Messungen zur vorbeugenden Wartung hochwertiger Anlagen

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1 APPLIKATIONSHINWEIS - METRISO 00D-PI Messungen zur vorbeugenden Wartung hochwertiger Anlagen Die Isolationswiderstandsmessung im allgemeinen ist sehr aussagekräftig und wirkungsvoll. Dies hat zur Folge, dass sie die weltweit verbreitetste und am häufigsten angewandte Schutzmaßnahmenprüfung überhaupt ist. Bekannt sind natürlich vor allem die dafür verwendbaren Geräte, die nach der EN (VDE 0413) mit gängigen Messspannungen operieren, also V, 2V, 0V, 0V wie z.b. die breite Palette von METRISOs der Firma GOSSEN-METRAWATT. Die Prüfung der sgüte ist nicht nur für neue Installationen zu empfehlen, sie stellt auch ein aussagekräftiges Werkzeug für laufende Wartungsarbeiten dar und ermöglicht die frühzeitige Erkennung von schadhaften Leitungen noch bevor es zum Überschlag, zur Beschädigung bzw. Abschaltung oder zu einem Unfall an der Anlage kommt. Für solche Messungen empfiehlt sich das METRISO 00D-PI mit all seinen Messmöglichkeiten, die weit über das bisher aufgezeigte hinaus gehen. Prüfgeräte mit einer Messspannung von 00 V ermöglichen auch die Überprüfung der Isolation in Mittelspannungsanlagen. Auch wenn nicht regelmäßig Mittelspannungsanlagen getestet werden, sind diese Isolationsmessgeräte mit herausragenden Leistungsmerkmalen ausgestattet. Das Funktionsprinzip der Isolationsmessgeräte entspricht genau dem Ohmschen Gesetz, also: U=R*I oder R=U/I. Das Prüfgerät erzeugt eine vom Bediener gewählte Gleichspannung (V, 2V, 0V, 1kV oder höher), und misst den Ableitstrom, der vom Leiter durch die fließt. Aus diesen Werten wird dann der berechnet. Je besser die ist, desto niedriger ist der Ableitstrom, und desto größer ist der. Wenn z.b. 0 V angelegt werden und 1 ma fließt, wird: R = 1 M. Wenn nur ein Hundertstel des oben angegeben Ableitstroms ( A) fließt, wird: R = M. Die neuen Prüfgeräte zur Messung des Isolationswiderstands sind mikroprozessorgesteuert und batteriebetrieben. Sie sind präziser als die älteren, analogen Geräte. Aber viele Elektriker trauern den analogen Prüfgeräten nach. Sie sind ideal, wenn man schnell messen und Trends erkennen muss. METRISO 0A und vor allem das neue Zweihandgerät METRISO 23 erfüllen auch diese Wünsche auf ganz moderne Art. Alle Isolationsmessgeräte sind natürlich mit einer Batteriekontrolle ausgestattet, damit der Ladezustand überwacht werden kann. Außerdem sind zwei wichtige Sicherheitsfunktionen selbstverständlich: Prüfgeräte zur Messung des Isolationswiderstands sind zum Prüfen von Stromkreisen im spannungsfreien Zustand ausgelegt. Zeigt ein Metriso eine evtl. vorhandene Fremdspannung an, sind in einem solchen Fall weitere Messungen gesperrt. Restspannungen in Prüflingen werden nach Beendigung der Prüfung von allen Geräten automatisch angezeigt und entladen. P1/WoKu/ Seite 1 von 5

