Auswahl eines Isolationswiderstandsmessgeräts

05-14-2019 | Isolationsmessgeräte
Prüfen des Isolationswiderstands

Stehen Sie vor der Wahl des passenden Isolationswiderstandsmessgeräts? Sie sind sich nicht sicher, welches Modell, welche Funktionen oder welche Ausgangs-Prüfspannung erforderlich ist?

Welches Isolationswiderstandsmessgerät sich für die Anwendung am besten eignet, erfahren Sie, indem Sie sechs Bereiche untersuchen. Berücksichtigen Sie die zu testenden Geräte, die Anforderungen an die Prüfspannung, die Prüfumgebung, andere mögliche Verwendungen, den Erfahrungsgrad derjenigen, die das Prüfgerät verwenden, sowie die Messsicherheitsfunktionen des Isolationswiderstandsmessgeräts.

Zu prüfende Geräte

Erstellen Sie zunächst eine Liste der Geräte, für die voraussichtlich eine Messung des Isolationswiderstands erforderlich ist. Notieren Sie die Nennspannung (auf dem Typenschild des Geräts) und die ungefähre Anzahl der Isolationswiderstandsprüfungen, die Sie pro Jahr durchführen möchten. Mithilfe der Nennspannung können Sie einfacher feststellen, welche Prüfspannung des Messgeräts erforderlich ist. Die geschätzte jährliche Anzahl an Isolationswiderstandsprüfungen kann überraschend sein. Je mehr Prüfungen durchgeführt werden, desto wichtiger werden Qualität, Haltbarkeit und Bedieneigenschaften des Messinstruments.

Anforderungen an die Prüfspannung

Die Ausgangs-Prüfspannung am Gerät sollte auf den Empfehlungen des Herstellers zur Prüfspannung des Isolationswiderstands bei Gleichstrom beruhen. Wenn keine Prüfspannung angegeben ist, richten Sie sich nach den branchenüblichen Empfehlungen. Entsprechende Empfehlungen können Sie der Tabelle der NETA (InterNational Electrical Testing Association)entnehmen. Achten Sie darauf, dass das gewählte Isolationswiderstandsmessgerät die erforderliche Ausgangsprüfspannung liefern kann. Nicht alle Isolationsmessgeräte sind gleich: Einige liefern nur bis zu 1000 VDC, andere bis zu 5000 VDC Prüfspannung oder mehr.

Prüfspannungen und Mindestisolationswiderstände

Prüfumgebung und weitere Verwendungsmöglichkeiten

Die Berücksichtigung der Prüfumgebung und andere Verwendungsmöglichkeiten des Isolationswiderstandsmessgeräts hilft bei der Auswahl zusätzlicher Funktionen. Die Möglichkeit, ein Instrument für Isolationswiderstandsprüfungen und als Standard- Digitalmultimeter (DMM) zu verwenden, ist meist besonders praktisch. Da alle Stromkreise und Anlagen auf Spannungsfreiheit überprüft werden müssen, bevor ein Isolationsmessgerät an die Anlage angeschlossen wird, ist es oftmals nicht zweckmäßig, sowohl ein Digitalmultimeter zur Spannungsmessung als auch ein Isolationsmessgerät zu mehreren Messorten mitzunehmen.

Stellen Sie sich im Hinblick auf die Prüfumgebung folgende Fragen: „Wird das Isolationswiderstandsmessgerät für die Fehlersuche und/oder die vorbeugende Instandhaltung verwendet?“ „Wo soll das Messgerät verwendet werden – nur in der Werkstatt oder in einem Industriebetrieb?“ Einige Isolationsmessgeräte sind relativ groß und schwer zu transportieren, während andere wesentlich mobiler sind.

HLK-Techniker prüfen nicht nur auf fehlerhafte Isolierungen, sondern auch auf offene Sicherungen und ausgefallene Kondensatoren. Techniker, die häufig Spannungsmessungen, Kondensatorprüfungen, Temperaturmessungen und Isolationswiderstandsprüfungen durchführen, bevorzugen ein Messgerät, das über alle diese Funktionen gleichzeitig verfügt. Solche Prüfgeräte sind erhältlich.

