نگاهی اجمالی به دستگاه تست عایقی و نحوه کارکرد آن

ا- دستگاه تست عایقی (MEGGER)

دستگاه تست میگر یا مگا اهم متر دستگاهی است که همان کار یک اهم متر را برای ما انجام می‌دهد. در یک اهم متر با تزریق ولتاژ و جریان کوچکی و با استفاده از قانون اهم، اندازه مقاومت یک المان را محاسبه خواهیم کرد. برای تجهیزات بزرگ و حساس که جریان بالایی از آن‌ها خواهد گذشت وجود یک مقاومت در حد میلی اهم هم، بسیار بزرگ خواهد بود لذا نیاز به دستگاهی دقیق‌تر است تا یک میلیونیوم اهم را هم بسنجد. به همین خاطر از دستگاه میکرو اهم متر (Micro Ohm Meter) استفاده می‌شود که دقت بسیار بالایی دارد و، چون نقاطی با مقاومت بالا و یا اتصالات سست (Loose Connection) باید شناسایی شود لذا با تزریق جریانی بالا (۲۰۰ تا ۶۰۰ آمپر) عمل سنجش انجام می‌شود. در مقابل دستگاه میگر با اعمال ولتاژ بالا به دنبال روزنه‌های عبور جریان در مواد عایق است تا نقاط معیوب شناسایی و جلوی آن گرفته شود چرا که یک عایق ایده آل هیچ جریانی را از خود عبور نمیدهد، یعنی جریان عبوری از آن صفر است. یکی از دلایل بالا بردن ولتاژ افزایش سطح اختلاف پتانسیل بین نقاط است تا در صورت معیوب بودن عایق، آنرا بتوان شناسایی کرد.

همه دستگاه‌های تست مقاومت عایقی با اعمال ولتاژ DC این کار را انجام می‌دهند. دلیل اعمال ولتاژ DC و عدم بکار گیری ولتاژ AC به ماهیت ولتاژ مستقیم برمی گردد که تناوب در آن بینهایت و فرکانس آن صفر است، لذا میتوان بصورت مستقیم مقاومت را اندازه گیری نمود چرا که در حضور فرکانس ما با مقاومت‌های امپدانسی نیز مواجه می‌شویم.

در تست مقاومت عایقی ما به دنبال سنجش استقامت الکتریکی هستیم لذا انتظار ما اینست که هیچ مسیر جریانی وجود ندارد و ما با اعمال ولتاژ خواهان آنیم که یک مسیر جریانی (بسیار بسیار کوچک) در سطح ولتاژ شکست و یا جریان نشتی پدید آید و اندازه آن تعیین کننده سلامت عایق خواهد بود. دلیل دیگر استفاده از ولتاژ DC در دستگاههای سنجش مقاومت عایقی، جهت هم قطب نمودن دو قطبی‌های موجود در درون عایق هاست. هنگام اعمال ولتاژ به یک عایق ما دو جریان خواهیم داشت جریان حقیقی که از سطح و خود عایق عبور می‌کند و جریان دیگر همان جریان قطبیت مولکول‌ها و تشکیل دو قطبی‌ها خواهد بود و از آنجا که یک عایق در لحظه اول اعمال ولتاژ همانند یک خازن عمل می‌کند لذا در لحظه اول اعمال ولتاژ به این تجهیزات، موادی که ظرفیت خازنی کمتری دارند آسیب پذیر خواهند بود و جریان از آن‌ها عبور می‌کند تا زمانیکه این مواد عایق همانند خازن شارژ شده و بصورت مدار باز در آیند (به دلیل اعمال ولتاژ DC) و دیگر در آن‌ها جریانی بوجود نیاید. جهت اطمینان از زمان شارژ این مواد و بررسی بیشتر، زمان اعمال ولتاژ بیشتر شده و با بررسی نسبت آن‌ها به روند خوب یا بد بودن عایق پی می‌بریم.

تست مقاومت عایقی برحسب زمان یکی از رایج‌ترین و اساسی‌ترین تست تشخیص عایق‌های بزرگ است. در طول مدت انجام تست یعنی وقتی که دستگاه میگر را به تجهیز وصل نموده و استارت تست را می‌زنیم در واقع ولتاژ و جریان کوچک برقرار شده و در طول مدت تست، آن تجهیز در حال شارژ قرار می‌گیرد و جریان کوچکی در آن بوجود می‌آید. در ابتدا جریان زیاد و در ادامه جایی که ساختار عایق به حالت تعادل خود می‌رسد این جریان میرا می‌شود؛ و جریان دیگری که ما آنرا بعنوان جریان نشتی می‌شناسیم نیز برقرار است که توسط مواد ناخالص و یا رطوبت و یا فرسودگی عایق ایجاد می‌شود و یک جریان مدت دار خواهد بود. این تست که برای مواد عایق جامد انجام می‌شود به تست PI (اندیس یا اندیکس پلاریزاسیون - Polarization Index) معروف است که در آن ما دو مقدار مقاومت در زمانهای ۱۵ ثانیه و ۶۰ ثانیه و یا در موارد مشکوک‌تر در زمانهای ۱ دقیقه و ۱۰ دقیقه مقادیر را ثبت می‌نماییم. از تقسیم مقدار مقاومت در زمان دوم به زمان اول یک نتیجه عددی بدست می‌آید که مستقل از هر آیتم دیگری حتی دمای عایق خواهد بود.

