Tìm hiểu chi tiết về thử nghiệm điện môi

23/07/2025 17:15 Số lượt xem: 11

  Các xe khoan dựng cột và các thiết bị trên không cách điện bảo vệ người dùng và nhân viên mặt đất làm việc xung quanh đường dây đang mang điện (Ảnh st)

Biết ai chịu trách nhiệm và khi nào tiến hành thử nghiệm các thiết bị trên không cách điện và các xe khoan dựng cột là thiết yếu để nhận dạng các điểm yếu trong khả năng cách điện của thiết bị.

Các xe khoan dựng cột cách điện và các thiết bị trên không cách điện bảo vệ người dùng và nhân viên mặt đất làm việc xung quanh đường dây đang mang điện. Việc tuân thủ các quy trình làm việc đã thiết lập – cũng như việc thử nghiệm và bảo trì thiết bị – là tối quan trọng sao cho thiết bị tiếp tục cung cấp khả năng cách điện mà người dùng kỳ vọng. Bạn không thể chỉ nhìn vào một thiết bị mà có thể xác định liệu nó có cung cấp cách điện như kỳ vọng hay không mà phải thử nghiệm nó.

Hai loại thử nghiệm điện môi phải thực hiện trên các linh kiện cách điện trên không và xe khoan dựng cột cách điện là thử nghiệm kiểm định và thử nghiệm định kỳ. Thử nghiệm kiểm định là bắt buộc để xác định điện áp danh định của thiết bị. Người ta thực hiện thử nghiệm định kỳ (Ảnh 1) theo các khoảng thời gian để xác minh rằng thiết bị tiếp tục cung cấp khả năng cách điện như kỳ vọng. Biết ai chịu trách nhiệm về các thử nghiệm này và khi nào thực hiện chúng là thiết yếu để nhận dạng bất kỳ khiếm khuyết hoặc điểm yếu nào trong khả năng cách điện của thiết bị. Khi đã đi vào sử dụng, trách nhiệm thuộc về chủ sở hữu và người sử dụng.

Ảnh 1. Một khi đưa thiết bị cách điện vào sử dụng, cần phải thực hiện các thử nghiệm bảo trì (còn gọi là thử nghiệm định kỳ hoặc thử nghiệm hàng năm) vì nhiều lý do (Ảnh st)

Xe gầu hoặc xe khoan dựng cột cách điện mới trước tiên chịu thử nghiệm từ nhà chế tạo thiết bị nguyên thủy (OEM) (Ảnh 2), theo các yêu cầu của ANSI (Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Mỹ) A92.2-5.3.2 hoặc A10.31 5.3.2. Thử nghiệm kiểm định này tại nhà máy chế tạo thiết lập thông số danh định cách điện cho thiết bị. Sau đó, người lắp đặt sẽ thực hiện một thử nghiệm điện môi để xác nhận khả năng cách điện sau khi các thiết bị hoàn tất và đi vào vận hành. Việc thay thế cần nâng bằng sợi thủy tinh cũng yêu cầu thêm một thử nghiệm kiểm định. Khi đó, thử nghiệm kiểm định ban đầu không còn hiệu lực nữa.

Sau khi đưa thiết bị cách điện vào sử dụng, cần thực hiện các thử nghiệm bảo trì (còn gọi là thử nghiệm định kỳ hoặc thử nghiệm hàng năm) vì nhiều lý do. Thử nghiệm bảo trì yêu cầu thực hiện hàng năm đối với hầu hết các phân loại máy hoặc thường xuyên hơn, tùy theo chính sách của người dùng. Việc thực hiện các thử nghiệm bảo trì cũng phải tiến hành sau khi sửa chữa hoặc thay thế các thành phần trong các phân đoạn điện, chẳng hạn như các ống mềm hoặc các thành phần cân bằng. Nếu nghi ngờ có vấn đề — hoặc sau các sự cố tiếp xúc ngoài ý muốn với các đường dây đang mang điện — thì một thử nghiệm bảo trì sẽ xác minh rằng vật liệu cách điện hoạt động đúng như kỳ vọng và không bị hư hại.

