Szigetelésvizsgálat Tanfolyam

Átírás

1 Szigetelésvizsgálat Tanfolyam 1

2 Szigetelésvizsgálat DC szigetelés elmélet Vizsgáló feszültség Diagnosztikai vizsgálatok Alkalmazások Mszerek 2

3 A szigetelésvizsgálat elmélete 3

4 Mi okozza a szigetelési hibákat? A szigetelés romlásának öt alapvet oka: - elektromos túlterhelés - mechanikai túlterhelés - vegyi hatás - túlmelegedés - környezeti szennyezés 4

5 Mi okozza a szigetelés hibáját? A normális mködési ciklusok öregedést okoznak az öt kezdeményez hatására. A szigetelés öregedése lassú romlási folyamat. Az említett öt tényez között kölcsönhatás alakul ki. A romlás spirálisan, egyre gyorsabban történik. 5

6 Mi történik, ha nem fedezzük fel a szigetelési hibákat Telephelyi hiba és feszültségkiesés lehetséges A személyzet áramütésének és/ vagy halálának esélye megn N az elektromos eredet tz keletkezésének esélye A berendezések hasznos élettartamának csökkenése Nem ütemezett (és ezért roppant költséges) leállás Nem ütemezett karbantartás 6

7 69 Results of a Failure! 7

8 8

9 Szigetelés vizsgálat DC szigetelési ellenállás vizsgálat A vizsgálóberendezés ismert nagyságú feszültséget ad ki, és méri az áramot Az ellenállás számítása az Ohm törvény segítségével Mindig lekapcsolt berendezésen kell végrehajtani 9

10 A szigetelésvizsgálat fajtái Megfelelt/ nem felelt meg (GO/NO GO) szennyezdés végzetes üzembehelyezési/ karbantartási hibák nagyfokú romlás Diagnosztika a szigetelés válaszából több információ nyerhet támogatja a hosszú távú elemzést támogatja a karbantartás ütemezését 10

11 Miért használjunk szigetelés diagnosztika vizsgálatot? A f egységek hibája nagyon költséges : - a leállás/ kiesett termelés költségei. - a javítás/ csere költsége. A vizsgálat/ monitoring adatait felhasználhatjuk a karbantartási tevékenység ütemezésére. A szigetelés átütése a berendezés meghibásodások legfbb oka egy UK felmérés szerint a hibákat 60 %- ban a szigetelés okozza 11

12 Szigetelésdiagnosztikai vizsgálatok A vizsgálat választ vár a szigeteléstl Minden vizsgálat egy kis ablakot (perspektívát) nyit a berendezés teljes állapotára A vizsgálatok kombinációja teljesebb képet nyújt az állapotról 12

13 Szigetelésdiagnosztikai vizsgálatok Szigetelési ellenállás mérése Idállandó Polarizációs index (PI) Ugrásfeszültség (SV) Dielektromos kisülés (DD) 13

14 Szigetelésvizsgálati áramok (dc) 100 Kapacitív töltáram Teljes áram áram - mikroamper 10 Abszorpciós áram 1 Vezetési vagy szivárgási áram Másodperc (x10) 14

15 Válasz áramok A szivárgás ohmos (szennyezdés vagy komoly probléma) Kapacitív Polarizáció/ abszorpció: - a polarizáció az elnyelt nedvességgel növekszik - a szennyezett anyagok jobban polarizáltak 15

16 Szigetelésvizsgálati feszültségek 16

17 Mekkora legyen a vizsgálati feszültség? Ne terheljük túl a szigetelést csúcsfeszültség= gyök 2 x effektív feszültség 5 kv a gyakori maximum gyakorlati szempontok: méret, súly, költségek 17

18 Mekkora legyen a vizsgálati feszültség? Gyári AC Teszt feszültség = 2 kapocstábla fesz V Üzembe helyezés el tti DC vizsgálati fesz = 0.8 gyári AC teszt 1.6 Karbantartási DC vizsgálati fesz = 0.6 gyári AC teszt

