تست عایقی سیم و کابل

روش تست عایقی سیم ها و مدارهای فشار ضعیف در مقاله ی قبل شرح داد شد. در این مقاله روش تست عایقی کابل های سیگنال و قدرت بررسی شده است. از سیم و کابل به منظور تغذیه ی بارهای مختلف، انتقال انرژی الکتریکی و انتقال سیگنال استفاده می شود. سیم ها اغلب در رنج فشار ضعیف و تحت شرایط خاصی نصب می شوند. به عنوان مثال می توان از سیم ها در مدارهای فشار ضعیف داخل ساختمان یا تابلو برق ها استفاده کرد. سیم ها در سطح مقطع های مختلف و معمولا به صورت تک هسته تولید می شوند. سطح مقطع و نوع عایق سیم با توجه به میزان ولتاژ و جریان عبوری از آن مشخص خواهد شد.

تست عایقی سیم ها بسیار ساده بوده و کافی است ابتدا و انتهای آن را از تجهیزات دیگر ایزوله کنید. در ادامه با اتصال میگر میزان مقاومت عایقی یک سیم نسبت به بخش های دیگر اندازه گیری می شود. سیم ها معمولا طول کمی داشته و نمی توان اندیس های DAR و PI را برای آن ها محاسبه کرد.

کابل ها از نظر نقش و ساختمان به گروه های بسیار زیادی تقسیم می شوند. از نظر نقش می توان کابل ها را به گروه سیگنال و قدرت تقسیم کرد. کابل های سیگنال جهت انتقال اطلاعات با ولتاژ و جریان های بسیار پائین استفاده می شوند. در کابل های سیگنال نیازی به عایق های پیچیده نبوده و تمرکز برای جلوگیری از نفوذ نویز و کاهش آسیب های محیطی است. کابل های سیگنال در شرایط محیطی متنوعی نصب شده و ساختمان آن ها باید به درستی انتخاب شود. تست عایقی در کابل های سیگنال با ولتاژهای بسیار پائین انجام می شود.

کابل های قدرت برای انتقال انرژی الکتریکی در حجم بالا و در شرایط محیطی سخت گیرانه تولید شده اند. کابل های قدرت از نظر ولتاژ، جریان، تعداد هادی، توانایی تحمل شرایط محیطی، مکانیکی و غیره به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. تست عایقی کابل با توجه به سطح ولتاژ، تعداد هادی، طول و آیتم های مهم دیگر آن تعیین می شود.

تست کابل های سیگنال و کنترل

انتخاب نوع دستگاه اندازی گیری و روش تست کابل های سیگنال و کنترل به موارد زیادی بستگی دارد. از آیتم های مهم در این زمینه می توان به تعداد هسته، ولتاژ، نوع پوشش، عایق و هدف از انجام تست اشاره کرد. تست های روتین در کابل های کنترل و سیگنال به شاخه های پیوستگی، اتصال صحیح و عایقی تقسیم می شوند.

تست پیوستگی یکی از آزمون های روتین در کابل های سیگنال و کنترل است. برای این تست می توان از مولتی مترها استفاده کرد. اهمیت اتصال صحیح با افزایش تعداد هسته ها و پیامدهای ناشی از اتصال اشتباه، افزایش پیدا می کند. برای تست اتصال صحیح نیز می توان از مولتی مترها کمک گرفت. با توجه به نوع اتصال ممکن است دستگاه های خاصی در این زمینه تولید شده باشد. به عنوان مثال مولتی فانکشن تسترها و تسترهای شبکه می توانند اتصال صحیح سیم ها را مشخص کنند.

برای تست عایقی باید هردو سمت کابل باز شود. تاکید می شود که ولتاژ میگر می تواند به تجهیزات کنترلی آسیب وارد کند. برای جلوگیری از هرگونه آسیب باید تمام رشته های کابل از هردو سمت ایزوله شود. تست عایقی کابل های چند هسته می تواند به شکل 2 و 3 سیمه نسبت به زمین یا هادی های دیگر انجام شود.

تست یک رشته از کابل نسبت به زمین

تست عایقی در کابل های کنترلی و سیگنال به تعداد هادی ها بستگی دارد. در تصویر روش تست کابل تک هسته را مشاهده می کنید. این تست برای شناسایی اتصال زمین یا اتصال به شیلد در کابل سیگنال استفاده می شود. برای تست کافی است سیم لاین میگر را به هادی مورد نظر و سیم ارت میگر را به شیلد یا عایق نهایی متصل کنید. توجه داشته باشید که در سیستم های کنترلی نباید از ولتاژهای بالا استفاده کرد. تاکید می شود که جهت جلوگیری از هرگونه آسیب باید دو سمت کابل باز بوده و هیچ عنصر نیمه هادی به آن متصل نباشد.
کابل های کنترلی ممکن است از تعداد زیادی هسته یا سیم تشکیل شده باشند. هنگام تست یک رشته از کابل فرمان نسبت به زمین، می توانید رشته های دیگر را اتصال کوتاه و به سیم گارد متصل کنید. در این روش مقاومت عایقی اندازه گیری شده فقط مربوط به هادی و عایق نهایی کابل خواهد بود. توجه داشته باشید که در کابل های چند رشته باید تمام هادی ها به صورت مجزا نسبت به بدنه یا زمین تست شوند.

