Thiết bị kiểm tra an toàn điện

Máy kiểm tra an toàn điện- thường được biết đến với tên gọi hipot tester, hay máy kiểm tra cao áp- là thiết bị kiểm tra vô cùng quan trọng đối với mạng lưới điện và các thiết bị điện.

Các loại kiểm tra an toàn điện

Kiểm tra điện cao áp hipot testing (kiểm tra độ bền điện môi):

Thử nghiệm này được thực hiện bằng cách đặt điện áp cao vào thiết bị được thử nghiệm. Kiểm tra hipot về cơ bản sẽ cấp một điện cao áp từ vật liệu dẫn điện đến vỏ của thiết bị đang được kiểm tra (DUT). Thử nghiệm này thường được gọi là kiểm tra độ bền điện môi. Mục đích của nó là xác định xem khả năng cách điện của bề mặt không dẫn điện ở điện áp đang hoạt động có đủ để phòng tránh các nguy cơ giật điện hay không. Điện áp sử dụng để kiểm tra thường bằng 1000V + 2x điện áp hoạt động của thiết bị.

Thí nghiệm an toàn điện có thể thử nghiệm cả dòng điện AC và DC. Thông thường, thí nghiệm cần thực hiện cùng một loại điện áp trong suốt quá trình. Tuy nhiên, nếu một thí nghiệm hipot sử dụng dòng điện DC trên mạch AC, điện áp thử nghiệm nên bằng hai lần giá trị peak của điện áp đang hoạt động (2 x 1.4 x RMS) + 1000V).

Kiểm tra điện trở cách điện:

Thử nghiệm này là để đo tổng điện trở cách điện của sản phẩm bằng cách đặt điện áp 500 V – 1000 V vào hệ thống điện áp thấp. Giá trị điện trở chấp nhận được để sản phẩm PASS thử nghiệm điện trở cách điện có giá trị tương đối.  Do vậy chúng có thể khác nhau đối với một động cơ hoặc máy móc được kiểm tra trong các ngày liên tiếp, nhưng không có nghĩa là sản phẩm đó cách điện kém.

Ý nghĩa của kiểm tra này là để ghi lại giá trị đo được. Từ đó phát hiện sự sụt giảm về điện trở cách điện và lên kế hoạch bảo trì, sửa chữa nhằm tránh các sự cố trong tương lai. Chính vì vậy, thử nghiệm điện trở cách điện không thể thay thế cho thử nghiệm điện áp cao. Nhiều tiêu chuẩn và cơ quan an toàn đã quy định đây là bài kiểm tra chung cho tất cả các sản phẩm điện.  Thử nghiệm này cũng có thể được thực hiện trong hệ thống quy trình bảo dưỡng hoặc sửa chữa của nhà máy.

Kiểm tra điện trở nối đất:

Thử nghiệm này được thực hiện bằng cách đo điện trở giữa thanh nối đất và bề mặt vỏ kim loại bên ngoài của sản phẩm cần thử nghiệm.  Giá trị tối đa có thể chấp nhận được thường là 0,5 Ω ( một số tiêu chuẩn có thể yêu cầu giá trị là 0,1Ω).  Thử nghiệm kiểm tra điện trở nối đất này thường được thực hiện ở dòng điện cao hơn một chút (ví dụ: 25–60 A) để mạch nối đất duy trì điện áp an toàn trên khung của sản phẩm, ngay cả ở dòng điện lớn trước khi ngắt mạch. Thử nghiệm này giúp kiểm tra để đảm bảo không gây ra điện giật do hỏng cách điện.

Kiểm tra hệ thống bảo vệ (Ground Bond Testing):

Mục đích của thử nghiệm ground bond là để bảo vệ người dùng sản phẩm điện khỏi các nguy cơ có thể gây ra do kết nối đất không được thực hiện đầy đủ hoặc bị lỗi. Kiểm tra ground bound khác với kiểm tra nối đất ở chỗ nó thực hiện kiểm tra lượng dòng điện mà mạch nối đất có thể truyền đi một cách an toàn. Thử nghiệm sẽ cấp dòng điện có giá trị lớn vào bề mặt dẫn điện của sản phẩm và đo điện áp rơi trên kết nối đất.  Từ đó đo lường kết quả và xác định rằng các kết nối tới đất đã đạt yêu cầu hay chưa.

Hình minh họa bên trên giải thích về quá trình kiểm tra ground bond thường được dùng. Trong đó, đặt một nguồn điện 25A giữa đầu nối đất bảo vệ của thiết bị và tất cả các bộ phận dẫn điện mà người sử dụng có thể tiếp cận được.  Máy kiểm tra ground bond được sử dụng cho thử nghiệm này sẽ cung cấp dòng điện cần thiết và hiển thị điện trở mạch nối đất bằng Ω hoặc mΩ.

Bởi vì điện trở nối đất thường có giá trị rất thấp. Nên điện trở của các dây dẫn kết nối từ chính máy đo có thể gây ra sai số trong phép đo. Các lỗi như vậy có thể được khắc phục bằng cách đo điện trở của các dây dẫn trước khi thử nghiệm và sau đó lấy giá trị thử nghiệm trừ đi giá trị đó hoặc bằng cách sử dụng thiết lập thử nghiệm “Kelvin”.  Kết nối Kelvin tự động bù điện trở dây dẫn bằng cách đưa thêm một dây dẫn đến điểm đo.  Dây dẫn phụ được kết nối để cân bằng điện trở của dây dẫn thử nghiệm. Thiết lập thử nghiệm điển hình với kết nối Kelvin được minh họa trong hình bên trên. Hầu hết các tiêu chuẩn đều khuyến nghị điện trở nối đất <100 ms, không bao gồm cáp nguồn.

Kiểm tra dòng rò (Leakage current test):

Thử nghiệm này kiểm tra dòng điện rò không mong muốn chạy qua bề mặt của vật liệu cách điện hoặc chất điện môi của tụ điện.  Thử nghiệm này thường được thực hiện ở 100% -110% điện áp đầu vào của thiết bị được thử nghiệm.  Giới hạn tối đa có thể chấp nhận được của dòng điện rò nói chung là 210 µA. Đặc biệt, đối với các thiết bị y tế, thử nghiệm này là bắt buộc. Các kiểm tra dòng rò thường được thực hiện bằng ampe kìm hoặc các máy kiểm tra dòng rò chuyên biệt.

Thiết bị kiểm tra an toàn điện:

Hipot tester sử dụng nguồn điện cao áp để kiểm tra độ bền điện môi (dielectric withstand) cũng như khả năng cách điện của các vật liệu. Bên cạnh đó, máy kiểm tra an toàn điện còn cung cấp khả năng đo điện trở thấp chính xác và cấp điện trở thấp cùng dòng điện lớn đầu ra phục vụ cho việc kiểm tra điện trở tiếp địa và kết nối đất toàn vẹn (ground bond integrity). Dưới đây là top máy kiểm tra an toàn điện hipot tester có những tính năng nổi bật không thể bỏ qua: