절연저항 측정

1. 절연 저항이란?

이상적인 절연은 전류가 흐르는 것을 허용하지 않습니다. 절연 물질 내의 원자는 서로 단단히 결합되어 있습니다. 따라서 재료에서 전자를 방출하기 어렵고 정상적인 상태에서는 절연체를 통해 전류가 흐르지 않습니다.

이상적인 절연을 통과하는 전류는 특정 전압에 대해 거의 전무합니다. 전압이 절연 강도보다 높거나 절연체의 항복 전압 이상으로 증가하면 전류가 절연체를 통해 흐르기 시작합니다. 절연체는 고장 상태라고합니다.

 

다양한 절연체는 서로 다른 항복 전압을 가지며 다른 시스템 전압에 대해 다양한 유형의 절연체가 사용됩니다.

IR 테스트는 절연 저항을 측정하기 위해 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 테스트입니다. 절연 저항 테스트는 테스트 중인 장치의 절연 저항을 측정합니다. IR 테스트에서 위상과 중성선은 함께 단락됩니다. 측정된 IR 값은 표준에 따라 지정된 IR 값보다 높아야 합니다.

 

재료의 절연 저항이 완벽하지 않습니다. 전압이 가해지면 약간의 전류가 시편을 통해 흐르기 시작합니다. 전류를 누설 전류라고 합니다. IR 값은 낮은 누설 전류를 얻기 위해 가능한 한 높아야 합니다. 누설 전류가 낮을수록 IR 값이 높아집니다.

 

 

 

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2. 절연 저항 시험을 수행하는 이유

절연 저항의 측정은 전기 시스템의 상태를 보장하는 데 매우 중요합니다. 절연체의 품질은 전기 장비의 안정적인 작동을 위해 가장 중요합니다.

단열재의 건강성을 보장하기 위해 절연 저항 테스트를 수행합니다. 절연성이 높을수록 전기 시스템이 안정적임을 나타냅니다. 절연 저항 테스터는 절연 저항 값을 측정하는 데 사용됩니다. 더 높은 절연 저항은 전기 시스템에 항상 바람직합니다.

 

절연 저항의 값은 노화와 온도에 따라 저하됩니다. 절연은 허용 한계 이상의 온도 상승으로 실패하기 쉽고, 절연 저항은 10에서 상승할 때마다 절반으로 감소합니다0C 온도. 절연 파괴 전에 조기 조치를 위해 절연 열화를 모니터링해야 합니다.

 

절연체의 품질을 판단하기 위해 절연 저항 테스트(IR 테스트), 유전 흡수율(DAR) 테스트, 편광 지수(PI) 테스트와 같은 테스트를 수행합니다. 허용 값에서 절연 저항이 변동되는 경우 사전에 필요한 예방 조치를 취해야 합니다.

 

 

 

 

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3. 단열 품질 저하의 원인

절연체의 표면이 표면에 수분을 가두거나 표면에 먼지가 있으면 절연체의 품질이 저하됩니다. 절연 저항은 극한의 온도 및/또는 화학적 오염이 있는 혹독한 설치 환경에서 낮아집니다. 이 모든 것이 절연 저항의 저하를 일으킵니다.

 

• 전기적 스트레스: 과전압 및 저전압은 절연 시스템에 응력을 유발합니다.
• 기계적 스트레스: 잦은 시동 및 차단 시퀀스로 인해 도체를 통해 높은 전류가 흐릅니다. 높은 전류는 도체의 가열을 유발하고 절연 저항을 낮춥니다.
• 화학적 응력: 오일, 부식성 증기 및 먼지와 같은 화학 물질의 근접성은 재료의 절연 성능에 영향을 미칩니다.
• 온도 변화와 관련된 응력: 잦은 시작 및 정지는 도체의 정격 전체 부하 전류보다 높은 증가된 전류로 인해 온도가 상승합니다. 온도 변화는 절연 저항을 낮춥니다.
• 환경 오염은 단열재의 노화 가속화를 유발합니다.

정기적인 청소는 절연체의 안정적인 작동을 위한 전제 조건입니다.

절연체에 대한 또 다른 중요한 사실은 음의 온도 계수를 가지고 있다는 것입니다. 절연체의 저항 값은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 전기 기계의 온도, 버스 바 온도 또는 전기 패널 온도의 상승은 절연체의 고장으로 이어집니다.