19 Miért legyen 10kV? Az IEEE43:2000 írja le az 1 LE/ 750 W- nál nagyobb teljesítmény forgógépek álló- és forgórészeinek szigetelési ellenállás vizsgálatára szolgáló ajánlott eljárásokat. Valamennyi szinkron, aszinkron és egyenáramú gépre és szinkron kondenzátorra vonatkozik. 19

20 Elektroendozmózis hatás Esetenként, fleg öreg tekercseléseken megfigyelhet jelenség, amikor nedvesség jelenlétében a mért szigetelési ellenállás a mérvezetékek megcserélésekor változik. Tipikusan öreg, nedves tekercsek esetén a fordított polaritás esetén, amikor a földel vezetéket a tekercshez, a negatív feszültség mérvezetéket pedig a testhez kötjük, a mért szigetelési ellenállás sokkal nagyobb, mint a normál polaritás esetén. Az IEEE43- ból 20

21 Szigetelésdiagnosztikai vizsgálatok 21

22 Rövid idej / pillanatnyi leolvasás A legegyszerbb szigetelésvizsgálat. A vizsgálatot megadott, rövid ideig (általában 60 mp) végezzük, utána olvassuk le a mszert. Összehasonlítás a minimális specifikációval. Összehasonlítás az elz mérési eredményekkel a trend analízis céljából. Ersen hmérsékletfügg. 22

23 Rövid idej / pillanatnyi vizsgálat Megohm Mért/ rögzített érték 0 id 60 sec 23

24 Rövid idej / pillanatnyi mérés 1 TΩ Szigetelési ellenállás 100 GΩ 10 GΩ 1 GΩ 100 MΩ 10 MΩ 1 MΩ A berendezés B berendezés 0 1. év 2. év 3. év 4. év 5. év 6. év 7. év 24

25 A szigetelési ellenállás és a hmérséklet A szigetelési ellenállás csökken a hmérséklet növekedésekor ellentétesen változik mint a vezetési ellenállás a fémben vannak szabad elektronok, a magas hmérséklet befolyásolja ket és csökkenti a mozgásukat A jó szigetelkben a magas hmérséklet további töltéshordozókat szabadít fel, amely többlet vezetést okoz 25

26 NETA MTS táblázat alapján hmérséklet szorzótényez Celsius ( C) Bemerül olajszigetelés berendezések Szilárd (száraz) szigetelés berendezések

27 A szigetelési idállandó RC = szigetelési ellenállás x kapacitás A szigetelés jóságára ad mérszámot 27

28 Az ellenállás- id vizsgálatok Egymás utáni leolvasás megadott idpontokban A T 2 /T 1 idpontbeli ellenállások aránya A nagy felületi szivárgó áram elnyomja a kis polarizációs áramokat A jó szigetelés nagyméret berendezések esetén folytonos ellenállás növekedést mutat (5-10 perces id alatt) Az eredmény viszonyszám, ezért nem függ a hmérséklettl 28

29 Ellenállás- id vizsgálatok A szigetelés valószínleg rendben van Megaohm Nedvesség és szennyezés lehet jelen 0 id 10 perc 29

30 Polarizációs Index Teszt (PI) Jellemz és egyben a legnépszerbb idellenállás teszt Leolvasás 1 és 10 perc után PI = R 10 perc /R 1 perc A dielektromos abszorbciós arány DAR = R 1 perc /R 15 mp 30

31 Polarizációs Index eredmények Szigetelés állapota PI eredmény gyenge < 1 kérdéses 1 2 rendben 2 4 jó >4 31

32 Dielektromos Abszorbciós arány eredmények Szigetelés állapota DA R eredm énye gyenge < 1 kérdéses rendben jó >1.6 32

33 Ugrásfeszültség teszt Több feszültség teszt: két vagy több feszültség alkalmazása ugrásszeren (pl 500 V és 1 kv) A vizsgálati feszültség az ugrások között kb 60 mp-ig állandó marad A szigetelési ellenállás monitorozása minden feszültség szinten Bármely megfigyelhet vagy szokatlan ellenállás csökkenés a szigetelés gyengeségének jele ami bels repedésekre vagy lyukakra utal 33