Berücksichtigen Sie auch die Funktionen, die je nach Typ der Isolationswiderstandsprüfung erforderlich sind. Vielleicht fragen Sie sich: „Warum muss man sich überhaupt ein Isolationswiderstandsmessgerät kaufen, wenn nur eine einfache Isolationsprüfung erforderlich ist, da der Widerstand auch mit einem Standard-Multimeter gemessen werden kann?“ Um diese Frage zu beantworten und besser zu verstehen, welche Funktionen ein Isolationswiderstandsmessgerät haben muss, müssen Sie wissen, was beim Vorgang der Isolationswiderstandsmessung geschieht und was mit der Prüfung erreicht werden soll.

Der Zweck der Isolationswiderstandsprüfung

Die Messung des Isolationswiderstands dient der qualitativen Bewertung des Zustands der Isolierung von Leitern und der Isolierung im Inneren verschiedener elektrischer Anlagen. Wenn die Isolationswiderstandsprüfung beginnt, legen Sie eine Gleichspannung an den Leiter oder das zu prüfende Gerät an. Ein Strom fließt aus dem Messgerät in den Leiter und lädt die Isolierung auf. Dieser Strom wird kapazitiver Ladestrom genannt und kann auf der Anzeige des Messgeräts abgelesen werden.

Wenn sich der Ladestrom aufbaut, wird auf der Anzeige des Messgeräts ein niedriger Widerstandswert angezeigt. Sie können sich dies wie Elektronen vorstellen, die in einen Fluss versetzt werden und in der Isolierung selbst gespeichert werden. Je höher der Stromfluss aus dem Prüfsatz, desto niedriger der Megaohm-Messwert. Die Isolierung lädt sich schnell auf und die Messanzeige weist einen höheren Megaohm-Wert aus – sofern die Qualität der Isolierung gut ist.

Der zweite Stromfluss ist der Absorptions- oder Polarisationsstrom. Die Menge des Absorptionsstroms hängt von der Verunreinigung der Isolierung ab. Wenn beispielsweise in der Isolierung Feuchtigkeit vorhanden ist, ist der Absorptionsstrom hoch und es wird ein niedrigerer Widerstandswert angezeigt. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass sich dieser Absorptionsstrom langsamer aufbaut als der kapazitive Ladestrom. Wenn ein Isolationsmessgerät zu kurz verwendet wird, wird nur der kapazitive Ladestrom gemessen und Verunreinigungen in der Isolierung werden nicht erkannt.

Der Strom, der durch eine beschädigte Isolierung fließt und in die nicht stromführenden Metallkomponenten eindringt, wird als Leckstrom bezeichnet. Dieser Strom wird meist bei einer Isolationswiderstandsprüfung berücksichtigt. Für eine präzisere Fehlersuche und Instandhaltung sind der Absorptionsstrom und der Polarisationsstrom jedoch mit zu berücksichtigen. Manche Isolationsmessgeräte können programmiert werden, sodass die Messungen unter Einbeziehung aller benötigten Stromstärkewerte durchgeführt werden können.

Messung des Polarisationsstroms

Da sich der Polarisationsstrom langsamer aufbaut, muss das Isolationswiderstandsmessgerät über längere Zeit laufen. Der Industriestandard für diesen Test beträgt zehn Minuten. Um die Verunreinigung und den Gesamtzustand der Isolierung zu bestimmen, lesen Sie einen Messwert auf einem Isolationswiderstandsmessgerät nach einer Minute und nach zehn Minuten einen weiteren Messwert aus. Wenn man den Messwert nach zehn Minuten durch den Messwert nach einer Minute teilt, erhält man den Polarisationsindex. Im Rahmen des Routine-Instandhaltungsprogramms sind sowohl Punktmesswerte und Polarisationsindex-Werte zu erfassen. Vergleichen Sie immer die neuesten Messwerte mit den vorherigen Messwerten. Der Polarisationsindex sollte nie unter 1,0 liegen.

Messen von Ableitströmen

Alle Isolationsmessgeräte zeigen den Leckstrom und die Informationen an, die zur Berechnung des Verschmutzungsgrades in der Isolierung erforderlich sind. Für Industrieumgebungen empfehlen sich jedoch solche Geräte, die diese Daten automatisch erfassen. Sie erhalten den Leckstromwert, indem Sie die Prüfspannung an die zu prüfende Komponente anlegen und dann nach einer Minute einen Widerstandsmesswert ablesen. Wir nennen dies auch oft den Stichpunkttest. Beim Stichpunkttest können sich kapazitive Ströme stabilisieren. Er ist der Industriestandard zur Bestimmung von Leckstrom durch Isolierungen. Der Mindest-Isolationswiderstandswert in Megaohm sollte auf dem Stichpunkttest basieren.