2 Isolationsmessgeräte sind unverzichtbar für die Durchführung von Erstprüfungen in neuen Installationen zur Überprüfung auf mögliche falsch verdrahtete Kabel und beschädigte en. Ohne diese Prüfung besteht das Risiko eines verdeckten Leiter- oder sogar Erdschlusses. Im Gegensatz zur einmaligen Erstprüfung einer Installation setzt vorbeugende Wartung eine ganze Reihe von Messungen voraus, die gespeichert und in regelmäßigen Zeitabständen verglichen werden sollten. Wie es auch oft bei den täglichen Dingen im Leben vorkommt, verändert sich die mit der Zeit und wird schlechter. Beeinflussungen durch die Umwelt oder Belastungen wie Überbeanspruchung und Überhitzung, Schwingungen, sehr hohe und sehr niedrige Temperaturen, Verschmutzung, Öl, chemische Verunreinigungen und Feuchte verursachen eine Verschlechterung des Isolationswiderstandes. Motoren sind besonders anfällig, weil sie oft unter rauen Bedingungen eingesetzt werden. Wiederkehrende Prüfung METRISO 00D-PI Prüfwert des Neugerätes sänderung bei Isolationsmessung Alterung der Motor neu gewickelt 0 in M 0 5 sbruch JAHR zwischen allen Wicklungen und dem (Masse) ist zu messen und zu dokumentieren Wiederkehrende Prüfung kann zur vorbeugenden Wartung eingesetzt werden, muss aber für Temperatur und Luftfeuchtigkeit korrigiert werden. Die wichtigste Anforderung bei Messungen, die zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden, liegt darin, dass die Prüfbedingungen Temperatur und Luftfeuchtigkeit ähnlich sein müssen, um brauchbare Vergleiche zu erhalten. Warum? Weil der bei zunehmender Temperatur und Luftfeuchtigkeit abfällt. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit können zum Zeitpunkt der Messung als Vergleichswert aufgezeichnet werden. Eine wichtige Größe für eine präzise Messung ist auch die Temperatur des eigentlichen Isolierstoffes. Deshalb sollten Messungen nicht bei starken Temperaturschwankungen ausgeführt werden bzw. sollte der Isolierstoff immer eine Zeitlang der gleichen Außentemperatur ausgesetzt sein bevor gemessen wird. Das neue METRISO 00D-PI verfügt über eine interne Zeitschaltuhr (Timer) für die Durchführung von Langzeitprüfungen zur Diagnose und vorbeugenden Wartung. Zeitgesteuerte Prüfungen führen Messungen im Laufe einer einzigen Testserie mit gleichbleibenden Bedingungen durch, wodurch Umwelteinflüsse weitestgehend ausgeblendet werden. Diese Prüfungen sind besonders nützlich für hoch kapazitive Geräte wie Motoren, Transformatoren, Generatoren und lange Kabel (zu den kapazitätsarmen Geräten gehören Schaltgeräte, kurze Kabel und Kleinmotoren). Man unterscheidet zwischen zwei Sorten von zeitgesteuerten Prüfungen: Langzeitprüfung und Prüfung mit steigender Spannung. P1/WoKu/ Seite 2 von 5

3 Langzeitprüfungen des Isolationswiderstandes Die Prüfspannung bleibt bei Langzeit-Prüfungen konstant, und der swert steigt mit der Zeit, wenn die in Ordnung ist. Das METRISO 00D-PI mit seiner internen Zeitschaltuhr misst, einmal gestartet, bei angelegter konstanter Prüfspannung ( V,..., 00 V) über eine Zeitdauer von bis zu Minuten. Für diese Art von Messungen sind allerdings Messzeiten von 30s, 60s, 1 Min. und Minuten typisch. Die gebräuchlichsten Langzeit-Prüfungen sind die dielektrische Absorptionsprüfung (DAR) und der Polarisationsindex (PI). Trotz der ungewöhnlichen Begriffe sind die Prüfungen mit dem METRISO 00D-PI sehr einfach durchführbar. Die dielektrische Absorptionsprüfung vergleicht die Verhältniszahl zwischen zwei Zeit/s-Werten, üblicherweise zwischen einem 60-Sekunden- und einem 30-Sekunden-Messwert. Je höher die Verhältniszahl liegt, desto besser ist die. In der Regel deuten Verhältniszahlen von mehr als 1,6 auf eine gute hin. Der Polarisationsindex ist identisch, aber hier wird nach einer Minute, und nochmals nach Minuten gemessen. Der -Minuten-swert wird durch den 1-Minuten-swert geteilt. Verhältniszahlen zwischen 2 und 4 deuten in der Regel auf eine gute hin. Neue Anlagen können nach dem Polarisationsindex geprüft werden, um einen Bezugswert zu ermitteln und der Test kann hinterher in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden, damit die ersten Anzeichen einer Störung erkannt werden können. Wenn die Verhältniszahl mit der Zeit abfällt, zersetzt sich entsprechend die. Es muss beachtet werden, dass der Polarisationsindex eine Verhältniszahl und keine absolute Messung ist. Eine Verhältniszahl auf der Basis von zwei Messwerten, die unter gleichen Bedingungen gewonnen werden, hebt die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsvariabeln auf. Diese Prüfungen können in kurzen Zeitabständen nicht 1:1 wiederholt werden die augenblicklich polarisierten Ladungsträger machen das unmöglich. Dielektrische Absorption METRISO 00D-PI sänderung über die Zeit 0 0 in M 5 Steigender = Gute Sinkender = Schlechte Zeit in Minuten zwischen allen Wicklungen und dem (Masse) ist zu messen und zu Bei der dielektrischen Absorptionsprüfung müssen mehrere Messungen über eine Zeitdauer von Minuten durchgeführt werden, aber Korrektur für Temperatur und Luftfeuchtigkeit ist nicht notwendig. P1/WoKu/ Seite 3 von 5

