Đo điện trở cách điện máy biến áp

Đo điện trở cách điện máy biến áp 3 pha là một quy trình bảo dưỡng quan trọng mà bạn có thể thấy ở hầu hết các nhà máy, trung tâm thương mại, nhà xưởng… hoặc những nơi cần vận hành các máy móc lớn. Công việc này là vô cùng quan trọng và cần phải được làm định kỳ theo quý hoặc năm để đảm bảo an toàn cho máy biến áp và các nhân sự làm việc trong khu vực

Trong thực tế, việc đo điện trở cách điện máy biến áp 3 pha đòi hỏi sự hiểu biết về phương pháp đo và các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo, nếu bạn là một người mới đang tìm hiểu về cách đo thì đây chính là bài viết cơ bản nhất dành cho bạn

Lưu ý: việc đo điện trở cách điện của máy biến áp là một công việc nguy hiểm. Do đó, khi áp dụng vào thực tế bạn cần người có kinh nghiệm hỗ trợ, kiến thức trong bài viết chỉ là cơ bản nhất và còn có nhiều trường hợp khác lý thuyết có thể xảy ra trong thực tế

Tại sao cần đo cách điện máy biến áp?

Cách điện máy biến áp là một phép đo cơ bản được thực hiện ở hầu hết các nhà máy, khu công nghiệp hoặc những nơi cần vận hành máy móc lớn. Những nguyên nhân chính khiến 

Giúp an toàn cho máy móc và người vận hành: phép đo cách điện giúp xác định tính an toàn của máy biến áp. Quá trình kiểm tra có thể giúp nhân viên bảo trì nhận biết sớm khả năng vận hành của máy biến áp có đạt yêu cầu hay không? Có xảy ra lỗi rò rỉ điện? Hoặc các lỗi gây nguy hiểm cho người sử dụng và gây hư hỏng cho các thiết bị khác trong hệ thống điện không? 

Cải thiện độ tin cậy của máy móc: đo cách điện máy biến áp (1pha/3pha) giúp xác định độ tin cậy hoạt động của máy biến áp. Nếu khả năng cách điện của máy không đảm bảo, có thể xảy ra hiện tượng giảm áp, đứt gãy hoặc hỏng hóc trong quá trình hoạt động, gây ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của máy biến áp.

Phân tích lỗi, sự cố thiết bị: Đo cách điện cũng hữu ích trong việc phát hiện và phân tích sự cố trong máy biến áp. Nếu giá trị cách điện giữa các phần tử trong máy biến áp thay đổi hoặc giảm đi đáng kể, có thể cho thấy có sự cố xảy ra như rò rỉ điện, hở điện hoặc sự hư hỏng của vật liệu cách điện.

Mục đích bảo trì và sửa chữa: Đo cách điện máy biến áp thường được thực hiện trong quá trình bảo trì định kỳ và sửa chữa. Kết quả đo cách điện giúp xác định tình trạng của máy biến áp, từ đó quyết định liệu máy biến áp cần được bảo trì, sửa chữa hay thay thế.

Khi nào thực hiện kiểm tra điện trở cách điện máy biến áp

Có một số giai đoạn từ khi sản xuất đến khi thiết bị vận hành mà bạn cần phải thực hiện phép đo điện trở cách điện dưới đây là một số giai đoạn mà bạn cần thực hiện bài thử nghiệm

• Thử nghiệm cách điện các nguyên liệu thô lắp ráp máy biến áp ba pha/một pha tại thời điểm sản xuất
• Thử nghiệm trung gian trong quá trình sản xuất
• Thử nghiệm trong khâu kiểm tra chất lượng tại nhà máy sản xuất
• Thử nghiệm bàn giao sau khi lắp đặt tại chỗ tại nhà máy sử dụng
• Thử nghiệm lớp cách điện thông qua việc bảo trì trong quá trình sử dụng

Trong số đó, thử nghiệm chuyển giao và thử nghiệm phòng ngừa trong quá trình sử dụng là hai thử nghiệm quan trọng nhất. Thử nghiệm khi bàn giao không chỉ có tác dụng đánh giá cách điện tổng thể của máy biến áp mà nó còn cung cấp thông tin cơ bản cho việc kiểm tra phòng ngừa trong các hoạt động trong tương lai. 

Vì vậy, nhân viên hạ tầng phải đặc biệt chú ý đến tính chính xác, xác thực của việc nghiệm thu bàn giao trong quá trình xây dựng hạ tầng. Đồng thời, cần nắm rõ nội dung và nguyên lý thử nghiệm cách điện của máy biến áp trong thử nghiệm bàn giao.

