Температурная коррекция при измерении сопротивления изоляции — почему 500 МОм при 30°C означает не то же самое, что при 20°C

Гид по измерению сопротивления изоляции рассматривает саму базовую методику измерения. Эта статья рассматривает фактор, который при сравнении измерений сопротивления изоляции во времени — при трендовом анализе двигателя или трансформатора на протяжении нескольких лет — не менее важен, чем само измерение: температуру измеряемой обмотки в момент измерения.

Почему сопротивление изоляции зависит от температуры

Сопротивление изоляции обмотки определяется не только физическим состоянием изоляции (загрязнение, влага, старение), но и в значительной степени температурой этой изоляции в момент измерения. Изоляционный материал ведёт себя электрически отчасти как полупроводник: с ростом температуры проводимость материала возрастает (а значит, сопротивление изоляции снижается), в значительной мере независимо от фактического состояния изоляции.

Эмпирическое правило: снижение вдвое на каждые 10°C

Часто используемое эмпирическое правило гласит, что сопротивление изоляции средней обмотки примерно уменьшается вдвое на каждые 10°C повышения температуры, и, наоборот, примерно удваивается на каждые 10°C понижения. Два измерения одной и той же обмотки — например, 500 МОм при 20°C в один день и 250 МОм при 30°C в другой день — могут поэтому быть идентичными с точки зрения фактического состояния изоляции, несмотря на кажущееся уменьшение измеренного значения вдвое.

Внимание: этот коэффициент 2 на каждые 10°C — практическое эмпирическое правило общего назначения, а не точная физическая константа. IEEE 43 (рекомендуемая практика измерения сопротивления изоляции вращающихся машин переменного тока) публикует более детальные коэффициенты температурной коррекции для каждой изоляционной системы, которые для точного трендового анализа предпочтительнее простого эмпирического правила.

Коррекция: приведение к базовой температуре

Чтобы можно было содержательно сравнить два измерения, выполненные при разной температуре обмотки, каждое измеренное значение приводится к фиксированной базовой температуре — на практике обычно 20°C — с помощью коэффициента температурной коррекции, соответствующего разности между измеренной температурой и базовой температурой. Только после этой коррекции два скорректированных значения становятся сопоставимыми и пригодными для трендового анализа на протяжении нескольких проверок.

Почему это больше, чем теоретическая тонкость

Без температурной коррекции трендовый анализ может привести к двум видам ошибочных выводов:

• Фиксируется кажущееся ухудшение изоляции, тогда как обмотка в день последнего измерения была попросту теплее, чем при предыдущем измерении (например, измерена вскоре после работы, а не в холодном состоянии).
• Реальное ухудшение изоляции маскируется, поскольку последнее измерение случайно было выполнено при более низкой температуре обмотки, чем предыдущее, из-за чего нескорректированное значение ошибочно выглядит равным или более высоким.

Обе ситуации подрывают цель периодического измерения сопротивления изоляции как инструмента трендового анализа для предиктивного обслуживания.

Практическая значимость

При организации или оценке трендового измерения сопротивления изоляции двигателя, генератора или трансформатора важно при каждом измерении регистрировать не только сопротивление изоляции, но и температуру обмотки на этот момент (предпочтительно через встроенный датчик температуры или, при его отсутствии, репрезентативную оценку), и приводить каждое измеренное значение к одной и той же базовой температуре перед сравнением. Без этого шага трендовый график нескорректированных значений на протяжении нескольких лет мало о чём говорит.

Типичные ошибки

1. Сравнение значений сопротивления изоляции разных измерений без температурной коррекции в трендовом анализе, тогда как температура обмотки между измерениями может существенно различаться.
2. Отсутствие регистрации температуры обмотки в момент измерения, из-за чего последующая коррекция становится невозможной.
3. Применение простого эмпирического правила "вдвое на каждые 10°C" к изоляционной системе, для которой доступны более детализированные коэффициенты IEEE 43, что приводит к менее точной коррекции.
4. Оценка однократного нескорректированного измерения по абсолютному предельному значению без учёта температуры, при которой это предельное значение определено, — даже абсолютная отбраковочная граница относится к определённой базовой температуре.

Похожие материалы

• Измерение сопротивления изоляции
• Измерение сопротивления изоляции преобразователя частоты — отключение
• Индекс поляризации (PI) и DAR-тест изоляции крупных двигателей
• Guard-подключение при измерении сопротивления изоляции — поверхностный ток утечки