Đo Điện Trở Cách Điện – Tiêu Chuẩn Và Phương Pháp Chi Tiết

Điện trở cách điện đảm bảo các loại dây điện và thiết bị điện an toàn khi sử dụng. Hiểu được các nguyên tắc về các giá trị tiêu chuẩn và phương pháp đo lường, kiểm tra điện trở cách điện sẽ giúp bạn giữ cho hệ thống thiết bị của mình hoạt động trơn tru, tránh những sự cố điện sau này.

Điện trở cách điện là gì?

Điện trở cách điện là giá trị điện trở đo được của vật liệu cách điện. Hiểu một cách đơn giản, mỗi vật liệu cách điện sẽ có giá trị điện trở riêng thể hiện khả năng ngăn cách điện. Giá trị này càng cao chứng tỏ khả năng cách điện càng tốt và ngược lại.

Các nguyên nhân gây ra sự cố động cơ điện

Tuy nhiên, giá trị này có thể bị thay đổi dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm, yếu tố môi trường và thao tác sai khi sử dụng thiết bị. Chính vì vậy, những thiết bị, máy móc đang sử dụng cần thường xuyên đo đạc và kiểm tra điện trở cách điện để đảm bảo dòng điện không bị rò rỉ gây ra sự cố điện và hỏng hóc nghiêm trọng về người và của.

Thiết bị máy, đồng hồ đo điện trở cách điện:

Để thực hiện phép đo giá trị điện trở cách điện người ta sử dụng thiết bị đo lường chuyên dụng là đồng hồ đo điện trở cách điện ( hay còn gọi là đồng hồ megomet, megohmmeter, insulation tester).

Vì điện trở cách điện có giá trị rất lớn. Nên nguyên tắc hoạt động của đồng hồ megomet là sử dụng dòng điện có giá trị điện áp cũng rất lớn ( giá trị 100, 250, 500, 1000, 2500, 5000 hoặc thậm chí  10000V). Từ đó đo điện trở của vật liệu cách điện (giá trị được đo bằng đơn vị n kΩ, MΩ, GΩ và thậm chí TΩ với một số dòng máy).

Bảng giá trị điện áp sử dụng để kiểm tra điện trở cách điện tham khảo

Một số dòng đồng hồ đo điện trở cách điện tốt nhất hiện nay do Lidinco cung cấp chính hãng:

Máy đo điện trở cách điện Hioki IR4057-20	Đồng hồ đo điện trở cách điện Megomet Chauvin CA 6547	Máy đo điện trở cách điện TongHui TH2684

Tiêu chuẩn điện trở cách điện:      

Tại Việt Nam, giá trị tiêu chuẩn về điện trở cách điện của các thiết bị điện đều được quy định cụ thể đảm bảo theo QCVN QTĐ-5 : 2009/BCT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ KỸ THUẬT ĐIỆN. Ngoài ra cũng quy định từng mức điện áp tối thiểu khi tiến hành các phép đo điện trở cách điện.

Bên cạnh đó, bạn có thể tham khảo thêm các tiêu chuẩn trong Quyết định vận hành và sửa chữa máy biến áp của Tổng công ty điện lực Việt Nam trước khi tiến hành đo và kiểm tra điện trở cách điện cho máy biến áp.

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo:

Yếu tố môi trường:

Điện trở cách điện bị ảnh hưởng khá lớn bởi môi trường. Ví dụ, dầu và bụi bẩn trên bề mặt thiết bị có thể làm giảm khả năng cách điện. Và nếu nhiệt độ của bề mặt thiết bị có lớp màng ẩm cũng có thể dẫn đến việc giảm đột ngột giá trị điện trở.

Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng cần lưu ý. Khả năng cách điện có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ, Và với các vật liệu khác nhau thì tốc độ thay đổi cũng khác nhau. Lý tưởng nhất là các phép đo đều được thực hiện tại cùng một nhiệt độ. Trong trường hợp không thể kiểm soát được thì nên ghi lại giá trị nhiệt độ để áp dụng hệ số hiệu chỉnh để kết quả đánh giá chính xác hơn.

Thành phần của dòng điện:

Điện trở đo được của vật liệu cách điện được xác định bởi điện áp đầu vào và cường độ của dòng điện:

R = E / I

Trong đó có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện chẳng hạn như nhiệt độ của lớp cách nhiệt và độ ẩm. Bên cạnh đó, trên thực tế tổng dòng điện chạy trong vật liệu cách điện là tổng của ba thành phần:

Biểu đồ dưới đây cho thấy ba thành phần của dòng điện dưới dạng hàm của thời gian.

