Trong hạ tầng kỹ thuật hiện nay, để các hoạt động sản xuất và kinh doanh vận hành hiệu quả, thì độ tin cậy và an toàn của hệ thống phải được ưu tiên hàng đầu. Trong đó, sự suy giảm chất lượng của vật liệu cách điện được xem là một trong những mối nguy hiểm tiềm ẩn và khó đoán nhất. Điều này sở dĩ là do sự lão hóa của lớp cách điện diễn ra âm thầm mà chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Để giải quyết vấn đề này, kỹ thuật kiểm tra điện trở cách điện (Insulation Resistance Testing – IR Test) thông qua việc sử dụng đồng hồ Megohmmeter được xem là một giải pháp khắc phục hiệu quả. Bài viết này phân tích tổng quan về vấn đề kiểm tra điện trở cách điện và cách sử dụng máy đo Megohm.

Tổng quan về kiểm tra điện trở cách điện

Trước khi phân tích chuyên sâu về phép đo điện trở cách điện, chúng ta cần tìm hiểu về bản chất vật lý của hiện tượng cách điện. Theo lý thuyết, các vật liệu cách điên sẽ không cho phép dòng điện đi qua do chúng có điện trở vô cùng lớn. Tuy vậy, trong thực tế sẽ không tồn tại bất kỳ vật liệu cách điện nào có mức độ hoàn hảo tuyệt đối, một số các vật liệu nhựa như PVC hay XLPE khi chịu áp lực của điện áp thì vẫn cho phép một lượng dòng điện cực nhỏ đi qua. Về mặt bản chất, cường độ dòng điện cực nhỏ này sẽ không gây hại tới thiết bị trong điều kiện hoạt động bình thường. Tuy nhiên, dưới các tác động của môi trường như ứng suất nhiệt, độ ẩm hay bụi bẩn thì các cấu trúc điện môi của vật liệu sẽ bị phá vỡ dần theo thời gian. Từ đó, cường độ dòng điện rò rỉ sẽ ngày càng tăng trong khi điện trở cách điện sẽ giảm xuống dưới ngưỡng an toàn gây ra các vấn đề nguy hiểm như phóng điện hồ quang, cháy nổ và hỏng thiết bị.

Đồng hồ Megohm

Về nguyên lý hoạt động, đồng hồ Megohm hoạt động dựa trên định luật Ohm với mức điện áp cao. Trong khi các đồng hồ vạn năng khác chỉ sử dụng pin có điện áp thấp như 3V hay 9V thì Megger được thiết kế để tạo ra điện áp một chiều (DC) ổn định với các mức điện áp cao như 250V, 500V, 1000V, 2500V và cao hơn nữa. Việc phải sử dụng điện áp cao như vậy là để đưa dòng điện chạy qua các điểm yếu của lớp cách điện, từ đó có thể mô phỏng lại các áp lực điện mà thiết bị phải chịu trong quá trình vận hành thực tế, đồng thời phát hiện ra các vết nứt hoặc các đường rò rỉ mà điện áp thấp không thể phát hiện. Cụ thể, khi các kỹ sư đặt một điện áp vào vật đo thì Megger sẽ đo dòng điện có cường độ cực nhỏ và tính toán ra điện trở cách điện theo công thức:

Giá trị điện trở thường ở đơn vị khá lớn như Megohm, Gigohm hay Teraohm.

Các loại Megger

Hiện nay, trên thị trường có đa dạng các loại megger với nhiều mục đích và điều kiện sử dụng khác nhau. Trong đó, Megger là một những loại đồng hồ phổ biến nhất với cách hiển thị kết quả thông qua băng kim loại. Đây là một trong những thiết bị truyền thống được sử dụng cho các ứng dụng đơn giản nhờ tính năng hiển thị kỹ thuật số dễ đọc và thực hiện được nhiều phép đo chính xác. Ngoài ra, một số loại Megger cũng có khả năng tự động ghi lại dữ liệu từ đó có thể đưa ra các phân tích nhằm giúp đơn giản hóa quy trình kiểm tra điện trở. Không chỉ vậy, một số loại Megger đa chức năng khác không chỉ đo được điện trở cách điện mà còn thực hiện đồng thời nhiều phép đo khác như điện trở, điện áp hay kiểm tra tính toàn vẹn của hệ thống điện. Chính vì vây, các kỹ sư cần lựa chọn Megger phù với các yêu cầu của mình để đảm bảo hiệu quả trong quá trình đo.

Các tiêu chuẩn và quy định của Megger

Để đảm bảo sự an toàn và tin cậy cho cả người và thiết bị, việc kiểm tra điện trở cách điện cần tuân thủ các tiêu chuẩn và quy trình nghiêm ngoặt. Điều này phải áp dụng cho toàn bộ các tổ chức và các cá nhân liên quan trong quá trình thực hiện kiểm tra điện trở cách điện. Cụ thể, một số các tiêu chuẩn đã được đưa ra nhằm yêu cầu an toàn về hệ thống điện trong các công trình xây dựng như tiêu chuẩn IEC 60364 hay IEEE 43. Chính vì vậy, việc tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định này không chỉ đảm bảo uy tín cho các tổ chức liên qua mà còn trực tiếp bảo vệ tính mạng cho người sử dụng.

Quy trình kiểm tra điện trở cách điện

Thông thường, một quy trình kiểm qua điện trở thường bao gồm nhiều bước rất chi tiết và quan trọng. Trước hết, quy trình kiểm tra điện trở cách điện cần phải chuẩn bị các thiết bị an toàn như gang tay, kính bảo hộ. Sau bước chuẩn bị, các kỹ sư cần đảm bảo nguồn điện đã được ngắt kết nối trong toàn bộ quá trình kiểm tra, đây được xem là bước vô cùng quan trọng. Tiếp đó, các kỹ sư thực hiện kết nối Megger với các thiết bị hoặc vật liệu cần kiểm tra, lựa chọn một điện áp thích hợp đối với tiêu chuẩn của thiết bị đó.

Trong bước tiếp theo, các kỹ sư sẽ bắt đầu kích hoạt Megger để bắt đầu đo điện trở cách điện cho thiết bị. Bước này cũng đi kèm với thao tác ghi chép và so sánh kết quả đo với các tiêu chuẩn kỹ thuật đã đặt ra từ trước đó. Trong bước cuối cùng, các kỹ sư sẽ cần đưa ra các phân tích dựa trên các kết quả đưa ra, từ đó phân tích liệu kết quả đó có đáp ứng so với các tiêu chuẩn đặt ra chưa. Đó là toàn bộ quy trình nghiêm ngặt trong việc kiểm tra điện trở cách điện, các kỹ sư cần thực hiện đầy đủ và chính xác mà không được bỏ qua bất kỳ thao tác nào.

Kết luận

Nhìn chung, quy trình kiểm tra điện trở cách điện và việc sử dụng Megger là những kiến thức vô cùng quan trọng cho các kỹ sư trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống điện. Nhờ đó, việc kiểm tra cần thực hiện định kỳ nhằm giúp phát hiện sớm các vấn đề trong thiết bị, từ đó góp phần nâng cao hiệu suất của thiết bị. Không chỉ vậy, các thiết bị kiểm tra điện trở cách điện cũng ngày càng được cải tiến nhờ vào sự phát triển không ngừng của các loại hình công nghệ