Elektrik İzolasyon Arızası

Elektrik İzolasyonu, akımı istenen bir yola yönlendirmek ve istenmeyen bir yere akmasını önlemek için kullanılır. Doğru elektrik yalıtımı, bir elektrik motorunun performansı ve uzun ömürlülüğü için kritik öneme sahiptir. İzolasyon arızası, elektrik motoru arızalarının en sık görülen nedenlerinden biridir. Örneğin elektrik jeneratörlerinde,
Arızaların %56’sı
elektrik yalıtım hasarından kaynaklanır.

Yalıtım Sistemleri

Motorlarda 2 adet yalıtım sistemi bulunmaktadır. Sistemlerden biri, bobinleri motorun çerçevesinden veya gövdesinden ayıran zemin duvarı yalıtımıdır. İkinci yalıtım sistemi, motor sargılarını oluşturmak için sarılmış olan iletkenleri ayıran sargı yalıtım sistemidir. Çalışmalar, stator elektrik arızalarının ≈% 80’inin sargı yalıtımında meydana geldiğini, sadece ≈% 20’sinin bobinler ile motor şasisi arasında veya doğrudan toprağa kısa devre olduğunu göstermiştir.

İzolasyon arızası nedir?

Elektrik yalıtımı arızası, motordaki yalıtım zamanla veya başka nedenlerle bozulmaya başladığında meydana gelir. Yaşlanma veya aşırı ısınma, yalıtımda kimyasal değişikliklere neden olarak yalıtımın daha iletken hale gelmesine ve akımın iletkenler arasında veya motor gövdesinde istenmeyen yolları izlemesini önlemede daha az etkili olmasına neden olur. Özellikle zemin duvar yalıtım sistemindeki bazı yalıtım arızaları, nem girişi, kirlenme veya diğer olağandışı benzersiz olaylar nedeniyle anlıktır. Bu olaylar yalıtımdaki boşluklara veya diğer zayıflıklara saldırır ve erken arızaya yol açar. Sargı yalıtım sistemindeki arızalar yavaşça ortaya çıkar ve zamanla bozulur.

Yalıtım arızasının yaygın nedenleri şunlardır:

• Aşırı ısınma
• Sargı kirlenmesi
• Aşırı akım çekimi
• Düşük güç kalitesi
• Harmonik bozulma.

Bu kılavuz, proaktif olabilmeniz ve motor ekipmanınızdaki bu yalıtım değişikliklerini takip edebilmeniz için elektrik yalıtımının bozulmasının her aşamasında sizi yönlendirecektir.

Elektrik İzolasyon Arızasının 3 Aşaması

Çoğu yalıtım arızası, üç farklı aşamadan geçerek yavaş ve istikrarlı bir şekilde gerçekleşir.

Aşama 1 – Erken Tespit için İdeal

Elektrik yalıtımının bozulmasının ilk aşamasında, iletkenler arasındaki yalıtım gerilir ve kimyasal olarak değişmeye başlar. Yalıtım kimyasal olarak bir yalıtkandan değişir ve bir iletken haline gelmeye başlar. Yalıtım gücü ve kapasitans azalmaya başlar. Yalıtım karbonlaşmaya başlayabilir, bu da akımın daha dirençli ve daha az kapasitif olmasına neden olur. Toprak duvar yalıtımının değişime uğraması, yalıtım direncinin azalmasına ve yayılma faktörünün artmasına neden olacaktır. Eğer sargı izolasyonu kimyasal değişime uğrarsa faz açısı (Fi) ve/veya akım frekans tepkisi değişecektir.

Yalıtım arızasının bu aşamasında arızaların tespit edilmesi, bir tesisin elektrik sisteminin güvenilir bir şekilde “dünya standartlarında” çalışması için son derece önemlidir. Bu aşamada, iletkenler arasında istenmeyen akım akışı henüz gerçekleşmez, ancak gerçekleşmeye başlama riski yüksektir. Neyse ki, erken teşhis yoluyla
sargıların kontrol edilmesi
ve uygun bir şekilde
motor testleri
son derece faydalıdır. Elektrik motorlarında yalıtım arızasının erken tespiti, bir şirketin bozulmayı nispeten küçükken ele almasına olanak tanıyarak zamandan ve paradan tasarruf sağlar ve yıkıcı arızaları önler.

ALL-TEST Pro cihazları, elektrik motorlarındaki yalıtım arızalarını tutarlı bir şekilde ve en erken aşamada tespit edebilen dünyadaki tek cihazlardır.

Aşağıdaki yalıtım arızalarının tespitinde açıklanan faz açısına bakın.