Dòng điện dung (Capacitance Charging Current):

Sơ đồ biểu thị dòng điện dung của vật liệu cách điện đo được qua thời gian

Đầu tiên, khi đồng hồ đo điện trở cách điện đặt một điện áp vào thiết bị thì hiệu ứng tích điện dung sẽ xuất hiện trong khoảng thời gian rất nhanh. Tạo ra dòng điện chạy qua vật liệu dẫn điện cho tới khi thiết bị được kiểm tra UUT đạt được tới giá trị điện áp này. Kết quả là giá trị điện trở cách điện ban đầu sẽ tương đối thấp sau đó tăng lên cao nhanh chóng khi điện dung được tích đủ. Hiệu ứng này thường xảy ra rất nhanh chóng khoảng trong vài giây. Tuy nhiên với những đoạn dây cáp dài hoặc các động cơ điện kích thước lớn thì quá trình này xảy ra lâu hơn có thể lên tới hơn 30 phút.

Dòng điện hấp thụ (Absorption Current):

Sơ đồ biểu thị dòng điện hấp thụ của vật liệu cách điện đo được qua thời gian

Dòng hấp thụ, hay còn gọi là dòng hấp thụ phân cực gây ra bởi vật liệu cách điện phân cực bởi các dòng điện tích chạy qua vật dẫn điện. Khi khả năng phân cực tăng cao, thì dòng hấp thụ giảm. Sự thay đổi từ từ này phản ánh khả năng lưu trữ năng lượng của vật liệu cách điện. Vậy nên, điện trở cách điện ban đầu thường thấp sau đó tăng cao tương tự như dòng điện dung.

Quá trình này thường kéo dài khoảng vài giây tới vài phút. Và quá trình này bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và các tạp chất khác có trong vật liệu cách điện. Chính vì vậy, dòng hấp thụ là một trong những yếu tố quan trọng cho khả năng cách điện của vật liệu.

Dòng điện dẫn hay dòng điện rò bề mặt (Conduction or Leakage Current):

Sơ đồ biểu thị dòng điện dẫn (conduction current)

Dòng điện dẫn hay dòng điện rò bề mặt là giá trị ổn định biểu thị dòng điện chạy qua vật liệu cách điện. Đây là thông số quan trọng vì khi dòng điện rò bề mặt tăng theo thời gian đồng nghĩa với việc điện trở cách điện giảm giá trị hoặc bị hư hỏng.

Cách đo điện trở cách điện chi tiết:       

Bước 1:

Ngắt kết nối điện của các thiết bị để đảm bảo an toàn. Ngoài ra mang đủ đồ bảo hộ và thực hiện các biện pháp an toàn điện.

Bước 2: tiến hành kiểm tra các thiết bị cần đo.

Kiểm tra số lượng thiết bị cần đo cũng như đánh dấu các loại máy móc có khả năng bị hư hỏng khi kiểm tra dưới mức điện áp lớn để tiến hành chọn lựa mức điện áp phù hợp.

Bước 3:

Xác định vị trí cần thiết để kết nối đồng hồ đo điện trở cách điện vào thiết bị. Dưới đây là sơ đồ hướng dẫn cách kết nối máy đo điện trở cách điện với các thiết bị, dụng cụ điện phổ biến.

Động cơ điện xoay chiều:

Kết nối một đầu đồng hồ đo điện trở cách điện với vỏ động cơ điện AC và một đầu với công tắc nguồn để tiến hành đo. Tốt nhất là ngắt kết nối các bộ phận thành phần và kiểm tra chúng riêng biệt để xác định vị trí những điểm bị rò rỉ dòng điện.

Máy phát điện và động cơ điện một chiều:

Cách đo điện trở cách điện máy phát điện và động cơ DC

Hệ thống tủ điện, bảng dây điện:

Các thiết bị điện khác:

Đồng hồ megomet được kết nối với dây dẫn (bộ gia nhiệt, động cơ, v.v.) và các bề mặt kim loại. Lưu ý các thiết bị phải được ngắt kết nối với nguồn điện nào và được đặt trên các vật liệu cách điện.

Dây cáp viễn thông:

Dây điện:

Đường dây điện:

Cách kết nối để đo đường dây điện

Máy biến áp:

Máy phát điện xoay chiều:

Bước 4:

Tiến hành đo và ghi lại giá trị điện trở và các giá trị liên quan phục vụ cho mục đích bảo trì, sửa chữa và so sánh.