یکی از مزایای این تست آنست که تکنسین می‌تواند یک منحنی و نمودار از کیفیت عایق را ترسیم نماید تا زمانیکه دستگاه سنجش ما به مقدار ثابتی برسد. برای ترانسفورماتورهای قدرت حاوی روغن شاید این تست خیلی مورد استناد نباشد چرا که این تست بیشتر در مواد جامد خود را نشان می‌دهد، اما برای ترانسهای قدرت روغنی زمان را در ۱۵ ثانیه و یک دقیقه سنجش می‌کنند. در مواد عایقی جامد بدلیل غیر سیال بودن آن‌ها ما دیگر شاهد عبور جریان جابجایی یا Convection نخواهیم بود که دائماً روغن را هم می‌زند و از میان نمونه‌های حاوی روغن مسیر را برای عبور جریان می‌سازد و موجب جلوگیری از ساختاری پایسته می‌شود که درست در نقطه مقابل با روش اجرایی تست PI خواهد بود.

جدول زیر مقادیر منتخب PI را نشان می‌دهد. (برای مواد عایقی جامد)

 

برای ترانسفورماتورهای قدرت دارای روغن مقادیر PI بزرگتر مساوی ۱. ۴ نیز قابل قبول می‌باشد. اما جهت نتیجه گیری تن‌ها به یک تست نمیتوان اکتفا نمود.

در دستگاههای میگر آنالوگ قدیمی که حتی به اهرم‌های ژنراتوری مجهز بودند و نیز در دستگاههای دیجیتال امروزی، ستینگ‌های ولتاژی قرار دارد تا با انتخاب و اعمال آن به عایق‌های مختلف میزان سلامت آن‌ها را بسنجیم.

در این میان ولتاژ اعمالی به عایق بستگی به خود عایق دارد که چه مقدار مقاومت عایقی از خود نشان می‌دهد و لزوماً در دو سر عایق همان ولتاژ ست شده نمی‌افتد. در عایق‌های نامطلوب ممکن است ولتاژ خروجی آن به صفر نزدیک شود، به همین خاطر در کاتالوگ دستگاه‌های تست عایقی، معمولا منحنی اعمال ولتاژ با نرخ مقاومت آن لحاظ می‌شود.

بطور مثال اگر برای یک سیم نمره 1.5 که برای مصارف عمومی بکار می‌رود بخواهیم مقاومت عایقی آنرا محاسبه کنیم نمی‌توانیم ولتاژ اعمالی را بروی ۱ کیلو ولت و یا بیشتر قرار دهیم چرا که عایق آن برای ولتاژی تا ۵۰۰ ولت ساخته شده است و در ولتاژهای بیشتر جواب مناسبی نخواهد داد و بدون توجه به این موضوع ممکن است به اشتباه فکر کنیم عایق آن صدمه دیده و یا معیوب است.

برای اینکه بفهمیم چه عددی برای یک عایق خوب است، متاسفانه در هیچ استانداردی درج نشده است بطور مثال فرض کنیم دو کابل ۲۰kv با مقاومت‌های عایقی ۱۰۰ مگا اهم و ۵۰۰ مگا اهم داریم، در اینجا نمی‌توان گفت که مقاومت عایقی کابل دوم نسبت به کابل اول مناسب بوده و از کابل اول استفاده نشود، چرا که هر دو کابل، مقاومت عایقی مطلوبی دارند. اما بطور تقریب و به تجربه استادکاران عنوان شده است که به ازای هر کیلوولت یک مگا اهم مقاومت عایقی مطلوب است.

تست عایقی یک نوع تست مقایسه‌ای است، یعنی اگر نتایج یک عایق از ابتدای نصب در دسترس باشد و بصورت پریودیک بتوان آن عایق را تحت مراقبت و تست قرار داد می‌توان میزان ضعیف شدن آنرا در سنوات بهره برداری مطالعه و بررسی نمود و میزان پیری عایقی را تحت نظر داشت.

دستگاههای تست می‌بایست بصورت سالیانه توسط دستگاههای تست مرجع کالیبره شوند تا حداقل خطا در اندازه گیری‌ها بوجود آید. نکته مهم در نگهداری این دستگاه‌ها شارژ صحیح باتری‌های آن و نگهداری درست از کابل‌ها و پراب‌های آن است چرا که هر خدشه و یا کثیفی و رطوبت بروی کابل‌های دستگاه موجب بروز خطای اندازه گیری خواهد شد.

 

 

منبع: وبلاگ کوچکسرایی