Misuratori di Isolamento

Campi di applicazione di un tester di isolamento

I dispositivi elettrici hanno un isolamento che assicura che le correnti elettriche scorrono nelle direzioni desiderate. L'isolamento impedisce inoltre agli utilizzatori dell'apparecchiatura di venire a contatto con tensioni elettriche che potrebbero causare danni. Poiché l'isolamento è influenzato da influenze esterne e dall'invecchiamento, è importante per la sicurezza di funzionamento delle apparecchiature elettriche controllarlo regolarmente con l'ausilio di strumenti di misurazione dell'isolamento. Durante queste misurazioni si determinano le resistenze di isolamento e si rilevano le deviazioni. Sourcetronic offre una vasta gamma di strumenti di misura dell'isolamento per diverse applicazioni e con diverse caratteristiche tecniche.

A cosa servono gli strumenti di misura dell'isolamento?

Gli strumenti di misura dell'isolamento possono determinare la qualità dell'isolamento e riconoscere così la sua condizione di invecchiamento, la sicurezza e l'assenza di difetti. Per molte apparecchiature elettriche, dispositivi e macchine, le misure di isolamento sono prescritte dalla legge e definite con precisione in norme e standard. Un motivo importante per controllare regolarmente l'isolamento è il possibile deterioramento della qualità dell'isolamento. Questo perché i materiali isolanti sono esposti ad influssi esterni e soggetti ad invecchiamento. Ciò può causare la perdita della loro elevata resistenza elettrica e consentire correnti di guasto o di dispersione. Ciò può causare incidenti, danni ai macchinari e costose perdite di produzione.
Gli strumenti di misura dell'isolamento sono quindi spesso utilizzati direttamente durante la messa in servizio di apparecchi e sistemi nuovi o riparati. Inoltre, è sensato utilizzarli regolarmente anche durante il funzionamento per rilevare gli isolamenti dovuti all'invecchiamento e per poter avviare misure preventive. Spesso queste misure sono anche richieste dalla legge. Gli strumenti di misura dell'isolamento sono utilizzati anche per la riparazione e la ricerca sistematica di guasti delle apparecchiature elettriche. A seconda del campo di applicazione, sono progettati per l'uso mobile in cantiere o per l'uso stazionario in un'officina o in laboratorio.

Possibili cause del degrado dell'isolamento

I motivi del deterioramento dell'isolamento sono molteplici. In linea di principio, si può distinguere tra cinque diversi motivi. Spesso i materiali isolanti sono influenzati contemporaneamente da diverse di queste cause. Le seguenti cinque cause portano spesso a problemi di isolamento elettrico:

• Sollecitazioni meccaniche: Queste sollecitazioni sono causate da vibrazioni, urti o schiacciamento. La piegatura dei cavi e le frequenti accensioni e spegnimenti portano anche a carichi meccanici.
• Influenze ambientali: Umidità, sporcizia e muffe causate da ambienti umidi hanno un effetto negativo sulle proprietà isolanti.
• Influenze chimiche: Grassi, oli, basi, acidi o vapori corrosivi possono attaccare e distruggere i materiali isolanti.
• Influenze elettriche: Gli isolamenti sono influenzati anche dalle correnti e tensioni elettriche stesse. Le sovratensioni, in particolare, hanno un effetto molto negativo.
• Temperature variabili: le variazioni di temperatura causano la contrazione o l'espansione dei materiali isolanti. Insieme ad un lungo funzionamento ad alte temperature, questo porta ad un invecchiamento più rapido.

Principio di base della misurazione dell'isolamento

A differenza della prova di guasto, la misurazione dell'isolamento è un metodo di misurazione non distruttivo. Una tensione continua, molto inferiore alla tensione di guasto, viene applicata all'oggetto da testare e viene misurata la corrente di flusso. Lo strumento di misura registra il risultato in un valore di resistenza di Kilo-, Mega-, Giga-, Giga- o Teraohm. Per questo motivo questi strumenti di misura sono spesso chiamati megohmmetri.
La resistenza misurata è una misura dell'isolamento delle apparecchiature elettriche. Se le misurazioni vengono effettuate a intervalli regolari, i valori di resistenza modificati possono essere utilizzati per trarre conclusioni sull'invecchiamento dell'isolamento. È importante che le misurazioni tengano conto dei fattori esterni che influenzano i risultati. Questi includono, tra l'altro, l'umidità e la temperatura.