Nguyên nhân gây ra hư hỏng cách điện máy biến áp 

Các hư hỏng của máy biến áp chủ yếu gây ra do sự cố điện tử và sự cố điện hóa, các lỗi gây ra của môi trường điện môi là nguyên nhân chính gây ra sự cố điện và sự cố điện hóa. Để tránh việc làm hỏng lớp cách điện, cần hạn chế việc sử dụng quá tải máy biến áp, bên cạnh đó là ngăn ngừa tình trạng đoản mạch.

• Các lỗi trong quá trình sản xuất: các lỗi về phần cấu tạo, thiết kế, vật liệu không phù hợp từ khâu thiết kế khiến lớp cách điện không được đảm bảo
• Vấn đề liên quan đến lắp ráp: trong quá trình lắp đặt máy biến áp các lỗi thủ công cũng có thể khiến việc lớp cách điện của máy biến áp không đảm bảo
• Vật liệu không đảm bảo: các loại vật liệu như kim loại, lớp điện môi đều có khả năng cách điện riêng biệt do đó cần chọn đúng loại vật liệu phù hợp để đảm bảo khả năng hoạt động ổn định, an toàn hơn
• Lỗi trong quá trình bảo quản, sử dụng: môi trường bảo quản và sử dụng đóng vai trò khá quan trọng có thể ảnh hưởng đến lớp cách điện của máy biến áp, môi trường quá ẩm hoặc tiếp xúc nhiều với nhiều hóa chất sẽ khiến thiết bị 
• Quá trình bảo dưỡng không đúng cách: bảo dưỡng không đúng cách cũng là nguyên nhân khiến thiết bị dễ bị hỏng hóc hơn, các nguyên nhân chính thường do lắp đặt không đúng cách, thay thế không đúng vật liệu, trầy xước khi bảo dưỡng..
• Quá tải bất thường: quá tải là nguyên nhân gây ra các lỗi nguy hiểm cho toàn bộ thiết bị điện chứ không chỉ riêng máy biến áp. Quá trình quá tải có thể khiến lớp cách điện ngày càng hao mòn và đến lúc bị hư hỏng
• Gỉ sét: các lớp sơn phủ bên ngoài đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho thiết bị hoạt động ổn định, chống nước và các yếu tố gây hư hỏng từ bên ngoài. Lớp sơn bị bong tróc khiến máy biến áp bị gỉ sét làm cho khả năng thiết bị dễ bị chập và hỏng lớp cách điện hơn
• Ngắn mạch: là sự cố có thể gây hư hỏng nghiêm trọng đến máy biến áp nói riêng và toàn bộ các dòng thiết bị điện nói chung
• Không được làm mát: trong quá trình hoạt động, máy biến áp sẽ tỏa ra một lượng nhiệt cao, hệ thống làm mát phù hợp là vô cùng cần thiết để máy có thể hoạt động ổn định
• Các lỗi không xác định khác

Khi nào cần kiểm tra định kỳ

Tất cả các thiết bị điện phải được bảo trì theo lịch trình để hoạt động lâu dài và không gặp sự cố. Chúng tôi đề nghị rằng tất cả các máy biến áp nên được làm sạch và kiểm tra tối thiểu hàng năm. Các thiết bị ở những vị trí bẩn hoặc khắc nghiệt cần được kiểm tra thường xuyên hơn tùy theo điều kiện xác định

Kiểm tra trực quan có thể được tiến hành sáu tháng một lần hoặc thường xuyên nếu cần. Tuy nhiên, đối với các thiết bị quan trọng như máy biến áp tăng áp máy phát điện, máy biến áp truyền tải và phân phối hoặc máy biến áp lò nung rất quan trọng cho hoạt động, nên lên lịch kiểm tra trực quan kỹ lưỡng thường xuyên hơn, lý tưởng nhất là ba tháng một lần.

Cách đo điện trở cách điện máy biến áp 3 pha?

https://www.scotech-electrical.com/info/how-to-measure-the-insulation-resistance-of-tr-85267313.html

Phương pháp 1: Thử nghiệm Megger (Megger Test)

Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để đo điện trở cách điện của máy biến áp là thử nghiệm Megger. Bằng cách sử dụng phương pháp Megger, chúng ta có thể đo điện trở cách điện của máy biến áp bằng cách tạo ra điện áp cao, dòng điện DC thấp trên vật liệu cách điện của máy biến áp. Điều này tạo ra một dòng điện nhỏ tạo điều kiện để thực hiện phép đo điện trở

Kết quả của bài kiểm tra Megger thường được biểu thị bằng megohm (MΩ). Giá trị điện trở cách điện chấp nhận được của máy biến áp thay đổi tùy theo định mức điện áp của máy biến áp. Một nguyên tắc nhỏ cần lưu ý là điện trở cách điện phải gấp ít nhất 100 lần điện áp hoạt động của máy biến áp.

