Verdt å vite om isolasjonstest

Alle elektriske installasjoner og maskiner må til enhver tid, og under alle forhold, opprettholde en viss isolasjonsmotstand for å sikre både elektrisk sikkerhet og driftssikkerhet. Isolasjonsmaterialer brytes imidlertid ned over tid som følge av blant annet elektrisk, mekanisk, kjemisk og termisk belastning. Det finnes derfor ingen garanti for at isolasjonsmotstanden som måles i dag, er den samme i morgen.

Å utføre en isolasjonstest, og selve isolasjonstesteren, omtales noen ganger feilaktig som å «megge» med en «Megger». Begrepene stammer fra det engelske uttrykket Meg-ohm meter, altså en måler for megaohm, siden isolasjonsmotstand vanligvis måles i megaohm (MΩ).

Isolasjonstest er en obligatorisk test som må utføres før en elektrisk installasjon settes i drift. Formålet er å avdekke feil i isolasjonsmaterialet som kan ha oppstått under produksjon, transport eller installasjon.

Hvis den forankoblede jordfeilbryteren (for eksempel en HPFI-bryter) eller hovedbryteren kobles ut, kan gruppebryterne forbli innkoblet, og hele tavlen kan testes samtidig. Bare dersom det oppdages feil, er det nødvendig å teste én kurs om gangen.

Hvis det ikke er mulig å koble fra alle belastninger før test, eller dersom man er usikker, vil kortslutning av de spenningsførende lederne også beskytte mot at en potensielt ødeleggende testspenning påføres utstyr, for eksempel mellom fase og nøytral. Merk at en feil i installasjonen ellers kan føre til dette scenarioet selv om tilkoblingen ved målepunktet er korrekt utført. Derfor bør kortslutter alltid brukes.

Mange elektroniske belastninger har en tyristorbasert jordbeskyttelse som ikke kan omgås. Ved isolasjonstest vil tyristoren ofte lede teststrømmen til jord. Resultatet blir da en målt isolasjonsmotstand nær 0 Ω, selv om installasjonen er feilfri. I slike tilfeller må belastningene kobles fra før testen kan gjennomføres.

Ved en isolasjonsfeil vil det flyte en lekkasjestrøm. Isolasjonstesteren måler den påførte spenningen og eventuell lekkasjestrøm. Isolasjonsmotstanden beregnes deretter enkelt ved hjelp av Ohms lov.

Ulike scenarier

Test av installasjonskabler

Installasjonskabler testes vanligvis med ett enkelt måleskudd. Etter millisekunder til få sekunder oppnås en stabil verdi.

Installasjonen har liten kapasitet, og det gir derfor ingen mening å analysere resultatene med metoder som PI, DAR eller DD. Resultatet leses ganske enkelt av etter noen sekunder, for eksempel som:

• 0,0 MΩ
• 999 MΩ

Resultatet tolkes umiddelbart som enten «ikke OK» eller «OK».

Dette er den typen isolasjonstest som elektrikere normalt utfører i boliger, kontorbygg og industribygg.

Test av installasjoner med høy kapasitet og absorpsjon

Installasjoner med høy kapasitet og absorpsjon trekker strøm i en periode etter at prøvespenningen er påført. Denne strømmen brukes til å bygge opp en ladning i installasjonen og er ikke en lekkasjestrøm.

Derfor kan det ta alt fra sekunder til timer før en stabil verdi oppnås. I slike installasjoner er analysemetoder som PI, DAR og DD nyttige.

Eksempler:

• Lange distribusjonskabler
• Store motorer
• Generatorviklinger

Installasjonen må først gjøres spenningsløs, og eventuelle kondensatorer må utlades. Merk at for eksempel lange forsyningskabler kan ha en svært høy kapasitet. Dette er også grunnen til at det er viktig å velge en isolasjonstester med automatisk utladning etter test dersom den skal brukes til testing av større installasjoner. Ellers kan man risikere å stå med en spenningsløs kabel som etter testen er ladet opp med potensielt livsfarlig energi.

Temperaturens betydning

Temperaturen kan påvirke isolasjonsmotstanden betydelig.

