Zacisk guard w pomiarze rezystancji izolacji — wykluczenie prądu upływu powierzchniowego

Przewodnik o pomiarze rezystancji izolacji omawia pomiar ogólnie. Ten artykuł omawia konkretny, w praktyce często niewykorzystywany trzeci punkt przyłączenia w megaomomierzu: zacisk guard, który wyklucza z pomiaru prąd upływu powierzchniowego po zanieczyszczonej, wilgotnej lub zatłuszczonej powierzchni badanego obiektu, dzięki czemu odczyt odzwierciedla wyłącznie samą izolację, a nie jest częściowo określany przez zanieczyszczoną powierzchnię.

Problem: prąd upływu powierzchniowego zniekształca odczyt

Standardowy pomiar rezystancji izolacji wykorzystuje dwa przyłącza: Line (przyłożone napięcie probiercze) i Earth (przewód powrotny do przyrządu). Prąd mierzony między tymi dwoma przyłączami w teorii jest wyłącznie prądem płynącym przez izolację. W praktyce jednak część prądu płynie także po powierzchni badanego obiektu — na przykład wzdłuż zanieczyszczonego, wilgotnego lub zatłuszczonego przepustu, wprowadzenia powłoki kabla czy listwy zaciskowej — zwłaszcza przy wyższych napięciach probierczych i na obiektach przechowywanych na zewnątrz lub w wilgotnym środowisku. Bez zacisku guard ten prąd upływu powierzchniowego po prostu sumuje się z prądem mierzonym, przez co obliczona rezystancja izolacji wychodzi niższa niż rzeczywista rezystancja samej izolacji — pozorny problem izolacji, który w rzeczywistości jest problemem zanieczyszczenia powierzchni.

Jak zacisk guard to rozwiązuje

Zacisk guard to trzeci przewód pomiarowy podłączony do powierzchni obiektu, między punktem pomiaru a krawędzią, wzdłuż której płynąłby prąd powierzchniowy — na przykład goły drut owinięty ciasno wokół przepustu kabla lub transformatora, między izolacją żyły a zaciskiem uziemiającym. Prąd upływu powierzchniowego płynie wtedy do zacisku guard zamiast do zacisku Earth i nie jest liczony przez przyrząd jako część mierzonego prądu — gałąź guard po prostu odprowadza ten prąd, nie wpływając na odczyt.

Uwaga: nierzadko prąd upływu powierzchniowego na zanieczyszczonym lub wilgotnym obiekcie jest o rząd wielkości wyższy niż rzeczywisty prąd przez samą izolację. Bez zacisku guard skądinąd zdrowa izolacja może przez to wykazać mocno zaniżoną, niepokojąco niską wartość rezystancji izolacji.

Kiedy zacisk guard ma sens

• Przepusty, wprowadzenia powłoki kabla i izolatory przepustowe, w których znaczna część powierzchni jest narażona na wilgoć, kurz lub zanieczyszczenie między punktem wysokiego napięcia a ziemią.
• Duże silniki elektryczne i generatory, zwłaszcza w połączeniu z pomiarami wskaźnika polaryzacji i DAR, gdzie zanieczyszczona listwa zaciskowa lub wilgotna izolacja czół uzwojenia może inaczej zniekształcić stosunek PI lub DAR.
• Stare kable lub kable przechowywane na zewnątrz przed uruchomieniem, gdzie wilgotne lub zanieczyszczone wprowadzenie powłoki może sprawiać wrażenie problemu izolacji przy skądinąd nienaruszonej izolacji żyły.
• Łańcuchy PV po stronie DC (zob. przewodnik o pomiarze rezystancji izolacji łańcuchów PV), gdzie znajdujące się na zewnątrz złącza i ramy modułów mogą wykazywać znaczny, tymczasowy prąd upływu powierzchniowego po deszczu.

Znaczenie praktyczne

Gdy pomiar rezystancji izolacji daje nieoczekiwanie niską wartość na obiekcie z widocznie zanieczyszczoną, wilgotną lub zatłuszczoną powierzchnią, ważne jest, aby powtórzyć pomiar z prawidłowo podłączonym zaciskiem guard między punktem pomiaru a krawędzią powierzchni, zanim wyciągnie się wniosek o problemie izolacji i rozpocznie kosztowną wymianę lub naprawę — oczyszczona powierzchnia lub prawidłowo podłączony zacisk guard mogą wciąż ujawnić całkowicie zdrową wartość izolacji.

Typowe błędy

1. Nieużywanie zacisku guard na widocznie zanieczyszczonym, wilgotnym lub zatłuszczonym obiekcie, przez co problem powierzchniowy jest błędnie interpretowany jako problem izolacji.
2. Podłączenie przewodu guard w niewłaściwym miejscu — nie między punktem pomiaru a krawędzią, wzdłuż której płynie prąd powierzchniowy — przez co połączenie guard nie ma zamierzonego efektu.
3. Użycie megaomomierza bez zacisku guard dla obiektu znanego z podatności na prąd upływu powierzchniowego, podczas gdy właśnie dla takiego typu obiektu bardziej odpowiedni jest przyrząd z funkcją guard.
4. Natychmiastowe wnioskowanie o konieczności wymiany przy niskiej wartości rezystancji izolacji bez wcześniejszego oczyszczenia powierzchni lub próby podłączenia zacisku guard w celu wykluczenia prądu upływu powierzchniowego jako przyczyny.

Powiązane

• Pomiar rezystancji izolacji
• Wskaźnik polaryzacji (PI) i DAR — badanie izolacji dużych silników
• Pomiar rezystancji izolacji łańcuchów PV (strona DC)
• IEC 61557 — sprzęt badawczy i komponenty