การทดสอบความเป็นฉนวน (Insulation Resistance Testing)

       ฉนวนไฟฟ้า (Electrical Insulator) หรืออาจเรียกว่า ไดอิเล็กทริก (Dielectirc) คือวัสดุที่มีคุณสมบัติในการกีดกั้นหรือขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าหรือวัสดุที่กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านได้ ฉนวนที่ดีจะต้องสามารถป้องกันตัวนำไฟฟ้าจากความร้อนหรือของเหลวที่สามารถกัดกร่อนตัวนำไฟฟ้า และสามารถกันน้ำได้ดี ฉนวนที่ใช้หุ้มตัวนำไฟฟ้าต้องมีความต้านทานสูง ต้องไม่ถูกกรดหรือด่างกัดกร่อนได้ตั้งแต่อุณหภูมิ 0 ถึง 200 องศาฟาเรนไฮต์ และต้องไม่ดูดความชื้นในอากาศ

วัสดุบางอย่างเช่น แก้ว กระดาษ หรือเทฟลอน มีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีมาก แม้ว่าจะมีค่าความต้านทานไฟฟ้าค่อนต่ำ แต่ก็ถือว่า "ดีพอ" ที่จะใช้เป็นฉนวนของสายไฟและสายเคเบิล รวมไปถึงวัสดุจำพวกโพลิเมอร์บางอย่างที่คล้ายกับยาง และพลาสติก ซึ่งสามารถใช้เป็นฉนวนกับระบบแรงดันต่ำถึงแรงดันปานกลาง (ประมาณหลักร้อยถึงหลักพันโวลต์)

จุดประสงค์การทดสอบความต้านทานฉนวน

    จุดประสงค์ของการทดสอบความต้านทานฉนวนนั้น อาจตอบแบบกำปั้นทุบดินได้ คือ ตรวจสอบค่าความต้านทานของฉนวนนั้นยังว่าคงอยู่ปกติ มีค่าต่ำกว่าที่กำหนดไว้หรือไม่ หากค่าความต้านทานฉนวนต่ำกว่ากำหนด มีโอกาสที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรก่อให้เกิดความเสียหายทั้งชีวิตและทรัพย์สินได้  

รูปตัวอย่างการทดสอบความต้านทานฉนวนระหว่างตัวนำกับกราวด์

     การทดสอบความต้านทานฉนวนนั้นมีการประยุกต์ใช้กับงานหลายด้าน อาทิ เช่น สายเคเบิ้ล ทดสอบค่าความต้านทานระหว่างสายตัวนำของมอเตอร์ ฮีตเตอร์ อุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้าน หรือแม้กระทั้งความต้านทานดิน

   ปัจจัยการเสื่อมสภาพของความต้านทานฉนวนส่วนใหญ่เกิดจากสภาพแวดล้อมในการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็น ฝุ่น น้ำมัน อุณหภูมิ Vibration เป็นต้น ดังนั้นการทดสอบนี้เป็นการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Mantenance,PM.) อย่างหนึ่งซึ่งช่วยตรวจสอบให้เราแก้ไขได้ทันท่วงทีและยืดอายุการใช้ของอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกด้วย

หลักการพื้นฐานการทดสอบความต้านทานฉนวน      

       หลักการทดสอบความเป็นฉนวนนั้นมีแนวคิดคล้ายกับการทดสอบท่อปะปา เมื่อต้องการตรวจสอบหาจุดรั่วของท่อต้องอัดแรงดัน (Pressure) สูงเข้าไปทำให้เราเห็นจุดรั่ว ส่วนทางด้านไฟฟ้านั้นก็ป้อนแรงดัน(Voltage) เข้าไปเพื่อทดสอบความเป็นฉนวนนั่นเอง

         เราจะใช้ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงๆ เพื่อให้เกิดการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าในฉนวน เครื่องตรวจวัดฉนวนไฟฟ้า (Insulation Tester) จะให้กำเนิดแรงดันทดสอบที่สามารถควบคุมได้เป็น อย่างดี ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงที่จ่ายจะต้องจำกัดให้เกิดกระแสรั่วไหลเพียงเล็กน้อยเท่านั้นทั้งนี้เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายจากฉนวนไฟฟ้าที่ชำรุด/เสื่อมสภาพ หรืออุบัติเหตุจากการสัมผัสกันของขั้ววัดโดยปกติในดิจิตอลมัลติมิเตอร์ทั่วไปก็มีฟังก์ชันการวัดความต้านทานอยู่แล้ว แต่ว่าเป็นการใช้แรงดันทดสอบที่ตํ่าเพียงไม่กี่โวลต์ การใช้ฟังก์ชันวัดความต้านทานในมิเตอร์ทั่วไปไม่สามารถให้ค่าที่ถูกต้องของฉนวนไฟฟ้าเราจำเป็นต้องใช้แรงดันทดสอบที่สูงกว่าแรงดันใช้งานปกติในการทดสอบฉนวนไฟฟ้า ทั้งนี้เพื่อให้การรั่วไหลของกระแสสามารถตรวจวัดได้ และถ้าหากมีแนวโน้มที่จะเกิดการอาร์กของไฟฟ้า (การลัดวงจรที่แรงดันสูง) เราก็สามารถพบได้จากการทดสอบก่อน 

การใช้งานเครื่องทดสอบค่าความเป็นฉนวนนั้น โดยปกติแล้วจะเลือกแรงดันทดสอบที่ประมาณ 2 เท่าของแรงดันปกติที่ใช้งาน และจะไม่เลือกแรงดันทดสอบที่สูงเกินกว่าความจำเป็น เนื่องจากการใช้แรงดันสูงๆ นั้น จะมีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายขึ้นได้


Link สินค้า เครื่องทดสอบความเป็นฉนวน

อ้างอิง

http://megaohmmeter.blogspot.com/2013/11/1-mega-ohm-meter-insulation-tester.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_charge

http://www.tpa.or.th/publisher/pdfFileDownloadS/TN212A_p34-41.pdf