Phương pháp 2: Kiểm tra chỉ số phân cực (Polarization Index Test)

Kiểm tra chỉ số phân cực (PI) là một phương pháp khác được sử dụng để đo điện trở cách điện của máy biến áp. Thử nghiệm PI được sử dụng để xác định tình trạng của hệ thống cách điện của máy biến áp và khả năng cung cấp sự an toàn và bảo vệ máy biến áp khỏi hư hỏng do sự cố điện.

Trong thử nghiệm này, điện trở cách điện được đo ở hai khoảng thời gian, thường là 10 phút và 1 phút. PI sau đó được tính bằng cách lấy tỷ số giữa điện trở cách điện đo được ở thời điểm 10 phút và điện trở cách điện đo được ở thời điểm 1 phút. Giá trị PI lớn hơn 2 cho thấy khả năng cách điện của máy biến áp ở tình trạng tốt.

Phương pháp 3: Kiểm tra điện áp bước (Step Voltage Test)

Kiểm tra điện áp bước là phương pháp đo điện trở cách điện của máy biến áp bằng cách đặt điện áp một chiều một chiều vào cuộn dây và đo dòng điện tổng hợp. Thử nghiệm này được sử dụng để đánh giá tình trạng cách điện của máy biến áp và có thể phát hiện bất kỳ điểm yếu nào trong hệ thống cách điện.

Trong quá trình kiểm tra điện áp bước, điện áp được gia tăng theo các bước xác định trước và đo dòng điện tạo ra. Điện trở cách điện sau đó được tính toán dựa trên dòng điện đo được ở mỗi bước. Kết quả của bài kiểm tra này rất phức tạp để đọc và giải thích. Do đó, tốt nhất nên giao cho các chuyên gia có kinh nghiệm để thực hiện phép đo này

Các bước kiểm tra điện trở cách điện máy biến áp

https://www.yourelectricalguide.com/2022/01/insulation-resistance-test-of-transformer.html?expand_article=1

Chuẩn bị

Bước 1: Cần đảm bảo không ngắt nối đất ra khỏi thùng và lõi máy biến áp, hãy kiểm tra và đảm bảo đường nối đất vẫn được liên kết 

Bước 2: Ngắt kết nối tất cả các kết nối điện áp cao, điện áp thấp và trung tính, thiết bị chống sét, hệ thống quạt, đồng hồ đo hoặc bất kỳ hệ thống điều khiển điện áp thấp nào được kết nối với cuộn dây máy biến áp.

Bước 3: Trước khi bắt đầu thử nghiệm, hãy nối tất cả các sứ xuyên điện áp cao lại với nhau, đảm bảo rằng các chân nối không có kim loại và các bộ phận nối đất. Đồng thời nối tất cả các ống lót điện áp thấp và trung tính lại với nhau, đảm bảo các ống nối không có kim loại và các bộ phận nối đất. 

Bước 4: Để thực hiện phép đo điện trở cách điện máy biến áp cần sử dụng Mê-gôm-mét có thang đo điện trở tối thiểu 20.000 MΩ. 

Bước 5: Các phép đo điện trở được thực hiện giữa mỗi cuộn dây và nối đất. Các cuộn dây muốn đo cách điện cần được ngắt nối đất

Bước 6: Việc đọc giá trị Mê-gôm-mét phải duy trì liên tục trong 1 phút và bắt đầu đọc các giá trị đo dưới đây

Thực hiện các số đọc sau đây đối với máy biến áp hai cuộn dây: 

• Cuộn dây điện áp cao đến cuộn dây điện áp thấp và nối đất. 
• Cuộn dây điện áp cao đến nối đất. 
• Cuộn dây điện áp thấp đến cuộn dây điện áp cao và nối đất. 
• Cuộn dây điện áp thấp nối đất. 
• Cuộn dây điện áp cao đến cuộn dây điện áp thấp.

Thực hiện các số đọc sau đây đối với máy biến áp ba cuộn dây: 

• Cuộn cao áp đến cuộn thấp áp, cuộn cấp ba, nối đất (H-LTG), được hiển thị trong Hình (a). 
• Cuộn cấp ba đến cao áp, thấp áp, mặt đất (T-HLG). 
• Cuộn thấp áp đến cao áp, cấp ba và mặt đất (L-HTG), được hiển thị trong Hình (b). 
• Cuộn cáo áp, thấp áp, cấp ba so với mặt đất (HLT-G). 
• Cao áp và cấp ba đến thấp áp và mặt đất (HT-LG), được hiển thị trong Hình (c). 
• Thấp áp và cấp ba đến cao và mặt đất (LT-HG). 
• Cao áp và thấp áp đến cấp ba và mặt đất (HL-TG).