Praxiserfahrung

Ein Messgerät kann immer nur so gut sein wie das Wissen und die Erfahrung der Person, die es verwendet und die Messwerte interpretiert. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Isolationswiderstandsmessgeräts auch immer die Kompetenz der Personen, die die Isolationswiderstandsmessungen durchführen. Einfachheit und Funktionseinschränkungen sollten ebenfalls bedacht werden, wenn Anwendungsanforderungen und Erfahrungsgrad sehr gering sind. Schulungen zum Thema Isolationswiderstand müssen gar nicht umfangreich sein. Für diesen Zweck stehen Handbücher des Herstellers und einführende Texte zur Verfügung. Für unerfahrenes Personal kann sich ein Training zur ordnungsgemäßen und sicheren Verwendung von Isolationsmessgeräten direkt am Arbeitsplatz anbieten. Achten Sie darauf, dass das erworbene Isolationswiderstandsmessgerät die Anwendungsanforderungen für Prüfspannungen und andere Funktionen erfüllt. Schulen Sie dann die Personen entsprechend, die die Messungen durchführen.

Sicherheit

Sicherheit ist bei der Prüfung und Fehlersuche von essentieller Bedeutung. Da das Isolationswiderstandsmessgerät eine signifikante Gleichspannung erzeugt, kann es niemals an einen spannungsführenden Schaltkreis angeschlossen werden. Die Ausgangsspannung des Isolationsmessgerätes kann zudem Elektronikschaltungen zerstören. Schließen Sie niemals ein Isolationswiderstandsmessgerät an elektronische Stromversorgungen, SPSs, VSDs, USV-Systeme, Akku-Ladegeräte oder andere Halbleitergeräte an. Bei manchen Isolationsmessgeräten wird der Techniker durch ein integriertes Warnsystem gewarnt, wenn ein Stromkreis nicht spannungsfrei ist.

Isolationsmessgeräte müssen wie alle Messgeräte für das Anwendungsgebiet und die Betriebsumgebung geeignet und durch ein anerkanntes Prüflabor geprüft worden sein. Soll das Isolationsmessgerät auch als Multimeter eingesetzt werden, muss es der erforderlichen Überspannungskategorie entsprechen. Messleitungen müssen haltbar sein, der Überspannungskategorie entsprechen und geprüft sein.

Die Isolierung kann noch einige Zeit nach Abschluss der Isolationswiderstandsprüfung eine signifikante Stromladung führen. Die meisten Prüfgeräte leiten die Ladung der Isolierung nach Abschluss des Tests automatisch ab, andere nicht. Bei der Auswahl eines Isolationswiderstandsmessgeräts ist ein wichtiger Punkt zu berücksichtigen. Einige Prüfgeräte zeigen sowohl Spannungspegel als auch Isolationswiderstandswerte an. An solchen Prüfgeräten lässt sich der Spannungsabfall auf Null nach Abschaltung der Ausgangsspannung ablesen. Einige Hersteller empfehlen, die Verbindung zwischen Isolationswiderstandsmessgerät und dem Schaltkreis oder der zu prüfenden Komponente nach Abschluss des Tests um das Vierfache der Testdauer aufrechtzuerhalten, um eine sichere Entladung gewährleisten zu können. Die meisten Techniker erden den zu prüfenden Schaltkreis, nachdem der Test abgeschlossen wurde, um sicherzugehen, dass die Isolierung entladen wurde. Prüfen Sie bei der Auswahl eines Isolationswiderstandsmessgeräts sorgfältig die Selbstentladungsfunktion.

Übersicht

Durch die Auswahl des richtigen Isolationswiderstandsmessgeräts lässt sich die Effizienz bei der Fehlersuche und die Genauigkeit und Vollständigkeit von Instandhaltungsdatensätzen im Laufe der Zeit erhöhen. Legen Sie eine Liste der Anlagen an, bei denen Isolationswiderstände gemessen werden müssen, ermitteln Sie die für diese Anlagen und die dort vorkommenden Isolierungen benötigten Prüfspannungen, verschaffen Sie sich Klarheit über die Prüfumgebung, denken Sie gründlich über eventuell notwendige Sonderfunktionen nach, verschaffen Sie sich einen Überblick über die Praxiserfahrung der Techniker sowie über die Sicherheitsfunktionen des Messgerätes. Ein Isolationswiderstandsmessgerät ist für HLK-Techniker ein wertvolles Hilfsmittel, allerdings nur, wenn das Messgerät für die jeweiligen Isolationswiderstandsmessungen geeignet ist!

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