تست یک رشته از کابل نسبت به رشته های دیگر

در کابل های چند رشته از تست عایقی برای شناسایی خطا بین هادی ها نیز استفاده می شود. این تست را با توجه به تعداد هادی ها و هدف خود می توانید به چند شکل انجام دهید:

• حالت اول: اتصال سیم لاین به یک هادی و سیم ارت به هادی دیگر.
• حالت دوم: اتصال سیم لاین به هادی اول و اتصال کوتاه کردن هادی های دیگر و اتصال به بدنه و ارت میگر
• حالت سوم: اتصال سیم لاین به هادی اول، سیم ارت به هادی دوم و سیم گارد به هادی های دیگر

تست کابل قدرت تک رشته

کابل های قدرت به صورت تک هسته و چند هسته ساخته می شوند. تست عایقی کابل های تک هسته بسیار ساده بوده و اغلب نسبت به زمین انجام می شود. عایق کابل تک هسته به نحوی ساخته می شود تا از عبور جریان به سمت زمین جلوگیری کند. برای اندازه گیری مقاومت عایقی کابل های تک هسته می توانید از 2 یا 3 سیم میگر استفاده کنید.

ساختمان کابل تک هسته به نوع، سطح ولتاژ و مقاومت مکانیکی آن بستگی دارد. در نظر داشته باشید که قبل از تست باید هردو سمت کابل باز شده باشد. در صورت عدم امکان ایزوله سازی کابل باید به مقاومت های موازی توجه کنید. منظور از مقاومت های موازی مجموعه تجهیزاتی هستند که با کابل به میگر متصل خواهند شد. به عنوان مثال کلید، بریکر، ترمینال ها و غیره می توانند مقاومت عایقی کابل را تحت تاثیر قرار دهند.

هنگام تست یک مجموعه تجهیزات باید به ولتاژ نامی تمام آن ها توجه کنید. کمترین ولتاژ در این شرایط مبنای انتخاب ولتاژ خروجی میگر خواهد بود. هنگام تست کابل نباید هیچ بخش کنترلی، سیگنال یا برقگیر به آن متصل باشد. اتصال میگر به این ادوات باعث صدمه به آن ها و اختلال در اندازه گیری می شود.

برای اندازه گیری مقاومت عایقی با 2 سیم، باید سیم لاین میگر را به هادی و سیم ارت را به عایق آن متصل کنید. برای این تست به سیستم ارت مناسبی نیاز دارید. در این روش باید عایق کابل به خوبی اتصال زمین شود. برخی از کابل ها دارای شیلد یا غلاف های فلزی هستند. اندازه گیری مقاومت عایقی هادی نسبت به زمین در این کابل ها ساده تر است. کافی است سیم لاین میگر را به هادی و سیم ارت را به شیلد یا غلاف متصل کنید. غلاف یا شیلد نیز در این حالت باید به سیستم زمین مناسب متصل شده باشد.

برای حذف جریان سطحی از سیم گارد استفاده می شود. در تصویر اندازه گیری مقاومت عایقی یک کابل تک رشته نسبت به زمین با سیم گارد را مشاهده می کنید. قرار دادن سیم گارد روی عایق میانی باعث حذف جریان سطحی و افزایش دقت اندازه گیری خواهد شد. توجه داشته باشید که سیم لاین به هادی و سیم ارت به شیلد کابل متصل شده است. این روش تست اغلب برای پذیرش کابل ها مخصوصا در سطوح ولتاژی فشار متوسط و بالاتر انجام می شود. برای انجام این تست نباید سرکابل یا مفصل روی کابل قرار داشته باشد. این تست در کابل های فشار ضعیف با چند عایق مجزا نیز قابل انجام است. در این حالت سیم گارد باید روی نزدیک ترین عایق به هادی قرار گرفته و ارتباطی با پوشش خارجی یا شیلد نداشته باشد.

تست عایقی کابل قدرت چند رشته

هادی های موجود در کابل های چند رشته باید نسبت به هم و نسبت به زمین عایق شوند. لایه های عایق به کار رفته در کابل های چند رشته از کابل های تک هسته بیشتر است. در تصویر یک کابل سه رشته را مشاهده می کنید. طبق تصویر ابتدا هادی ها نسبت به هم عایق شده و در نهایت با یک یا چند لایه عایق نسبت به زمین ایزوله خواهند شد. تست مقاومت عایقی کابل های چند رشته در چند گام انجام می شود. این مراحل با توجه به تعداد هادی ها و نوع عایق ها تعیین خواهد شد.