Spesielt ved forebyggende vedlikehold, hvor målinger sammenlignes over flere år, er det viktig å teste under mest mulig like forhold.

En tommelfingerregel er at:

• En temperaturøkning på 10 °C i motorviklinger halverer isolasjonsmotstanden.
• En temperatursenkning på 10 °C dobler isolasjonsmotstanden.

Som utgangspunkt er temperaturen irrelevant i mange tilfeller, for eksempel ved en ny boliginstallasjon, ettersom isolasjonsmotstanden ofte er langt høyere enn instrumentet kan måle, og dermed ligger svært langt over grenseverdien.

I tillegg kan fukt og kondens på isolasjonsmaterialet påvirke isolasjonsmotstanden, avhengig av forurensningsgraden – altså mengden og typen tilsmussing på isolasjonsmaterialet.

Isolasjonstest kan utføres på flere måter, og ofte brukes en kombinasjon av metodene for å få et korrekt bilde av isolasjonens tilstand.

Kjært barn har mange navn, og det de fleste elektrikere forbinder med isolasjonstest, er en «hurtigtest» der mindre installasjonskabler påtrykkes en målespenning og verdien avleses umiddelbart.

Resultatet vises ofte som for eksempel «>999 MΩ» eller «OL» (utenfor måleområdet), fordi isolasjonsmotstanden er langt høyere enn det instrumentet kan måle, og dermed ligger godt og sikkert over grenseverdien.

Mindre instrumenter med prøvespenninger opptil 1000 V viser vanligvis kun verdien for isolasjonsmotstanden. Det finnes imidlertid instrumenter for alle spenningsnivåer som i tillegg kan vise for eksempel lekkasjestrøm, aktuell prøvespenning og ulike analysefunksjoner, slik det beskrives videre.

Begge metodene er basert på endringen i isolasjonsmotstanden som funksjon av tiden under testen. Resultatene påvirkes ikke nevneverdig av temperatur, med mindre temperaturen endrer seg under selve testen, og er derfor godt egnet til forebyggende vedlikehold, hvor utviklingen fra for eksempel år til år enkelt kan følges, selv under varierende ytre forhold. Merk at verdiene kan noteres og beregnes manuelt, men mange isolasjonstestere har innebygde analysemetoder. Metodene egner seg godt for testing av faststoffisolasjon som kabler og motorer. De er derimot ikke egnet for eksempelvis oljenedsenkede transformatorviklinger.

Dersom isolasjonsmaterialet er i god stand, vil lekkasjestrømmen være lav, og målingen vil hovedsakelig påvirkes av den kapasitive oppladningen samt dielektrisk absorpsjon. Måleverdien [Ω] vil øke gjennom målingens varighet, fordi disse «ladestrømmene» avtar etter hvert som installasjonen lades opp. Hvis isolasjonsmaterialet derimot er i dårlig stand, vil lekkasjestrømmen være konstant høy og ikke avtagende, noe som vil gi utslag i forholdet mellom motstandsverdiene som funksjon av tiden.

PI refererer til absorpsjonsstrømmen, også kalt «den langvarige ladestrømmen». Når installasjonen påtrykkes en DC-prøvespenning, orienterer atomene i isolasjonsmaterialet seg i en bestemt retning, noe som fører til at en liten strøm flyter. Installasjonen testes i 10 minutter, og en avlesning av isolasjonsmotstanden noteres (eventuelt automatisk) etter 1 og 10 minutter. Forholdet mellom resultatet etter 10 minutter og resultatet etter 1 minutt gir PI-verdien.

Det bør bemerkes at variasjoner i PI-verdiene kan forekomme, og erfaringsverdier bør derfor innhentes for den aktuelle installasjonen. Tabellen nedenfor bør derfor kun betraktes som et eksempel. Fra IEEE43-2000-anbefalingen for roterende maskiner:

For installasjoner med isolasjonstyper som har lav absorpsjon og rask polarisering, kan en test på 60 sekunder være tilstrekkelig. Også her bør verdiene betraktes som veiledende, og erfaringsverdier bør innhentes.

