Guard-клема при вимірюванні опору ізоляції — виключення поверхневого струму витоку

Гід про вимірювання опору ізоляції розглядає вимірювання загалом. Ця стаття розглядає конкретну, на практиці часто невикористовувану третю точку підключення на мегаомметрі: guard-клему, яка виключає з вимірювання поверхневий струм витоку по забрудненій, вологій чи замасленій поверхні випробуваного об'єкта, тож показання відображає лише саму ізоляцію, а не частково визначається забрудненою поверхнею.

Проблема: поверхневий струм витоку спотворює показання

Стандартне вимірювання опору ізоляції використовує два виводи: Line (прикладена випробувальна напруга) та Earth (зворотний провідник до приладу). Струм, що вимірюється між цими двома виводами, у теорії є виключно струмом, що протікає крізь ізоляцію. На практиці, однак, частина струму протікає також по поверхні випробуваного об'єкта — наприклад, вздовж забрудненого, вологого чи замасленого ізолятора, кабельного вводу в оболонку чи клемної колодки — особливо за вищих випробувальних напруг та на об'єктах, які зберігалися зовні чи у вологому середовищі. Без guard-клеми цей поверхневий струм витоку просто додається до виміряного струму, через що розрахований опір ізоляції виходить нижчим за фактичний опір самої ізоляції — уявна проблема ізоляції, яка насправді є проблемою забруднення поверхні.

Як guard-клема вирішує цю проблему

Guard-клема — це третій вимірювальний провід, який підключається до поверхні об'єкта між точкою вимірювання та краєм, вздовж якого протікав би поверхневий струм, — наприклад, оголений провід, туго намотаний навколо ізолятора кабелю чи трансформатора, між ізоляцією жили та заземлювальним затискачем. Поверхневий струм витоку тоді тече до guard-клеми замість клеми Earth і не враховується приладом як частина виміряного струму — гілка guard просто відводить струм, не впливаючи на показання.

Увага: непоодинокі випадки, коли поверхневий струм витоку на забрудненому чи вологому об'єкті виявляється на порядок вищим, ніж фактичний струм крізь саму ізоляцію. Без guard-клеми в іншому разі справна ізоляція через це може показати сильно занижене, тривожно низьке значення опору ізоляції.

Коли guard-клема виправдана

• Ізолятори, кабельні вводи в оболонку та прохідні ізолятори, у яких значна частина поверхні піддається впливу вологи, пилу чи забруднення між точкою високої напруги та землею.
• Великі електродвигуни та генератори, особливо в поєднанні з вимірюваннями індексу поляризації та DAR, де забруднена клемна колодка чи волога ізоляція лобових частин обмотки може інакше спотворити співвідношення PI чи DAR.
• Старі кабелі або кабелі, що зберігалися зовні, перед введенням в експлуатацію, де вологий чи забруднений ввід в оболонку може створити видимість проблеми ізоляції за справної ізоляції жили.
• PV-стрінги з боку постійного струму (див. гід про вимірювання опору ізоляції PV-стрінгів), де розташовані зовні з'єднувачі та рами модулів можуть показувати значний тимчасовий поверхневий струм витоку після дощу.

Практична значущість

Коли вимірювання опору ізоляції дає несподівано низьке значення на об'єкті з видимо забрудненою, вологою чи замасленою поверхнею, важливо повторити вимірювання з правильно підключеною guard-клемою між точкою вимірювання та краєм поверхні, перш ніж робити висновок про проблему ізоляції та розпочинати дороговартісну заміну чи ремонт — очищена поверхня чи правильно підключена guard-клема все ж можуть показати цілком справне значення ізоляції.

Типові помилки

1. Відмова від використання guard-клеми на видимо забрудненому, вологому чи замасленому об'єкті, через що проблема поверхні помилково трактується як проблема ізоляції.
2. Підключення guard-провода не в тому місці — не між точкою вимірювання та краєм, вздовж якого протікає поверхневий струм — через що guard-підключення не дає потрібного ефекту.
3. Використання мегаомметра без guard-клеми для об'єкта, завідомо чутливого до поверхневого струму витоку, тоді як саме для такого типу об'єкта більш підходить прилад із функцією guard.
4. Негайний висновок про необхідність заміни за низького значення опору ізоляції без попереднього очищення поверхні чи спроби підключення guard-клеми, щоб виключити поверхневий струм витоку як причину.

Дивіться також

• Вимірювання опору ізоляції
• Індекс поляризації (PI) та DAR — випробування ізоляції великих двигунів
• Вимірювання опору ізоляції PV-стрінгів (сторона постійного струму)
• IEC 61557 — випробувальне обладнання та компоненти