4 Prüfungen mit ansteigender Stufenspannung Während bei den oben beschriebenen Prüfungen eine konstante Prüfspannung über eine bestimmte Zeitdauer angelegt wird, wird bei der Prüfung mit ansteigender Spannung diese über eine bestimmte Zeitdauer angelegt (in der Regel in fünf Stufen mit einer Dauer von jeweils einer Minute). Das METRISO 00D-PI kann steigende Spannungsstufen mit individuell einstellbaren Zeitfenstern in allen Messbereichen erzeugen. In diesem Fall soll der swert nicht ansteigen: bei guter bleibt der gleich. Schlechte weist einen fallenden swert auf, und kann sogar durchschlagen. Als Faustregel kann man sagen, dass der gemessene swert um höchstens 25% variieren darf.. Jede Prüfung hat ihre Stärken. Der Polarisationsindextest ist gut geeignet für das Aufspüren von Feuchtigkeits- und Verschmutzungsproblemen. Unter solchen Bedingungen können Ableitströme über die Oberfläche der kriechen. Andererseits ist die Prüfung mit steigender Spannung besonders nützlich bei der Suche nach mechanischen Beschädigungen wie feinen Löchern oder Schäden in alter, spröder. Defekte können durch Überschläge verursacht werden, die erst bei höheren Spannungen entdeckt werden. Steigende Prüfspannung METRISO 00D-PI sänderung bei steigender Prüfspannung in M 5 1 Gleichbleibender = Gute Sinkender = Schlechte Spannung in kv zwischen allen Wicklungen und dem (Masse) ist zu messen und zu dokumentieren Prüfung mit steigender Spannung deckt bruchanfällige auf. P1/WoKu/ Seite 4 von 5

5 Guard (G) Ein wichtiges Detail ist noch zu ergänzen: Bei allen Messungen muss beachtet werden, dass bei hochohmigen Widerständen der Messstrom das Bestreben hat, den leichtesten Weg von einem zum anderen Pol zu nehmen. Besonders bei Wiederholungsprüfungen kann dieses Bestreben durch Verschmutzungen / Verunreinigungen auf der Oberfläche des Prüflings erleichtert werden. Deshalb ist in diesen Fällen der sog. Guardanschluss am METRISO 00D-PI wichtig. Angebracht am Prüfling - irgendwo zwischen den beiden Messspitzen - ist es seine Aufgabe, eben diese nicht durch das Dielektrikum fließenden Ströme zu messen und den angezeigten Messwert entsprechend zu korrigieren. Nachfolgendes Bild verdeutlicht diese Messanordnung sehr anschaulich: G Zusammenfassung Alle Metrisos können für die Durchführung von Kontrollen an neuen und modifizierten Installationen verwendet werden. Diese Prüfungen können in regelmäßigen Zeitabständen im Rahmen eines vorbeugenden Wartungsplans vorgenommen werden, um rechtzeitig mögliche Veränderungen der Isolation zu ermitteln. Es ist aber wichtig, bei jeder Messung auf möglichst konstante Luftfeuchtigkeit und Temperatur zu achten. Besonders das METRISO 00D-PI verfügt über Prüfmöglichkeiten mit steigender Spannung und zeitgesteuerten Prüfungen. Mit einem modernen 5 kv-isolationsmessgerät, wie z.b. dem METRISO 00D-PI, können nicht nur Mittelspannungsanlagen überprüft werden, Eine Zeitschaltuhr, ein Speicher und weitere wichtige Funktionen und Eigenschaften gehören zur Serienausstattung. Zeitgesteuerte Prüfungen können wichtige Informationen für Diagnose und vorbeugende Wartung liefern, auch bei schwankenden Temperaturen und Luftfeuchtigkeit. Das betrifft neben Kabeln natürlich auch Generatoren, Motoren, Transformatoren und weitere wichtige Investitionsgüter, deren regelmäßige und vorbeugende Wartung die Lebensdauer sowie Sicherheit und Betriebssicherheit erhöht und Betriebskosten senkt. P1/WoKu/ Seite 5 von 5