Dielektrisk utlading (DD) kalles også reabsorpsjonstest og utføres ved måling av strømmen under dielektrisk utlading (DD – Dielectric Discharge). I motsetning til PI- og DAR-testene, som kan påvirkes av en faktisk lekkasjestrøm, måler DD-testen depolariseringsstrømmen som oppstår når atomene i isolasjonsmaterialet vender tilbake til sin naturlige, tilfeldige orden, samt den kapasitive utladingen etter testen.

Installasjonen testes til en stabil verdi oppnås, det vil si at kun en eventuell lekkasjestrøm er til stede. Prøvespenningen fjernes deretter fra testobjektet uten at isolasjonstesteren kobles fra, og utladestrømmen som deretter flyter måles automatisk av instrumentet. Strømmen består både av kapasitiv strøm og polarisasjonsstrøm.

DD-testen kan bidra til å identifisere for eksempel defekte lag i flerlags isolasjonsmaterialer, som ikke nødvendigvis avdekkes ved vanlige isolasjonstester eller de tidsavhengige testene PI og DAR. Homogen isolasjon, altså enkeltlags isolasjon, vil ha en DD-verdi nær 0, mens flerlags isolasjonsmaterialer kan ha en DD-verdi opp til 2. Også her bør verdiene betraktes som veiledende, og erfaringsverdier bør innhentes.

Mens fukt, forurensning og kjemisk påvirkning av isolasjonsmaterialet vanligvis avdekkes ved tidsbaserte tester som PI og DAR, kan mekanisk og aldersrelatert nedbrytning – for eksempel oppsprekking eller krakelering – bli oversett ved slike tester.

I slike tilfeller benyttes spenningsbaserte tester, der prøvespenningen gradvis økes til det oppstår et gjennomslag, for eksempel gjennom en sprekk i isolasjonsmaterialet.

I stedet for en stabil isolasjonsmotstand ved den stadig økende prøvespenningen, vil kurven på et tidspunkt «knekke», og isolasjonsmotstanden vil falle drastisk.

Ved trappetest økes spenningen trinnvis til testen er fullført eller til gjennomslag oppstår.

Metoden brukes til å finne det svakeste punktet i isolasjonen.

Mange isolasjonstestere fra 5 kV og oppover har automatisk trappetest med programmerbare spenningsnivåer og tidsintervaller.

Dette er særlig nyttig ved testing av store motorer og generatorer, hvor testene kan vare i mange minutter eller timer.

Mens trappetestens spenningstrinn er grovt inndelt, for eksempel 5 trinn à 1000 V fra 1000 til 5000 V prøvespenning, som illustrert i figurene over, gir høykvalitetsinstrumenter mulighet for rampetest.

Rampetest øker testspenningen i en jevn stigning, i motsetning til trappetestens øyeblikkelige og vesentlige økning mellom trinnene.

Det gir mulighet for en langt mer detaljert analyse av isolasjonsmotstandens respons på prøvespenningen.

Det gir dessuten den fordelen ved test av en begynnende nedbrutt isolasjon at testen automatisk kan avbrytes nettopp når isolasjonsmotstanden faller drastisk, og dermed kan destruktivt gjennomslag ofte unngås.

Det vil si at installasjonen kan feilmeldes, men kan fungere frem til planlagt vedlikehold, da isolasjonen ikke nødvendigvis er «slått i stykker» av en høy prøvespenning.

Ved måling av svært høye isolasjonsmotstander, typisk i GΩ-området, kan nøyaktigheten påvirkes av små overflatestrømmer som følger fuktighet og forurensning på isolasjonens overflate.

Disse strømmenes påvirkning kan elimineres ved å koble til en guard-ledning (skjermterminal).

Se vårt komplette utvalg av isolasjonstestere på vår hjemmeside. Vi tilbyr instrumenter fra flere anerkjente produsenter med fokus på sikkerhet og profesjonell funksjonalitet – fra enkle analoge instrumenter til avanserte digitale analyseinstrumenter.

Tilgjengelige testspenninger fra 10 V til 15 kV.

Kontakt oss gjerne dersom du har spørsmål.