Aşama 2 – Olası Aralıklı Motor Arızası

Elektrik yalıtım arızasının ikinci aşamasında, sargılardaki bozulma daha belirgin hale gelir. Aşağıda, sergileyebilecekleri bazı arıza özellikleri yer almaktadır:

• Yalıtım malzemesinin bozulması artar.
• Akım daha dirençli hale gelmeye devam eder.
• Isı, yalıtım arızasının birincil noktasında artar.
• Motor aralıklı olarak sürücüyü veya devre kesiciyi açmaya başlar, ancak yalıtım soğuduktan sonra çalışmaya devam edebilir.

Sorunun nedenini belirlemek için sorun giderme işleminin yapılması gerekir. ALL-TEST Pro cihazları, motorun ve bileşenlerinin gerçek sağlık durumunu belirler.

Aşağıdaki yalıtım arızalarının tespitinde açıklanan faz açısı, TVS ve Akım Frekansı yanıtına bakın.

Aşama 3 – Katastrofik Arıza

Önceki yalıtım arızası belirtileri tespit edilmemiş veya ele alınmamışsa, motor muhtemelen tamamen bozulacaktır. Aşağıda, sargının bu aşamada sıklıkla sergilediği bazı özellikler yer almaktadır:

• Yalıtım tamamen bozularak sargılar arasında bir kestirme yol veya sargıdan toprağa veya motor şasisine giden akım için doğrudan bir yol oluşturur.
• Fay noktasında patlayıcı bir yırtılma meydana gelir.
• Endüktans ve direnç değişiklikleri meydana gelir.
• Bakır bobinler aşırı ısıya tepki olarak erimeye başlar.
• Motor çalışmaya başladığında sürekli olarak sürücüyü veya devre kesiciyi açar.
• İletkenler arasında akım akışı mevcuttur.

Birçok elektrik sayacı ve cihazı, motor arızasının bu aşamasında (veya ciddi bir güvenlik sorununa işaret eden toprağa tam bir kısa devre olduğunda) arızaları yakalamalıdır. Motorları arızaya kadar çalıştırırsanız, motorunuza ne olduğunu veya motorunuzun sağlık durumunu bilmeniz gerekmeyebilir.

İzolasyon Arızasının Nedenleri

Sıcaklık, kirleticiler ve sürekli aşırı gerilimler gibi elektriksel stresler elektrik yalıtımını kolayca bozabilir ve arızalara neden olabilir. Bu çeşitli faktörler birbirleriyle etkileşime girerek bozulmaya neden olduğundan yalıtım arızası riski de zamanla artar. Örneğin, günlük aşınma ve yıpranma nedeniyle yalıtımda küçük delikler veya çatlaklar oluşabilir. Bu çatlaklar yalıtımı zayıflatır ve ayrıca nem ve kimyasal kirleticilerin girmesi için yollar oluşturarak yalıtımı daha da bozar.

Aşağıda, bir motordaki elektrik yalıtımı arızasının en yaygın nedenlerinden birkaçı verilmiştir:

• Kirleticiler: Sargı yalıtımı, takım tezgahı soğutma sıvısı, yağ ve diğer kimyasallar gibi kirleticilerle temas nedeniyle zayıflar. Bu kirleticiler genellikle aşındırıcı bir etkiye sahiptir ve zaman içinde yalıtımı bozar. Nemli kirleticiler genellikle safsızlık içerdikleri için iletkendirler, bu nedenle küçük çatlaklar ve gözenekler yoluyla yalıtımın içine sızarken direnci azaltırlar.
• Düşük güç kalitesi: Dengesiz voltaj ve akım seviyeleri de dahil olmak üzere güç kalitesi sorunları nedeniyle sargılar aşırı ısınabilir. Bu sorunlardan kaynaklanan mütevazı bir sıcaklık artışı bile yalıtım direncinde önemli bir düşüşe yol açan bir termal sıcak nokta oluşturabilir.
• Aşırı yüklenme: Sargılar, aşırı yüklerin neden olduğu yüksek akım çekimi nedeniyle aşırı ısınabilir. Aşırı yükleme, yalıtımı yırtan bir voltaj dalgalanmasına da neden olabilir.
• Yüksek ortam sıcaklığı: Çalışma ortamındaki yüksek ısı nedeniyle sargılar da aşırı ısınabilir. Özellikle havalandırmanın sınırlı olduğu bir alanda, ekipmanın ürettiği ısı, bir motordaki sargı yalıtımına aşırı baskı uygulayabilir.
• Geçici gerilimler: Geçici gerilimler dahili veya harici kaynaklardan oluşabilir ve genellikle motorun çalıştırılması sırasında meydana gelir. Geçici akımın frekansı, sargılardaki tipik akımdan birkaç kat daha yüksek olabilir ve yalıtım üzerinde aşırı baskı oluşturur.

