Температурна корекція під час вимірювання опору ізоляції — чому 500 МОм при 30°C означає не те саме, що при 20°C

Гід із вимірювання опору ізоляції розглядає саму базову методику вимірювання. Ця стаття розглядає фактор, який під час порівняння вимірювань опору ізоляції в часі — під час трендового аналізу двигуна або трансформатора протягом кількох років — є не менш важливим, ніж саме вимірювання: температуру вимірюваної обмотки в момент вимірювання.

Чому опір ізоляції залежить від температури

Опір ізоляції обмотки визначається не лише фізичним станом ізоляції (забруднення, волога, старіння), а й значною мірою температурою цієї ізоляції в момент вимірювання. Ізоляційний матеріал поводиться електрично почасти як напівпровідник: із підвищенням температури провідність матеріалу зростає (а отже, опір ізоляції знижується), значною мірою незалежно від фактичного стану ізоляції.

Емпіричне правило: зниження вдвічі на кожні 10°C

Часто вживане емпіричне правило стверджує, що опір ізоляції середньої обмотки приблизно зменшується вдвічі на кожні 10°C підвищення температури, і навпаки, приблизно подвоюється на кожні 10°C зниження. Два вимірювання однієї й тієї самої обмотки — наприклад, 500 МОм при 20°C одного дня і 250 МОм при 30°C іншого дня — можуть тому бути ідентичними з погляду фактичного стану ізоляції, попри позірне зменшення виміряного значення вдвічі.

Увага: цей коефіцієнт 2 на кожні 10°C — практичне емпіричне правило загального призначення, а не точна фізична константа. IEEE 43 (рекомендована практика вимірювання опору ізоляції обертових машин змінного струму) публікує детальніші коефіцієнти температурної корекції для кожної ізоляційної системи, які для точного трендового аналізу є кращими за просте емпіричне правило.

Корекція: приведення до базової температури

Щоб змістовно порівняти два вимірювання, виконані за різної температури обмотки, кожне виміряне значення приводиться до фіксованої базової температури — на практиці зазвичай 20°C — за допомогою коефіцієнта температурної корекції, що відповідає різниці між виміряною температурою та базовою температурою. Лише після цієї корекції два скориговані значення стають порівнянними та придатними для трендового аналізу протягом кількох перевірок.

Чому це більше, ніж теоретична тонкість

Без температурної корекції трендовий аналіз може призвести до двох видів помилкових висновків:

• Фіксується позірне погіршення ізоляції, тоді як обмотка в день останнього вимірювання була просто тепліщою, ніж під час попереднього вимірювання (наприклад, виміряна невдовзі після роботи, а не в холодному стані).
• Реальне погіршення ізоляції маскується, оскільки останнє вимірювання випадково було виконане за нижчої температури обмотки, ніж попереднє, через що нескориговане значення помилково видається рівним або вищим.

Обидві ситуації підривають мету періодичного вимірювання опору ізоляції як інструменту трендового аналізу для предиктивного обслуговування.

Практична значущість

Під час організації або оцінювання трендового вимірювання опору ізоляції двигуна, генератора чи трансформатора важливо під час кожного вимірювання реєструвати не лише опір ізоляції, а й температуру обмотки на цей момент (бажано через вбудований датчик температури або, за його відсутності, репрезентативну оцінку), і приводити кожне виміряне значення до однієї й тієї самої базової температури перед порівнянням. Без цього кроку трендовий графік нескоригованих значень протягом кількох років мало про що свідчить.

Типові помилки

1. Порівняння значень опору ізоляції різних вимірювань без температурної корекції у трендовому аналізі, тоді як температура обмотки між вимірюваннями може суттєво відрізнятися.
2. Відсутність реєстрації температури обмотки в момент вимірювання, через що подальша корекція стає неможливою.
3. Застосування простого емпіричного правила "вдвічі на кожні 10°C" до ізоляційної системи, для якої доступні детальніші коефіцієнти IEEE 43, що призводить до менш точної корекції.
4. Оцінювання одноразового нескоригованого вимірювання за абсолютним граничним значенням без урахування температури, за якої це граничне значення визначено, — навіть абсолютна межа відбракування належить до певної базової температури.

Пов'язане

• Вимірювання опору ізоляції
• Вимірювання опору ізоляції перетворювача частоти — відключення
• Індекс поляризації (PI) та DAR-тест ізоляції великих двигунів
• Guard-підключення під час вимірювання опору ізоляції — поверхневий струм витоку