34 Ugrásfeszültség teszt ellenállás 5000 V 2000 V 1000 V feszültség 34

35 Ugrásfeszültség teszt Megohm Jó szigetelési állapot Gyenge szigetelési állapot Alkalmazott feszültség (kv) 35

36 Szigetelési kisülés Ha a szigetelésre adott feszültség nulla közelébe csökken, a felületi szivárgó áram hatása nagyon kicsi lesz A kisütési áramok változása a töltáramokhoz hasonlóan történik A kisütés a vizsgálat után automatikusan történik 36

37 Szigetelési kisülési áram áram (µa) Abszorbciós áram kapacitív áram Teljes áram id (mp) 37

38 Dielektromos kisülésteszt A kisüt áram mérése 60 mp- el a szigetelésvizsgálat befejezése után (a szivárgó és a kapacitív áram jelentéktelen). A reabszorbció (visszatér feszültség) szintje jellemzi a szigetelés állapotát. A reabszorpciós áram az alábbiaktól függ : - teljes kapacitás. - vizsgálati feszültség végértéke. - a dielektrikum polarizációs foka. 38

39 Dielektromos kisülés teszt A DD érték definíciója (mav -1 F -1 ) : I 1 min V x C 1 perc után folyó áram(na) vizsgálati feszültség (V) x kapacitás (µf) 39

40 Miért mérjünk dielektromos kisülést A DD teszt a szigetelés bels struktúrájának minségét mutatja A bels töltések véletlenszeren átrendezdnek

41 Dielektromos kisülés eredmények Szigetelés állapota D D érték (m A V -1 F -1 ) rossz > 7 gyenge 4 7 kérdéses 2 4 rendben < 2 41

42 DC szigetelésvizsgálat összefoglalás Pillanatnyi teszt a súlyos szennyezdések és a korrekt csatlakozások/ eltávolított földelések gyors vizsgálata Id- ellenállás vizsgálat A tisztaság, fleg a felületi szennyezés átfogó állapotjelzése Ugrásfeszültség repedések/ lyukak jelenléte Dielektromos kisülés a bels szennyezettséget mutatja 42

43 Szigetelésvizsgálat alkalmazása Motorok & Generátorok Transzformátorok Átvezet szigetelk Megszakítók Kábelek Folyadékok 43

44 Kiválasztott vizsgálóberendezések Árnyékolt nagyfesz kábelek Nagyteljesítmény transzformátorok AC generátorok megszakítók/átvezet szigetelk 44

45 Motorok & Generátorok IEEE43 forgógépek szigetelési ellenállásának vizsgálatára ajánlott 1 LE, 750 W - nál nagyobb teljesítmény forgógépek állóés forgórészének szigetelési ellenállás mérésére szolgáló ajánlott eljárás. Szinkron, aszinkron, egyenáramú motorokra és szinkron kondenzátorokra vonatkozik. Részletezi az eredményt befolyásoló tényezket, a vizsgálati eljárásokat, az értelmezés módszereit, a vizsgálat korlátait, és a javasolt minimális értékeket. 45

46 Motorok & Generátorok PI DD SV Ideális esetben minden fázist külön vizsgál, esetleg mindet egyszerre 46

47 Transzformátorok IEC nagyteljesítmény transzformátorok a szigetelés szintjei, dielektromos tesztek és küls légrések 47

48 Átvezet szigetelk A DC tesztek nem olyan hatékonyak, mint a szigetelés tg delta értéke (ac) Ellenrizni kell, hogy <20 Gohm legyen, de a magasabb érték mellett is lehet szennyezett 48

49 Megszakítók IEEE Std C IEEE alacsonyfeszültség, tokozatokban használt DC megszakítókra vonatkozó szabvány 49

50 Megszakítók Ajánlott eljárás vizsgálat nyitott helyzetben mérés a fázis és a terhelés között vizsgálat zárt állapotban mérés a fázisok között mérés a fázis és a föld között szükség esetén hmérsékleti korrekció az eredmények összehasonlítása a gyártó ajánlásával illetve az ipari szabványokkal 50