Lưu ý khi thực hiện phép đo

• Các phép đo trên đồng hồ đo điện trở cách điện phải được ghi lại cùng với nhiệt độ thử nghiệm (°C). Các số đọc phải được hiệu chỉnh về 20°C bằng hệ số hiệu chỉnh. 
• Không thực hiện phép đo điện trở cách điện của cuộn dây máy biến áp khi không có chất lỏng trong máy biến áp vì giá trị điện trở cách điện trong không khí sẽ nhỏ hơn nhiều so với trong chất lỏng. 
• Ngoài ra, không thực hiện kiểm tra điện trở cách điện của máy biến áp khi nó ở trạng thái chân không vì có khả năng phóng điện xuống đất gây nguy hiểm cho người kiểm tra
• Các giá trị điện trở cách điện chấp nhận được đối với máy biến áp khô và máy biến áp chứa đầy hỗn hợp phải tương đương với giá trị của đông cơ xoay Loại A, mặc dù không có sẵn các giá trị tiêu chuẩn tối thiểu. 
• Các máy biến áp hoặc bộ điều chỉnh điện áp chạy bằng dầu thường gặp phải một vấn đề đặc biệt là tình trạng của dầu có ảnh hưởng rõ rệt đến điện trở cách điện của cuộn dây. 

Trong trường hợp không có dữ liệu đáng tin cậy, bạn có  thể sử dụng công thức dưới đây để tính toán giá trị điện trở cách điện

IR = CE √kVA

Trong đó:

• IR: là điện trở cách điện tối thiểu trong một phút ở 500 VDC tính bằng megohm từ cuộn dây đến nối đất, với các cuộn dây khác được bảo vệ, hoặc từ cuộn dây này đến cuộn dây khác có lõi được bảo vệ. 
• C: là hằng số cho phép đo ở 20°C.
• E: là điện áp định mức của cuộn dây đang thử nghiệm kVA là công suất danh định của cuộn dây đang thử nghiệm.

Công thức trên sử dụng để kiểm tra cho máy biến áp một pha. Nếu máy biến áp cần thử nghiệm là loại ba pha và ba cuộn dây riêng lẻ thì E là điện áp định mức của một trong các cuộn dây một pha (pha với pha đối với khối nối tam giác và pha với khối đối với nối trung tính hoặc nối sao). kVA là công suất danh định của cuộn dây ba pha hoàn chỉnh cần thử nghiệm.

Kiểm tra cách điện máy biến áp bằng phương pháp Megger

Ngoài phương pháp kiểm tra bên trên, trong bài viết này Lidinco cũng giới thiệu thêm cho bạn một phương pháp khác để kiểm tra lớp cách điện của máy biến áp ba pha bằng phương pháp Megger, dới đây là các bước thực hiện

Bước 1: Thực hiện phương pháp thử nghiệm Megger ở phía điện áp thấp

Bước 2: Chỉnh thang đo đồng hồ đo điện trở cách điện về thang đo 1000V DC.

Bước 3:Đọc kết quả đo và ghi lại giá trị điện trở cách điện hiển thị trên màn hình sau khi đo 1 phút.

Bước 4:Thực hiện đo cách điện giữa 1 pha khác và thân máy biến áp. 
Ví dụ: thân a &TR, thân b &TR, thân C & TR như các bước ở trên.

Bước 5: Kiểm tra đối chiếu các kết quả đo. Thông thường, giá trị điện trở cách điện của máy biến áp mới phải ở hàng GigaOhm và máy biến áp cũ phải lớn hơn 300 Mega Ohm.

Đo giá trị điện trở cách điện giữa cuộn điện áp cao và cuộn dây điện áp thấp

Bước 1: Chỉnh thang đo trên đồng hồ đo điện trở cách điện về thang đo 2500 VDC.

Bước 2: Đo trong 1 phút sau đó đọc và ghi lại giá trị của điện trở cách điện hiển thị trên màn hình thiết bị.

Bước 3: Tiếp tục lặp lại phép đo trên với các phase khác như A&a, A&b, A&c, A&n, B&b, B&c, B&n, C&n…
Lưu ý: Giá trị điện trở cách điện ở tất cả các pha phải lớn hơn 1 Ohm.

Đo điện áp cách điện giữa thân chính máy biến áp và cuộn cao áp

Bước 1: Chỉnh thang đo trên đồng hồ đo điện trở cách điện về thang đo 5000 VDC.

Bước 2: Đo trong 1 phút sau đó đọc và ghi lại giá trị của điện trở cách điện hiển thị trên màn hình thiết bị.

Bước 3: Tiếp tục lặp lại phép đo trên với các phase khác và thân máy biến áp. Ví dụ: Thân A&TR, thân B&TR, thân C&TR.

Bước 4: So sánh và đánh giá kết quả đo. Hãy đảm bảo điện trở cách điện của máy biến áp lớn hơn 1 GOhm và máy biến áp cũ phải lớn hơn 300 MOhm đủ giá trị sử dụng