Bir motorda yalıtım arızası riski zaman içinde nispeten yüksek olduğundan, çalışanlar yalıtım arızası belirtilerini tespit etmek ve bunları hızla ele almak için ihtiyaç duydukları araçlara ve eğitime sahip olmalıdır.

MCA ile Yalıtım Arızalarını Tespit Etme

Sargı İzolasyonu

Motor Devre Analizi
(MCA™), motorun enerjisi kesilmişken sargı yalıtım sistemini çalıştırmak için düşük voltajlı AC ve DC voltajı enjekte eder. Yalıtım sistemi kimyasal değişikliklere uğramaya başladığında, bobin sisteminin kapasitansını (C) ve endüktansını (L) etkiler. C veya L’deki herhangi bir değişiklik, uygulanan voltaj ile ortaya çıkan akım arasındaki zaman gecikmesini ve bobin sisteminin bir elektrik yükü veya manyetik alan depolama yeteneğini değiştirir. Bu nedenle, sargı yalıtımı kimyasal olarak değişmeye başladığında ya Fi ya da I/F ya da muhtemelen her ikisi de değişecektir. Bu değişkenlerden herhangi biri değişirse, bu durum test değeri istatistiğini (TVS) değiştirecektir. TVS statik değerinin daha önce referans değer statik (RVS) olarak kaydedilen temel değerinden > %3 oranında değişmesi bir yalıtım veya rotor arızasının başladığını gösterir.

• Test değeri istatistiği: TVS, testin gerçekleştirildiği anda motorun durumunu tanımlayan bir sayıdır. TVS, bir motor sargı sisteminin her üç fazında gerçekleştirilen bir dizi düşük voltaj testinin sonuçlarının birleştirilmesiyle oluşturulan tescilli patentli bir algoritma kullanır. Temel değişkenler, yalıtım sistemini tam olarak uyarmak için 5 farklı frekansta alınır. Sargının yalıtımının kimyasal yapısındaki küçük değişiklikler bile mevcut TVS’nin taban çizgisine kıyasla değişmesine neden olacaktır. ATP, yeni bir motorda ve sisteme monte edilmeden önce bir Referans Değer Statik (RVS) testi yapılmasını önermektedir. Daha sonra motorun ömrü boyunca TVS’sini izlerken, iki değer (yeni ve mevcut TVS okuması) arasında > %3’lük bir değişiklik tipik olarak bir rotor veya stator arızasına işaret eder.
• Faz açısı: Motora uygulanan voltaj ile ortaya çıkan akım çekişi arasındaki zaman gecikmesinin bir ölçüsüdür. Son derece hassas bir ölçümdür ve yalıtım sistemi bozulmaya başladığında değişecek ilk değişkenlerden biridir. Fi ölçümü, gelişmekte olan bobinden bobine, turdan tura veya fazdan faza sargı arızalarını belirlemek için kullanılır. Başka hiçbir cihaz bu aşamada gelişen bobinden bobine sargı hatalarını belirleyemez.
• Akım frekans yanıtı: I/F yanıt testi, önceden belirlenmiş bir frekansta motor sargılarından geçen akımı ölçer. Sonraki bir test, mevcut yanıtı başlangıçtaki frekansın iki katında tekrar ölçer. I/F yanıtı, giriş voltajının frekansının iki katına çıkarılmasının neden olduğu akımdaki yüzde değişimini ölçer. Aynı durumdaki üç fazlı sargı, frekanstaki değişikliğe aynı şekilde yanıt verecektir. İletkenlerden biri veya daha fazlası üzerindeki sargı yalıtımı bozulmaya başlarsa, bobinin manyetik alan veya elektrik yükü depolama yeteneği değişir. I/F, bir sargı sisteminin manyetik alan veya elektrik yükü depolama yeteneğini ölçen bir testtir ve genellikle sargı sistemi bozulmasının ilk göstergelerinden biridir.
• Dinamik Test: Dinamik test, stator veya rotorda gelişen veya mevcut arızaları belirlemek için kullanılır. Dinamik test sırasında, motor mili manuel olarak düzgün ve yavaş bir şekilde döndürülürken test cihazı farklı rotor konumlarında empedansı sürekli olarak ölçer ve kaydeder. Bu testlerin sonuçları analiz edilir ve dinamik stator imzası ve dinamik rotor imzası olmak üzere iki elektriksel imza olarak gösterilir. Cihaz daha sonra bu imzaları otomatik olarak analiz eder ve stator veya rotorun durumunu belirtmek için “iyi”, “uyar” veya “kötü” durumu üretir.
• Yayılma Faktörü (DF): Toprak duvar yalıtım sistemi, motor bobinlerindeki iletkenler ile motor çerçevesi arasında doğal bir kondansatör oluşturur. Bir kondansatör elektrik yükünü depolar, bir kondansatöre AC voltaj uygulandığında akımın bir kısmı dielektrik malzeme boyunca akar ve dirençli akımdır (_Ir) ve akımın geri kalanı depolanan akımdır. Depolanan akım kapasitif akım (_Ic) olarak adlandırılır. Yeni yalıtım sisteminde_Ir,_Ic ‘nin < %5’idir. DF, _Ir/Ic oranıdır. Yalıtım malzemesi eskidiğinde daha az kapasitif ve daha dirençli hale gelir ve bu da DF’nin artmasına neden olur.
• Toprağa Kapasitans (CTG): Toprak duvarı yalıtım sistemi çerçeve ile doğal bir kapasitans oluşturduğundan, motorun ömrü boyunca aynı kalması gereken ölçülebilir bir değer olacaktır. Nem girişi veya diğer kirleticiler etkili bir şekilde dielektrik sabitinin değişmesine neden olur. Bu genellikle CTG değerinin yükselmesine neden olur. Ancak, zemin duvarı yalıtımı termal olarak derecelenmeye başlarsa CTG’nin düşmesine neden olacaktır.