51 Kábelek Nagy kapacitás töltési/ kisütési idk Rövidtávú vizsgálat HV XLPE nagyfesz kábelekre 51

52 Alkatrészek Gyártásközi vizsgálat Sok szabvány követel szigetelésvizsgálatot 52

53 Szigetel folyadékok IEC szigetelo folyadékok a relatív permittivitás, a dielektromos veszteségi tényez (tan d) és a DC ellenállás mérése ASTM D elektromos szigetel folyadékok fajlagos ellenállásának szabványos vizsgálati eljárása 53

54 Szigetel folyadékok Olajvizsgáló cella használata Fajlagos ellenállás = szigetelési ellenállás x cellatényez, Kz K = 3.6 π C, C = a cella kapacitása Vizsgálati feszültség V/mm ( V) 54

55 Szigetelésvizsgálók biztonság feszültség és áram mérése kisütés véd (Guard) terminál vezetékek és csatlakozások kapacitás égetés és átütés határok tárolás és letöltés 55

56 Szigetelésvizsgáló berendezések Mködésmód DC vizsgálati feszültség A szivárgó áram mérése Ohm törvénye V= I x R 56

57 Szigetelési ellenállás MegaOhm = 10 6 GigaOhm = 10 9 TeraOhm= MikroAmper =10-6 NanoAmper =10-9 PicoAmper =

58 Alapvet követelmények Széles mérési tartomány a végtelen leolvasás haszontalan Nagypontosságú leolvasás Nagy vizsgálófeszültség 5kV feletti feszültség elnyös lehet Nagy kimeneti áram rövidebb id kell a kapacitások töltésére nagyfeszültség használata alacsony szigetelési ellenállások esetén Teljes diagnosztikai teszt készlet 58

59 Szigetelésvizsgálók biztonsága IEC vonatkozik a berendezés tervezésére A kapacitások feltöltve maradnak a vizsgáló feszültség lekapcsolása után is A vizsgálat tárgyának kisütése a vizsgálati idnél hosszabban kell kisütni- polarizáció Gátak/ tiltások A helyi szabványok és biztonsági elírások betartása 59

60 Szigetelésvizsgáló berendezések biztonsága A szigetelési ellenállás mérésekor közvetlenül nagyfeszültséget használunk A szigetelés kapacitív és induktív tulajdonságokkal is rendelkezik, amely nem azonnal átlátható veszélyeket okozhat A vizsgálatot végzknek át kell tanulmányozniuk IEEE Std a gyártó használati utasításait egyéb elírásokat 60

61 Feszültség kimenet Mért kimeneti feszültség az aktuális érték kijelzése a teszter kimeneti karakterisztikájának ellenrzése a BS7671 szerinti követelmények teljesítése 61

62 Kimeneti áram Nagy áram a nagy kapacitások töltésére 5 ma kétszer olyan gyorsan tölt mint 2 ma idtakarékosság nagy motorok és kábelek esetén 62

63 Véd (Guard) terminál Kizárja a mérésbl az áramkör egy részét a szigetelés kiválasztott részének mérése hiba behatárolás 63

64 Véd (Guard) terminál kω 100 MΩ G 250 kω - 64

65 Vezetékek és csatlakozók Különböz alkalmazások különböz vezetékeket igényelnek A csatlakoztatás polaritása Szükség lehet a védcsatlakozás felületre történ új bekötésére 65

66 Kapacitásmérés A kapacitás nem szabad változzon a berendezés élettartama alatt az érték a méretek és a dielektrikum függvénye Idállandó és DD számításhoz használható RC & I/VC 66

67 Égetés és átütés Az égetés módban bekapcsolva marad a kimeneti feszültség megtalálható az átütés helye tovább rongálhatja a szigetelést- elszenesedés Az átütés módban lekapcsolódik a vizsgálati feszültség csökkenti a szigetelés hosszú idej károsodását 67

68 Mérési korlátok Gyorsan azonosíthatók a mérés elfogadásának/ elvetésének (megfelelt / nem felelt meg) feltételei mutatja, hogy a szigetelés teljesíti-e a gyártó vagy a felhasználó elírásait gyors azonosítás hallható indikációval 68