اولین تست کابل های چند رشته باید قبل از نصب سرکابل یا مفصل انجام شود. سرکابل در سطوح ولتاژی فشار متوسط به بالا روی دو سمت کابل قرار خواهد گرفت. در کابل های فشار ضعیف از سرکابل استفاده نمی شود. تست های بعدی در کابل های فشار متوسط و فشار قوی مانند پذیرش، برنامه ریزی شده و حوادثی با سرکابل و مفصل انجام می شوند.

تست همزمان تمام هادی های کابل نسبت به زمین

مدار قدرت ممکن است از چند کابل تک هسته یا یک کابل چند هسته تشکیل شده باشد. هنگام استفاده از کابل های تک هسته باید به جنس هادی، تعداد فازها، نول، ارت و جریان هرکدام توجه کرد. به عنوان مثال ارتباط فشار ضعیف ترانسفورماتور 1250 کیلو ولت آمپر با تابلوی اصلی را در نظر بگیرید. در این قسمت از چندین رشته کابل تک هسته با سایز بالا مثلا 240 میلی متر مربع برای هر فاز و نول استفاده می شود. کابل های چند هسته از نظر سطح مقطع و قدرت عایقی محدود بوده و در جریان و ولتاژهای بالا کمتر استفاده می شوند.

تست همزمان تمام هادی های یک مدار نسبت به زمین برای هردو مدل تک هسته و چند هسته انجام می شود. در این روش مقاومت عایقی تمام هادی های یک مدار اندازه گیری خواهد شد. در صورت کمتر بودن مقاومت از میزان مجاز باید کابل ها به صورت انفرادی تست شوند.

قبل از تست باید هردو سمت کابل باز شده و یا سوئیچ های مربوط به آن جدا شود. وجود هر گونه تجهیزات کنترلی، اندازه گیری و نمایشی متصل شده به کابل باعث اختلال در اندازه گیری یا کاهش مقاومت می شود. گاهی اوقات باز کردن تمام تجهیزات متصل شده به کابل ممکن نیست. در این شرایط باید ولتاژ تست و مجموع مقاومت های موازی در نظر گرفته شود. از مقاومت های موازی می توان به ترانس های جریان، ترانس های ولتاژ، بریکر یا سوئیچ دو سمت کابل اشاره کرد.

هنگام تست عایقی کابل های متصل شده به ترانس قدرت یا ترانس های ولتاژ تکفاز، حتما باید ارتباط نقطه ی نوترال یا ترمینال زمین با سیستم زمین باز شود. اتصال زمین نقطه ی نوترال یا ترمینال مشخص شده در ترانس ولتاژ باعث جاری شدن جریان میگر از طریق سیم پیچ به زمین می شود. وجود اتصال زمین در مدار تحت تست باعث کاهش شدید مقاومت و حتی صفر شدن آن خواهد شد.

جهت تست همزمان تمام هادی های یک مدار ابتدا باید آن را بی برق کنید. در ادامه تمام هادی ها به یکدیگر و در نهایت به سیم لاین میگر متصل می شوند. سیم ارت میگر با توجه به نوع کابل می تواند به غلاف خارجی یا شیلد کابل متصل شود. نقطه ی اتصال سیم ارت میگر حتما باید اتصال زمین شده باشد. در صورت لزوم می توانید از سیم گارد برای حذف جریان های سطحی استفاده کنید. پس از اتصال میگر ولتاژ آن را با توجه به ولتاژ نامی کابل تعیین کرده و تست را شروع می کنیم. تست کابل های کوتاه به صورت نقطه ای و تست کابل های بلند به صورت زمان-مقاومت انجام می شود. برای تست نقطه ای توصیه می شود که دکمه میگر را به اندازه 30 تا 60 ثانیه لاک کرده و در پایان مقاومت را قرائت کنید. مقاومت به دست آمده باید با ضرایب دما و رطوبت اصلاح شده و در گزارش ها ثبت شود.

در تصویر تست تمام هادی های یک کابل فشار متوسط سه هسته را به صورت سه سیمه مشاهده می کنید. برای اتصال تمام هادی ها به سیم لاین میگر از دو جمپر استفاده می شود. سیم گارد در این مثال پس از سرکابل ها قرار گرفته و جریان سطحی را حذف خواهد کرد. سیم ارت میگر نیز به شیلد یا غلاف فلزی کابل متصل شده است. شیلد یا غلاف فلزی با توجه به طول آن از یک یا از هردو سمت اتصال زمین می شود.