I diversi metodi di misurazione

A seconda dell'applicazione e del dispositivo, per la misurazione dell'isolamento vengono utilizzati diversi metodi di misurazione. Il metodo di misurazione più semplice è la misurazione puntuale in tempi brevi. La tensione di prova viene applicata all'oggetto in prova solo per un breve periodo di tempo (fino a circa un minuto) e viene determinata la resistenza. Il risultato consente di trarre conclusioni sull'isolamento e può essere utilizzato per verificare il rispetto dei valori minimi. Tuttavia, il risultato della misurazione deve essere convertito in un valore standard tenendo conto dell'umidità e della temperatura.
Se l'evoluzione della resistenza di isolamento viene registrata per un lungo periodo di tempo e valutata in momenti diversi, si possono trarre conclusioni sulla qualità dell'isolamento senza dover confrontare misure puntuali. Inoltre, questo metodo di misurazione offre il vantaggio che non è necessaria alcuna conversione ad una temperatura di riferimento se la temperatura dell'oggetto in prova non cambia troppo durante le misurazioni. Questo metodo di misura è ideale per il monitoraggio proattivo e la manutenzione preventiva degli impianti elettrici. Se si rilevano brusche e forti variazioni improvvise dei valori misurati, questo è di solito una chiara indicazione di un problema di isolamento.
Con il metodo di misurazione della rampa, la tensione di prova applicata all'oggetto in prova viene gradualmente aumentata. Tensioni di prova più elevate consentono di rilevare danni che non possono essere rilevati con tensioni ben al di sotto della tensione di guasto. L'aumento di tensione porta a rotture nei punti deboli o a danni meccanici all'isolamento. Ciò può essere riconosciuto da una resistenza di isolamento in forte diminuzione o da risultati di misura fluttuanti. Di solito, questo metodo di misurazione utilizza livelli di tensione in un rapporto da uno a cinque. È importante che le diverse tensioni siano applicate per lo stesso periodo di tempo (circa un minuto) e che il livello di tensione più alto sia ben al di sotto della rigidità dielettrica del dispositivo elettrico. Poiché il risultato non è determinato dal valore assoluto misurato, ma dal rapporto delle resistenze a diverse tensioni di prova, il metodo di misura è indipendente dalla temperatura o dal tipo di isolamento. Un calo della resistenza di isolamento da un livello di tensione a quello successivo di oltre il 25% è una chiara indicazione di un problema di isolamento.

La scelta di uno strumento di misura dell'isolamento adeguato

Per trovare lo strumento giusto per l'applicazione desiderata tra la vasta gamma di diversi strumenti di misura dell'isolamento, è necessario informarsi in anticipo sulle più importanti caratteristiche prestazionali. Il criterio decisivo per la scelta è, tra l'altro, la tensione di prova massima richiesta. A seconda del dispositivo elettrico e del metodo di misurazione utilizzato, sono necessarie tensioni massime di prova diverse. A seconda della tensione di esercizio nel cavo del rispettivo impianto elettrico, di norma si assumono le seguenti tensioni di prova:

• Da 24 a 50V: Tensione di prova da 50 a 100VDC
• Da 50 a 100V: Tensione di prova da 100 a 250VDC
• Da 100 a 240V: Tensione di prova da 250 a 500VDC
• 440 ... 550 V: tensione di prova 500 .... 1.000 Vc.c
• 2.400V: Tensione di prova da 1.000 a 2.500VDC
• 4.100V: Tensione di prova da 1.000 a 5.000VDC
• ecc.

Una caratteristica importante di uno strumento di misura dell'isolamento è la massima resistenza di isolamento che può essere misurata con lo strumento. Questo può variare a seconda dell'oggetto in prova e può avere valori compresi tra kiloohm e teraohm. Lo strumento di misura utilizzato deve quindi essere adatto al valore di misura da determinare.
Naturalmente, lo strumento di misura dovrebbe supportare anche i metodi di misura preferiti per la misura dell'isolamento. La scelta spazia da semplici strumenti per misurazioni puntuali a strumenti di misura per procedure di misurazione temporale o misure in rampa con metodi intelligenti di registrazione e valutazione.
Se lo strumento di misura dell'isolamento viene utilizzato principalmente per applicazioni mobili, deve essere compatto e facile da trasportare. In questo caso, in determinate condizioni deve essere considerata anche la possibilità di un alimentatore mobile con batteria o batteria ricaricabile. Gli strumenti di misura fissi, invece, dovrebbero integrarsi il più possibile nell'ambiente di laboratorio o di officina.
Per valutare successivamente i valori misurati, è possibile utilizzare le opzioni di memorizzazione interna all'apparecchio stesso o il trasferimento a dispositivi esterni tramite interfacce comuni. I display integrati con funzioni di analisi grafica sono utili in questo contesto.