Các phương pháp đo điện trở cách điện:

1. Phương pháp ghi tại chỗ (spot-reading test):

Phương pháp đo đầu tiên tương đối đơn giản: kết nối đồng hồ megomet thẳng với thiết bị cần kiểm tra. Sau đó điều chỉnh điện áp mong muốn trong khoảng thời gian cố định ( thường từ 1-10 phút), rồi ghi lại giá trị điện trở cách điện hiển thị trên đồng hồ.

Phương pháp ghi tại chỗ thích hợp với các hệ thống nhỏ hoặc có điện dung không đáng kể.

Việc đo giá trị điện trở cách điện theo phương pháp này thường xuyên có thể giúp so sánh và dự đoán được các lỗi có thể xảy ra để khắc phục kịp thời.

Sơ đồ thể hiện các giá trị điện trở cách điện được đo trong 6 tháng.

Quan sát thấy xu hướng giá trị điện trở qua các tháng thấ có sự giảm nhẹ. Có thể dự đoán được do máy móc sử dụng qua thời gian dài nên điện trở cách điện có phần giảm. Tuy nhiên, ở tháng gần nhất có sự giảm đột ngột giá trị điện trở cách điện cho thấy lớp cách điện đang bị suy giảm nghiêm trọng cần bảo trì hoặc thay mới thiết bị.

2. Phương pháp time-resistance:

Phương pháp time-resistance hay còn gọi là phương pháp hấp thụ điện môi (dielectric absorption test). Thường được kiểm tra trong 10 phút.

Trong phút đầu tiên, dòng hấp thụ sẽ hoạt động mạnh nhất nên hãy ghi lại kết quả đo mỗi 10 giây. Sau đó, đo và ghi lại kết quả đo mỗi một phút. Khi xem lại kết quả, bạn sẽ thấy đồ thị đường cong tăng tương đối nhanh tại lúc đầu, sau đó tiếp tục tăng từ từ suốt quá trình đo như đồ thị bên dưới.

Nếu thay vì đường cong là đường thẳng và có xu hướng đi xuống thì các yếu tố khác như độ ẩm, bụi bẩn có lẽ đang ảnh hưởng đến điện trở.

Phương pháp đo này thích hợp với các loại máy có động cơ motor quay lớn. Đặc biệt phương pháp đo này cho kết quả chính xác mà không phụ thuộc nhiệt độ và kích thước của thiết bị đang được kiểm tra.

Trong phương pháp đo time-resistance có 2 giá trị cần lưu ý là chỉ số phân cực PI (Polarization Index) và tỉ lệ hấp thụ phân cực DAR (Dielectric Absorption Ratio).

PI= giá trị đo được trong 10 phút / giá trị đo được trong 1 phút

Bảng so sánh giá trị PI và tiêu chuẩn của điện trở cách điện:

DAR= giá trị điện trở cách điện đo một phút / giá trị điện trở cách điện đo 30 giây

Thông qua các trị số và so sánh với bảng bên trên có thể biết được điện trở cách điện đã đạt chuẩn hay chưa.

Phương pháp đo tăng điện áp( Step Voltage):

Phương pháp này sử dụng nhiều mức điện áp để kiểm tra và so sánh kết quả. Đầu tiên chọn một mức điện áp để kiểm tra. Sau một khoảng thời gian cố định (thường là một phút) thì ghi lại kết quả đo. Sau đó tăng dần mức điện áp lên và tiến hành tương tự. Lặp lại quá trình này khoảng 5 lần.

Phương pháp Step Voltage được thiết kế để tạo ra áp lực điện lên vết nứt cách điện để xác định các lỗi không thể tìm thấy được qua phương pháp kiểm tra bằng điện áp thấp. Lớp cách điện sạch, khô hoàn toàn và ở trong điều kiện vật lý ổn định thường cho kết quả gần như nhau qua các điện áp khác nhau. Nếu bạn quan sát được sự giảm đột ngột của giá trị điện trở ở điện áp cao hơn, lớp cách điện của thiết bị có khả năng cao đang bị nhiễm bẩn hoặc giảm giá trị.

Mua thiết bị đo điện trở cách điện chính hãng tại Việt Nam:

Công ty Lidinco chuyên cung cấp các loại đồng hồ đo điện trở cách điện chính hãng, giá tốt, hỗ trợ kỹ thuật miễn phí để đo điện trở cách điện đường dây, giữa các pha, các thiết bị, dụng cụ điện, đảm bảo kiểm tra và phát hiện và khắc phục lỗi cách điện kịp thời. Để biết thêm chi tiết, vui lòng liên hệ:

Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống

Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam

Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797 / 028 3977 8019

Email: sales@lidinco.com