifiek, in de praktijk vaak onbenut derde aansluitpunt op een megger: de guard-aansluiting, waarmee oppervlaktelekstroom over een vervuild, vochtig of vet oppervlak van het te beproeven object buiten de meting wordt gehouden, zodat de afgelezen waarde uitsluitend de isolatie zelf weerspiegelt en niet mede door een verontreinigd oppervlak wordt bepaald.

Het probleem: oppervlaktelekstroom vertekent de meting

Een standaard isolatieweerstandsmeting gebruikt twee aansluitingen: Line (de aan te leggen testspanning) en Earth (de retourgeleider naar het instrument). De gemeten stroom tussen deze twee aansluitingen is in theorie uitsluitend de stroom die door de isolatie loopt. In de praktijk loopt echter ook een deel van de stroom over het oppervlak van het beproefde object — bijvoorbeeld langs een vervuilde, vochtige of vette bushing, kabelmanteldoorvoering of klembord — vooral bij hogere testspanningen en bij objecten die buiten of in een vochtige omgeving hebben gestaan. Deze oppervlaktelekstroom telt zonder guard-aansluiting gewoon mee in de gemeten stroom, waardoor de berekende isolatieweerstand lager uitvalt dan de werkelijke weerstand van de isolatie zelf — een schijnbaar isolatieprobleem dat in werkelijkheid een oppervlaktevervuilingsprobleem is.

Hoe de guard-aansluiting dit oplost

De guard-aansluiting is een derde meetdraad die op het oppervlak van het object wordt aangesloten, tussen het meetpunt en de rand waarlangs de oppervlaktestroom zou lopen — bijvoorbeeld een blote draad die strak om de bushing van een kabel of transformator wordt gewikkeld, tussen de kernisolatie en de aardklem. De oppervlaktelekstroom loopt dan naar de guard-aansluiting in plaats van naar de Earth-aansluiting, en wordt door het instrument niet meegeteld in de gemeten stroom — de guard-tak voert de stroom simpelweg af zonder dat deze de aflezing beïnvloedt.

Let op: het is niet ongebruikelijk dat de oppervlaktelekstroom bij een vervuild of vochtig object tot een orde van grootte hoger is dan de werkelijke stroom door de isolatie zelf. Zonder guard-aansluiting kan een op zichzelf gezonde isolatie daardoor een sterk onderschatte, zorgwekkend lage isolatieweerstandswaarde te zien geven.

Wanneer een guard-aansluiting zinvol is

• Bushings, kabelmanteldoorvoeringen en doorvoerisolatoren waarbij een aanzienlijk deel van het oppervlak is blootgesteld aan vocht, stof of vervuiling tussen het hoogspanningspunt en de aarde.
  • Grote elektrische motoren en generatoren, met name in combinatie met [polarisatie-index- en DAR-metingen](/guides/nen-3140/polarisatie-index-pi-dar-isolatietest-grote-motoren), waar een vervuild klembord of vochtige wikkelkopisolatie anders de PI- of DAR-verhouding kan vertekenen.
• Oude of buiten opgeslagen kabels vóór ingebruikname, waarbij een vochtige of vervuilde manteldoorvoering een op zichzelf intacte aderisolatie kan doen lijken op een isolatieprobleem.
• PV-strings aan de gelijkstroomzijde (zie de gids over isolatieweerstandsmeting bij PV-strings), waar buiten opgestelde connectoren en modulekaders na regen tijdelijk aanzienlijke oppervlaktelekstroom kunnen vertonen.

Praktische relevantie

Bij een isolatieweerstandsmeting die een onverwacht lage waarde oplevert op een object met een zichtbaar vervuild, vochtig of vet oppervlak, is het van belang de meting te herhalen met de guard-aansluiting correct aangesloten tussen het meetpunt en de rand van het oppervlak, vóórdat een isolatieprobleem wordt geconcludeerd en een kostbare vervanging of reparatie in gang wordt gezet — een schoon gemaakt oppervlak of een correcte guard-aansluiting kan alsnog een volkomen gezonde isolatiewaarde laten zien.

Veelgemaakte fouten

1. Geen guard-aansluiting gebruiken bij een zichtbaar vervuild, vochtig of vet object, waardoor een oppervlakteprobleem ten onrechte als een isolatieprobleem wordt geïnterpreteerd.
2. De guard-draad op de verkeerde plaats aansluiten — niet tussen het meetpunt en de rand waarlangs de oppervlaktestroom loopt — waardoor de guard-aansluiting het beoogde effect niet heeft.
3. Een megger zonder guard-aansluiting gebruiken voor een object waarvan bekend is dat het gevoelig is voor oppervlaktelekstroom, terwijl juist voor dat type object een instrument met guard-functie geschikter is.
4. Bij een lage isolatieweerstandswaarde direct concluderen tot vervanging zonder eerst het oppervlak te reinigen of een guard-aansluiting te proberen om oppervlaktelekstroom als oorzaak uit te sluiten.

Gerelateerd

• Isolatieweerstandsmeting
• Polarisatie-index (PI) en DAR — isolatietest bij grote motoren
• Isolatieweerstandsmeting bij PV-strings (DC-zijde)
• IEC 61557 — testapparatuur en onderdelen