در صورت پائین بودن مقاومت عایقی کل مدار از مقدار مجاز باید کابل ها به صورت انفرادی تست شوند. تست انفرادی می تواند نسبت به زمین و نسبت به هادی دیگر انجام شود.

تست یک هادی از کابل چند رشته نسبت به زمین

در کابل های چند هسته دو مسیر نشتی جریان وجود دارد. با کاهش مقاومت عایقی کابل یک مسیر جریان نشتی بین هادی ها و یک مسیر به سمت زمین ایجاد می شود. برای شناسایی هردو جریان می توان هادی ها را به صورت جداگانه تست کرد. در این روش هادی تحت تست به صورت انفرادی به سیم لاین میگر متصل می شود. طبق تصویر برای اندازه گیری مقاومت عایقی یک هادی نسبت به زمین با دقت بالا توصیه می شود هادی های دیگر به صورت مشترک با غلاف، شیلد یا عایق نهایی کابل اتصال زمین شوند. در این روش وجود جریان نشتی بین هادی ها و در نهایت به سمت زمین نیز شناسایی می شود. توجه داشته باشید که سیم ارت میگر به نقطه ی مشترک متصل خواهد شد.

برای حذف جریان سطحی روی عایق می توانید از سیم گارد استفاده کنید. سیم گارد در این تست باید طبق تصویر روی عایق میانی کابل پیچیده شود. توجه داشته باشید که سیم گارد نباید به زمین یا غلاف نهایی کابل متصل گردد. برای حذف جریان نشتی بین هادی ها و اندازه گیری جریان بین هادی تحت تست و زمین نیز از سیم گارد استفاده می شود. در این حالت هادی های دیگر از سیستم زمین جدا شده و به سیم گارد متصل خواهند شد.

تست هادی های کابل چند رشته نسبت به یکدیگر

جهت اندازه گیری مقاومت عایقی بین هادی های یک کابل می توان از روش دو سیمه استفاده کرد. در این حالت یک هادی به سیم لاین و هادی دیگر به سیم ارت متصل می شود. توصیه می شود هادی متصل شده به سیم ارت میگر اتصال زمین نیز شوند. تفاوت این تست با روش قبلی، حذف جریان نشتی یک هادی به سمت عایق نهایی کابل است.

تست کابل های غوطه ور در مایع عایق

در تصویر روش اندازه گیری مقاومت عایقی کابل غوطه ور در مایع عایق را به شکل 3 سیمه مشاهده می کنید. برای شروع تست باید کابل کاملا بی برق و از هردو سمت باز شود. در ادامه سیم لاین به هادی و سیم ارت به بدنه ی زمین شده ی تجهیز متصل خواهد شد. در این تست از سیم گارد به منظور حذف جریان سطحی استفاده می شود. همانطور که مشاهده می کنید سیم گارد روی عایق کابل قرار گرفته و با مایع در ارتباط نیست.

مقادیر مقاومت عایقی در کابل ها و سیم های الکتریکی

برای تست عایقی کابل ها باید ابتدا و انتهای آن ها را از تابلوها و بارها جدا کرده و به صورت کامل از منبع تغذیه ایزوله کنید. سیم ها و کابل ها باید نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین تست شوند. انجمن کابل های قدرت عایق شده Insulated power cable association (IPCEA) فرمول زیر را برای حداقل مقاومت عایقی در کابل ها ارائه کرده است:

\[R\mathrm{=}K\mathrm{\times }Log\mathrm{10}\left(\frac{D}{d}\right)\]

• R مقاومت عایقی بر اساس مگا اهم بر 1000 فوت یا 305 متر از کابل
• K ثابت مربوط به جنس عایق به عنوان مثال کاغذ یا پارچه ی آغشته به روغن 2460، پلی اتیلن ترموپلاستیک 50000 و پلی اتیلن کامپوزیت یا مرکب 30000
• D قطر خارجی عایق هادی در کابل های تک رشته یا سیم (\(D\mathrm{=}d\mathrm{+2}c\mathrm{+2}b\) ابعاد کابل تک رشته)
• d قطر هادی
• C ضخامت عایق هادی
• ضخامت غلاف عایق

اگر در خلال اندازه گیری های برنامه ریزی شده، مقاومت عایقی کابل در دمای دفن شده بین 5 تا 1 مگا اهم بر کیلومتر باشد، باید برای تعویض آن برنامه ریزی کرد. اگر مقاومت عایقی کابل بین 1000 تا 100 کیلو اهم بر کیلومتر در دمای دفن شده باشد، باید به صورت اضطراری و در کمتر از 1 سال کابل تعویض شود. اگر مقاومت عایقی کابل کمتر از 100 کیلو اهم بر کیلومتر باشد، کابل باید به صورت اضطراری و بلافاصله تعویض شود.