Özet: DF ve CTG ölçümlerinin birleştirilmesi, zemin duvarı yalıtımının genel durumu hakkında tek başına IRG ölçümlerinden daha iyi bir gösterge sağlar. Standart bir IRG testi, yalnızca sargı yalıtımının en zayıf kısmındaki toprak arızalarını tespit edecektir. DF ve CTC testleri, AC düşük voltaj test yöntemlerini kullanarak tüm yalıtım sisteminin eksiksiz bir değerlendirmesini sağlayacaktır. Bu iki testin bir IRG testi ile birleştirilmesi, motorunuzun topraklama yalıtım sisteminin en doğru durumunu verecektir.

Geleneksel Test Yöntemleri

Toprağa İzolasyon Direnci (IRG)
– Bu bir güvenlik testidir ve bir elektrik motorunun gerçek durumunu belirlemek için kullanılmaz.

Toprağa karşı yalıtım direnci testleri, elektrik alanında yapılan en yaygın elektrik testleridir. Bu ölçümlerin temel amacı “güvenlik“tir. Akımın enerjili sargıdan makinenin gövdesine veya toprağa akması için bir yol olduğunda, motorun açıkta kalan bir kısmının sargıya uygulanan tam gerilime kadar enerjilenmesi mümkündür. Ek olarak, toprağa yeterli akım akarsa, tesisin yanı sıra personele de zarar verebilecek lokalize ısınma yaratacaktır. Yeni kurulan bir elektrik sistemine enerji vermeden önce, motora enerji vermenin “güvenli” olduğundan emin olmak için bir IRG testi yapılmalıdır. IRG testi, motor uçlarına bir DC voltajı uygular ve toprağa giden akım akışını ölçer. Akım en az dirençli yolu izlediğinden, bu test toprak duvar yalıtımının en zayıf noktalarını belirler, ancak toprak duvar yalıtımının genel durumu hakkında herhangi bir gösterge sağlamaz.

ALL-TEST Pro’nun Ekipmanlarıyla İzolasyon Arızalarına Karşı Korunun

ALL-TEST Pro güvenilir motor test ürünleri̇ İşletmenize elektrik performansını değerlendirmek ve küçük sorunları daha fazla zaman ve emek gerektiren sorunlara dönüşmeden önce hızla çözmek için ihtiyaç duyduğu araçları sağlar.

Neden test motorları
? Bakımı iyi yapılmış, yüksek performanslı bir motor, işletmenizin etkili bir şekilde çalışmasını sağlamanın, arıza süresini en aza indirmenin ve üretkenliği ve kârı artırmanın anahtarıdır. ALL-TEST Pro işletmenize tam da bunu sağlayabilir. Test, sorun giderme ve kestirimci bakım programlarımız motorlarınızın güçlü çalışmasını sağlar ve şirketiniz için yüksek değer sunar.

Fiyat teklifi isteyin
bugün, ya da
Bize ulaşın
Ürünlerimizin her zaman, her yerde nasıl hızlı ve doğru motor testi sağladığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için.