 

온도 상승이 허용 한계를 초과하는 경우 장비를 격리해야 합니다. 예를 들어, 모터가 높은 권선 온도로 트립되면 모터를 다시 시동하지 말고 온도가 허용 한계까지 떨어질 때까지 잠시 기다려야 합니다.

 

도체 주변에는 절연체가 있습니다.

 

 

 

절연체의 고장은 합선의 원인이 되며 화재 위험 및 감전의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 단열재의 건강을 보장하는 것이 필수적입니다.

 

 

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4. 절연 저항 측정 방법

절연 테스터 또는 Megger는 절연 저항을 측정할 수 있는 기기입니다.  절연 저항 측정을 위해 다음 기기를 사용합니다.

• 직접 지시 저항계(수동 DC 발전기 포함)
• 모터로 작동되는 DC 발전기가 있는 직접 표시 옴 미터 포함
• DC 배터리가 있는 직접 표시 저항계
• 전파 정류기가 있는 직접 표시 옴 미터
• 검류계와 배터리가 있는 저항 브리지 회로

 

절연 저항을 측정하기 위해 DC 전압을 사용합니다. 수동 구동 DC 발전기 또는 전동 DC 발전기로 DC 전압을 생성할 수 있습니다. 절연은 커패시터 역할을합니다. 커패시터는 절연 품질이 양호한 경우 DC를 차단합니다. 누설 전류가 절연체를 통해 흐르면 절연체의 품질이 좋지 않음을 나타냅니다.

 

절연 테스터는 DC 전압을 생성하며 절연 시스템의 전압에 따라 DC 전압의 크기를 선택할 수 있습니다. 단열재를 통해 흐르는 전류는 단열재가 좋은지 나쁜지를 나타냅니다.

 

 

 

절연 테스터에서 L로 표시된 양극 리드를 도체에 연결하고 E로 표시된 음극 리드를 절연체 표면에 연결합니다. 따라서 DC 전압은 도체의 전도성 및 접지 부분에 적용됩니다. 전압을 V로 하고 절연체를 통해 흐르는 전류를 I로 합니다.

 

 

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5. 절연 저항 공식

옴의 법칙에 따르면

 

 

 

인가 전압이 500볼트이고 저항을 통과하는 전류가 10마이크로암페어이면 절연 저항은 다음과 같습니다.

 

도체와 절연체에 일정한 DC 전압을 적용하면 끌어오는 전류는 세 가지 전류 요소의 합입니다.

 

1. 충전 전류
2. 흡수 전류
3. 누설 전류

 

처음에는 충전 및 흡수 전류가 높고 매우 빠르게 감쇠합니다. 절연 테스터는 충전 전류가 높기 때문에 시작 시 절연 저항이 낮다는 것을 읽습니다.

 

 

 

 

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DC 전압을 인가한 직후 IR 테스트 값을 취하면 정확한 IR 값이 제공되지 않습니다. 따라서 절연 저항 테스트를 위해 최소 1분 동안 일정한 DC 전압을 적용해야 합니다.

 

 

 

1분 또는 1분 미만 동안 DC 전압을 적용하면 테스트 결과가 정확하지 않을 수 있지만 절연 상태를 합리적으로 나타냅니다. 이 검사는 단시간 또는 스폿 판독 검사로 알려져 있습니다.

 

 

IR 테스트 중에는 도체와 절연체 사이에 전하가 축적됩니다. IR 테스트 후 도체를 만지면 저장된 전하가 인체를 통과하는 경로를 찾아 감전의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 저장된 충전 에너지는 도체를 지구 전위에 연결하여 IR 테스트 후 방전되어야 합니다.

 

1 메가 옴 규칙은 절연 저항의 허용 하한을 설정합니다. 1메가옴 규칙은 작동 전압 1000볼트당 약 1메가옴 저항이 있다고 명시하고 있습니다.

장비의 정격이 6600볼트인 경우 최소 절연 저항 값은 6600/1000=6.6메가옴이어야 합니다.

 

절연 저항은 온도와 습도에 따라 변합니다. 따라서 IR의 스폿 판독은 올바른 절연 저항 값을 제공하지 않습니다.

 

장비 전압 등급 VS. IR 시험 전압

일상적인 유지 보수에 일반적으로 사용되는 DC 테스트 전압은 다음과 같습니다.