69 Tároló memória és letöltés A mszerben tárolt adatok nem vesznek el könnyen elmenthetk összehasonlítás céljára 69

70 A Megger szigetelésvizsgálói 70

71 BM & MJ15 5 kv maximum kimenet Analóg kijelzés Akkumulátoros vagy kézi tekers táplálás 71

72 Az új szigetelésvizsgálók - fbb tulajdonságok IP65 tokozat Hálózati táplálás vizsgálatkor vagy töltéskor 3mA kimenet a vizsgálandó eszköz gyors töltéséhez 2mA zajelnyomás Nagy analóg kijelz analóg sweep- pel Háttérvilágításos kijelz Fedélbe szerelt használati utasítás Fedélre szerelt mérzsinór tartó Kalibrációs dokumentum mellékelve 12 hónapos garancia 72

73 MIT510 Fbb tulajdonságok 5000V, 2500V, 1000V, 500V, 250V vizsgálati feszültség csak éget üzemmód, ugyanaz, mint a BM11D feszültség, szivárgó áram, kapacitás, idállandó kijelzés felfelé számláló idzítés 15TΩ méréstartomány (5kV esetén) Auto IR Lehetséges alkalmazások a szigetelés biztonsági vizsgálata a tápfeszültség bekapcsolása eltt hibadetektálás a szigetelés változási trendjének megállapítása a nagy ellenállás mérési képesség miatt 73

74 MIT520 Fbb tulajdonságok 5000V, 2500V, 1000V, 500V, 250V elre beállítható érték 50V -1000V 10V lépésekben és 1000V V 25V lépésekben állítható 3 programozható idzít beállítható Alarm értékek a szigetelés megfelelt/ nem felelt meg vizsgálatához letöréses üzemmód (gyári alapbeállítás) égetéses üzemmód (felhasználó által kiválasztható) feszültség, áram és ellenállás soros valósidej adatkimenet másodpercenként. 32k bels tároló adatletöltés a Megger letöltés vezérlvel Polarizációs Index (PI) és Dielektromos Abszorpciós arány (DAR) ugrásfeszültség (SV) és Dielektromos kisülés (DD) 74

75 MIT1020 Fbb tulajdonságok mint az MIT520 de max 10kV kimenettel 35T Ω méréstartomány (10kV esetén) Lehetséges alkalmazások MIT520 és MIT1020 esetén a szigetelés biztonsági vizsgálata bekapcsolás eltt hibabehatárolás a szigetelés alapvet változási trendjének megállapítása a nagy ellenállás mérési tartománynak köszönheten a szigetelés minségének diagnosztikai, eljelzési és nyomozási képessége az asset management program részét képez diagnosztikai modell felhasználásával 75

76 Az S1-552 és S modellek S1-552 Fbb tulajdonságok mint az MIT520 de 5mA kimeneti áram S Fbb tulajdonságok mint az MIT1020 de 5mA kimeneti áram A nagy 5mA kimeneti áram haszna nagy ill. hosszú kábelek kapacitásának gyors feltöltése hatékonyabb éget mód 76

77 Az S1-554 és S modellek S1-554 Fbb tulajdonságok mint az MIT520 de 5mA kimeneti áram & 4 ma zajelnyomás S Fbb tulajdonságok mint az MIT1020 de 5mA kimeneti áram & 4 ma zajelnyomás A 4 ma zajelnyomás elnyei zajos környezetben is végezhet vizsgálat, pl. alállomás/ erm mindig pontos vizsgálat végezhet 77

78 S PC- s vezérl szoftver Beállítható vizsgáló áram Grafikus kijelz Bels memória 78

79 Tartozékok Mérzsinórok Kalibráló doboz Olajvizsgáló cella Szoftver 79

80 Mérvezetékek 80

81 CB101 kalibráló doboz 81

82 Olajvizsgáló cella 82

83 Szoftver Letöltés Manager 83

84 Szoftver PowerdB 84