Guard-клемма при измерении сопротивления изоляции — исключение поверхностного тока утечки

Гид об измерении сопротивления изоляции рассматривает измерение в целом. Эта статья рассматривает конкретную, на практике часто неиспользуемую третью точку подключения на мегаомметре: guard-клемму, которая исключает из измерения поверхностный ток утечки по загрязнённой, влажной или замасленной поверхности испытуемого объекта, так что показание отражает только саму изоляцию, а не частично определяется загрязнённой поверхностью.

Проблема: поверхностный ток утечки искажает показание

Стандартное измерение сопротивления изоляции использует два вывода: Line (прикладываемое испытательное напряжение) и Earth (обратный проводник к прибору). Измеряемый между этими двумя выводами ток в теории представляет собой исключительно ток, протекающий через изоляцию. На практике, однако, часть тока протекает также по поверхности испытуемого объекта — например, вдоль загрязнённого, влажного или замасленного изолятора, кабельного ввода в оболочку или клеммной колодки — особенно при более высоких испытательных напряжениях и на объектах, которые хранились снаружи или во влажной среде. Без guard-клеммы этот поверхностный ток утечки просто складывается с измеряемым током, из-за чего рассчитанное сопротивление изоляции получается ниже фактического сопротивления самой изоляции — кажущаяся проблема изоляции, которая на деле является проблемой загрязнения поверхности.

Как guard-клемма решает эту проблему

Guard-клемма — это третий измерительный провод, подключаемый к поверхности объекта между точкой измерения и краем, вдоль которого протекал бы поверхностный ток, — например, оголённый провод, туго намотанный вокруг изолятора кабеля или трансформатора, между изоляцией жилы и заземляющим зажимом. Поверхностный ток утечки тогда течёт к guard-клемме вместо клеммы Earth и не учитывается прибором как часть измеряемого тока — ветвь guard просто отводит ток, не влияя на показание.

Внимание: нередко поверхностный ток утечки на загрязнённом или влажном объекте оказывается на порядок выше, чем фактический ток через саму изоляцию. Без guard-клеммы в остальном исправная изоляция может из-за этого показать сильно заниженное, тревожно низкое значение сопротивления изоляции.

Когда guard-клемма оправдана

• Изоляторы, кабельные вводы в оболочку и проходные изоляторы, у которых значительная часть поверхности подвержена влаге, пыли или загрязнению между точкой высокого напряжения и землёй.
• Крупные электродвигатели и генераторы, особенно в сочетании с измерениями индекса поляризации и DAR, где загрязнённая клеммная колодка или влажная изоляция лобовых частей обмотки иначе может исказить соотношение PI или DAR.
• Старые кабели или кабели, хранившиеся снаружи, перед вводом в эксплуатацию, где влажный или загрязнённый ввод в оболочку может создать видимость проблемы изоляции при исправной изоляции жилы.
• PV-строки со стороны постоянного тока (см. гид об измерении сопротивления изоляции PV-строк), где расположенные снаружи разъёмы и рамы модулей могут показывать значительный временный поверхностный ток утечки после дождя.

Практическая значимость

Когда измерение сопротивления изоляции даёт неожиданно низкое значение на объекте с видимо загрязнённой, влажной или замасленной поверхностью, важно повторить измерение с правильно подключённой guard-клеммой между точкой измерения и краем поверхности, прежде чем делать вывод о проблеме изоляции и начинать дорогостоящую замену или ремонт — очищенная поверхность или правильно подключённая guard-клемма могут всё же показать вполне исправное значение изоляции.

Типичные ошибки

1. Отказ от использования guard-клеммы на видимо загрязнённом, влажном или замасленном объекте, из-за чего проблема поверхности ошибочно трактуется как проблема изоляции.
2. Подключение guard-провода не в том месте — не между точкой измерения и краем, вдоль которого протекает поверхностный ток, — из-за чего guard-подключение не даёт нужного эффекта.
3. Использование мегаомметра без guard-клеммы для объекта, заведомо чувствительного к поверхностному току утечки, тогда как именно для такого типа объекта более подходит прибор с функцией guard.
4. Немедленный вывод о необходимости замены при низком значении сопротивления изоляции без предварительной очистки поверхности или попытки подключения guard-клеммы, чтобы исключить поверхностный ток утечки как причину.

См. также

• Измерение сопротивления изоляции
• Индекс поляризации (PI) и DAR — испытание изоляции крупных двигателей
• Измерение сопротивления изоляции PV-строк (сторона постоянного тока)
• IEC 61557 — испытательное оборудование и компоненты