Tester mit Durchblick

Isolationstester

Isolationsfehler sind die häufigste Ursache für Schäden und Ausfälle an elektrischen Einrichtungen und Anlagen. Entsprechend ist die Kontrolle der Isolationsqualität ein zentraler Bestandteil aller Wartungsprogramme.

02. September 2013

Im Sinne einer vorausschauenden Wartungsstrategie raten Experten zu einer wiederkehrenden Prüffolge aus unterschiedlichen Methoden. »Nur so lassen sich Geräteausfälle wirkungsvoll minimieren und die Wartung wird planbar«, sagt Holger Janssen, Fachberater und Experte für Messtechnik beim High-Service-Elektronikdistributor Distrelec. Die MIT-Serie von Megger bietet dazu sechs unterschiedliche Isolationsprüfmethoden an, die gemeinsam ein vollständiges Bild ergeben.

Punktmessungen

Die Kurzzeit- oder Punktmessprüfung ist das klassische Verfahren. Die Prüfspannung wird dabei für eine definierte, kurze Zeitspanne von typischerweise 60 Sekunden angelegt. Das Ergebnis der Prüfung ist eine Zeit-Widerstands-Kurve, die meist nicht als absoluter Wert für den Isolationswiderstand betrachtet werden kann. Wäre der Wert an einem früheren Messpunkt erfasst worden, wäre er geringer, bei einer späteren Erfassung dagegen höher.

Periodische Punktmessungen kombiniert mit einem Vergleich der ermittelten Messwerte bieten eine bessere Basis zur Beurteilung des tatsächlichen Isolationszustands. Ein andauernder Abwärtstrend bei den Isolationswerten ist fast immer ein Zeichen für bevorstehende Probleme. Die Abbildung zeigt periodische Prüfergebnisse für zwei Prüfobjekte. Die Kurve für System A zeigt einen andauernden Abwärtstrend. Obwohl der gemessene Wert des Isolationswiderstands hoch ist, werden bald Investitionen notwendig werden. Der Isolationswiderstand von System B ist wesentlich niedriger, bleibt aber vergleichsweise stabil. Die Wahrscheinlichkeit, dass dort Probleme auftreten werden, ist damit deutlich geringer.

Dielektrisches Absorptionsverhältnis

Eine gute Isolation liefert während einer Isolationsprüfung im Zeitverlauf ansteigende Widerstandsmesswerte, da die Ladeströme verschwinden. Bei einer schlechten Isolation verbirgt der Leckstrom jedoch die Auswirkungen der Ladeströme. Die Kurve des Isolationswiderstands verläuft auf der Zeitachse flacher. Dieser Unterschied liefert die Basis für das Prüfen des dielektrischen Absorptionsverhältnisses. Nach Anlegen der Prüfspannung wird zu zwei vorher festgelegten Zeiten der Isolationswiderstand des Prüfobjekts gemessen und das Verhältnis abgeleitet. Die Vergleichszeitpunkte werden vom Anwender eingestellt und liegen typischerweise bei 30 bis 60 Sekunden.

Die Polarisationsprüfung basiert auf zwei Messungen, die jeweils eine und zehn Minuten nach Anlegen der Prüfspannung vorgenommen werden. Durch das längere Anlegen der Gleichspannung richten sich die Moleküle der Isolation aus und polarisieren sich. Der Polarisationsindex misst sozusagen die Beweglichkeit der Moleküle und lässt Rückschlüsse auf den Zustand der Isolation zu. Den Polarisationsindex PI erhält man, indem man den 10-Minuten-Messwert durch den nach einer Minute gemessenen Wert teilt. Ist das Ergebnis niedrig, können Probleme mit der Isolation bestehen.

Dielektrische Entladung (DD)

Am Ende einer konventionellen Isolationsprüfung wird die Energie, die im Prüfling gespeichert ist, entladen. Das Messen des Stroms während dieser Entladephase liefert zusätzliche Informationen über den Zustand der Isolation. Besonders wertvoll ist dieses Verfahren bei Isolationen, die in Schichten aufgebaut sind. Hier kann der Resorptionsstrom ohne die verdeckende Wirkung anderer Ströme gemessen werden. Ist eine der Isolationsschichten schadhaft, weist sie normalerweise einen verringerten Leckstromwiderstand auf, ihre Kapazität bleibt jedoch unverändert. Dieser Wert erscheint nur bei der DD-Prüfung.

Eine gute Isolation ist immer ohmisch. Ein Ansteigen der Prüfspannung sollte deshalb immer zu einer entsprechenden Zunahme des Stroms führen. Verändern sich die Widerstände unter dem Einfluss der angelegten Spannung, deutet dies auf wahrscheinliche Probleme hin. Das Messen des Isolationswiderstandes bei verschiedenen Prüfspannungen ist ein gutes Verfahren, um Risse und Nadelstiche im Isolationsmaterial zu erkennen. Bei höheren Spannungen tritt an diesen Schwachpunkten eine Ionisierung ein, die den Isolationswiderstand wirksam verringert.

»Erst aus allen Prüfverfahren zusammen entsteht ein umfassendes Bild, das Probleme erkennen lässt, bevor sie zu Ausfällen führen«, fasst Holger Janssen zusammen. Er empfiehlt deshalb eine regelmäßige, diagnostische Isolationsprüfung, die alle beschriebenen Prüfverfahren beinhaltet. Neben dem entsprechenden Know-how ist dazu lediglich ein moderner Isolationsprüfer erforderlich – wie beispielsweise die Geräte der MIT-Serie von Megger, die Distrelec anbietet.

Erschienen in Ausgabe: 02/2013