Điện trở cách điện là gì ?

bởi: Nguyễn Thành Duy 30 Tháng 12, 2024

ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN LÀ GÌ ?

TẠI SAO CẦN PHẢI ĐO ĐIỆN CÁCH ĐIỆN ?

Trong công nghiệp, an toàn điện luôn là vấn đề được đặt lên hàng đầu. Để hạn chế các sự cố khi vận hành, điều mà người sử dụng máy móc cần quan tâm đó chính là điện trở cách điện. Đo điện trở cách điện là việc làm cần thiết, là bước không thể thiếu trong quá trình kiểm tra và bảo trì điện và thiết bị điện. Hầu hết các thiết bị điện đều có phần dẫn điện, nó có thể được cách điện với nhau và cách điện với vỏ thiết bị. Chẳng hạn như với máy biến áp 22/0,4 kV: Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp là phần dẫn điện được cách điện với nhau qua lớp giấy, dầu. Các cuộn dây cách điện với vỏ thiết bị qua lớp giấy, dầu và sứ cách điện.

1. Điện trở cách điện là gì ?

Điện trở cách điện là một đại lượng vật lý biểu thị khả năng ngừng dòng điện truyền qua một vật liệu cách điện. Nói cách khác, nó là khả năng chống lại sự dẫn điện của vật liệu khi có một điện áp tác động lên. Điện trở cách điện cao cho thấy vật liệu có khả năng cách điện tốt, trong khi điện trở thấp cho thấy vật liệu đó có khả năng dẫn điện hoặc dễ bị rò rỉ điện. Điện trở cách điện được đo bằng đơn vị ohm (Ω) và phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu cách điện (như nhựa, cao su, gốm, sứ …), độ dày của lớp cách điện và yếu tố môi trường (độ ẩm, nhiệt độ …)

Những yếu tố ảnh hưởng đến điện trở cách điện:

Nhiệt độ: Khác với điện trở của dây dẫn, điện trở cách điện giảm khi nhiệt độ của thiết bị tăng lên. Nguyên nhân xuất phát từ việc mật độ các electron của chất cách điện rất thấp, khiến tính linh hoạt của các electron tại đây cao hơn so với dây dẫn. Điều này làm cho các hạt electron dễ chuyển động hơn khi nhiệt độ tăng và làm giảm điện trở của vật cách điện, cụ thể là lớp vỏ của dây cáp. Các vật liệu khác nhau sẽ có sự khác biệt về điện trở cách điện theo nhiệt độ và rất khó để nhân viên bảo trì đảm bảo các lần đo được thực hiện ở nhiệt độ hoàn toàn tương tự.
Độ ẩm và bụi bẩn: Vào những ngày không khí có độ ẩm cao như trời mưa, hơi nước rất dễ ngưng tụ trên bề mặt các thiết bị và dây cáp điện. Nếu tình trạng này diễn ra trong thời gian dài, bề mặt dây dẫn sẽ bị phủ bởi một lớp hơi nước, làm giảm giá trị điện trở cách điện của dây hoặc thiết bị. Ngoài ra, các máy móc, thiết bị khi hoạt động lâu ngày trong nhà máy sản xuất rất dễ bám bụi bẩn trên bề mặt và tiếp xúc của các loại dầu máy. Hai yếu tố này kết hợp với nhau sẽ làm giảm khả năng cản trở dòng điện của lớp vỏ cách điện trên thiết bị và dây dẫn.
Điện tích dư: Điện tích dư là điện tích còn sót lại trong quá trình vận hành của thiết bị. Tình trạng này sẽ làm cho giá trị điện trở cách điện biến thiên không kiểm soát, gây ra giá trị trở kháng cách điện đo được không chính xác. Ngoài ra, nếu lượng điện tích còn sót lại quá lớn thì cũng có thể gây nguy hiểm đến tính mạng của người sử dụng thiết bị.

2. Tại sao cần phải đo điện trở cách điện ?

Việc đo điện trở cách điện có nhiều lý do quan trọng trong các hệ thống điện và thiết bị điện, bao gồm::

Đảm bảo an toàn cho con người: Nếu điện trở cách điện quá thấp, có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ điện, gây nguy hiểm cho người sử dụng và gây chập điện. Việc đo điện trở giúp phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn, giúp bảo vệ an toàn cho người sử dụng và thiết bị.
Đảm bảo chất lượng vật liệu cách điện: Qua đo điện trở cách điện, có thể đánh giá được chất lượng của vật liệu cách điện. Khi vật liệu bị lão hóa, hư hỏng do điều kiện môi trường, điện trở cách điện sẽ giảm, dẫn đến nguy cơ bị hỏng hoặc cháy thiết bị.
Phát hiện hư hỏng và giảm thiểu sự cố: Việc đo định kỳ điện trở cách điện giúp phát hiện các vấn đề như nứt vỡ vỏ cách điện, ẩm ướt, bẩn hoặc các vấn đề khác làm suy giảm khả năng cách điện của hệ thống.
Đảm bảo hiệu suất và độ bền của thiết bị: Một hệ thống điện có điện trở cách điện tốt sẽ hoạt động ổn định, kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu sự cố trong quá trình sử dụng.
Tuân thủ quy định pháp luật: Trong nhiều ngành công nghiệp, đo điện trở cách điện là yêu cầu bắt buộc theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định an toàn.

3. Các phương pháp đo điện trở cách điện

Đo trực tiếp: Sử dụng đồng hồ Megomet có điện áp cao (500 V, 1000 V, 2500 V, 5000 V) để đo độ lớn giá trị của điện trở cách điện giữa vỏ máy và hai đầu dây. Sử dụng đơn giản và chính xác cao

Đo gián tiếp: Để có thể đo điện trở, ngoài việc sử dụng dụng cụ đo chuyên dụng thì chúng ta có thể sử dụng Vôn kế và Ampe kế để đo dòng điện tại một số mức điện áp: 500V, 2500V, 5000V. Chúng ta có thể sử dụng công thức:

Rcđ = Uđ/ Irò

Trong đó, Rcđ: điện trở cách điện (đơn vị: MΩ)

Uđ: Mức điện áp một chiều đặt vào cách điện (đơn vị: V)

Irò: Dòng điện rò đo đạc được (đơn vị: A)