Thử nghiệm điện môi phải do một "người có trình độ chuyên môn" theo tiêu chuẩn ANSI A92.2 hoặc A10.31 thực hiện. Người có trình độ chuyên môn là: “Người sở hữu bằng cấp kỹ thuật, chứng chỉ, vị thế chuyên môn hoặc kỹ năng phù hợp, và người có kiến ​​thức, đào tạo và kinh nghiệm, đã chứng minh được năng lực xử lý các vấn đề liên quan đến công việc hoặc dự án."

Nếu không có thử nghiệm định kỳ nào diễn ra trong vòng 12 tháng, thiết bị có thể không còn được coi là cách điện. Các thiết bị chủng loại A có các yêu cầu khác nhau nếu sử dụng để làm việc thủ công ít nhất ba tháng một lần.

Luôn tuân thủ các quy trình thử nghiệm do ANSI A92.2, A10.31 và nhà chế tạo thiết lập để thiết lập các phương pháp nhất quán nhằm đo dòng rò ở điện áp quy định. Các nhà chế tạo sẽ có thể cung cấp thông tin và đưa thông tin này vào các tiêu chuẩn ANSI. Sổ tay trách nhiệm ANSI A92.2 cũng cung cấp các tiêu chí thử nghiệm trên không.

Ảnh 2. Trước tiên, OEM thử nghiệm xe gầu hoặc xe khoan dựng cột cách điện mới theo các yêu cầu của ANSI A92.2-5.3.2 hoặc A10.31 5.3.2 (Ảnh st)

Biết các điện áp danh định

Trước khi tiến hành bất kỳ loại thử nghiệm điện môi nào, trước tiên bạn cần biết điện áp danh định của máy và chủng loại. Bạn cần tham khảo điện áp danh định của thiết bị. Nhãn thông tin ID (Ảnh 3) trên xe gầu hoặc xe khoan dựng cột sẽ cho biết liệu thiết bị có cách điện hay không và nếu có, cho biết điện áp và chủng loại thiết kế và thử nghiệm của cách điện. Sổ tay hướng dẫn thiết bị cho biết những khu vực nào của máy sẽ cung cấp khả năng cách điện.

Hãy nhìn vào nhãn thông tin ID để biết “điện áp kiểm định”. Số trong khu vực này là điện áp danh định mà thiết bị đã chịu thử nghiệm và kiểm định theo tiêu chuẩn ANSI. Ngày thử nghiệm kiểm định ghi trên nhãn thông tin ID là “ngày thử nghiệm”.

Có thể có hai điện áp đóng trên nhãn thông tin ID gần các núm điều khiển phía dưới. Điện áp kiểm định là quan trọng nhất. Điện áp thiết kế có thể không thể hiện trên nhãn thông tin ID và là điện áp tối đa mà máy này có thể xếp hạng nếu trang bị và thử nghiệm đúng cách. Máy này không thể sử dụng trên các đường dây ở điện áp thiết kế trừ khi điện áp kiểm định chỉ ra 2 loại điện áp này trên nhãn thông tin ID là như nhau.

Điện áp kiểm định là điện áp thử nghiệm và xếp hạng tối đa của cần nâng trên đối với các thiết bị trên không. Tương tự như xe khoan dựng cột, có thể sử dụng làm thang nâng trên không khi trang bị bệ đỡ và các núm điều khiển phía trên để làm việc trên các đường dây điện. Đối với các xe khoan dựng cột, cần nâng bằng sợi thủy tinh phải duỗi ra hoàn toàn, và phải tháo dây tải ra khỏi phân đoạn cách điện để cung cấp chức năng cách điện này. Nếu sử dụng với bệ đỡ, người trên bệ phải kiểm soát thao tác để làm việc trên các đường dây hoặc thiết bị mang điện. Không thể sử dụng xe khoan dựng cột với bệ đỡ gắn kèm trừ khi nhãn thông tin ID cho biết có khả năng dùng bệ đỡ, vì thông thường thiết kế và thử nghiệm của loại xe này không sử dụng bệ đỡ.

Thiết bị cách điện có thể sử dụng để làm việc gần các đường dây hệ thống điện lên đến điện áp pha-pha nếu sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) và các quy trình phù hợp. Năng lực cách điện do cần nâng cung cấp là thứ yếu so với PPE. Chỉ các thiết bị chủng loại A (khi sử dụng theo quy trình làm việc bằng tay không) mới cung cấp năng lực bảo vệ chính. Các giá trị danh định thường đưa ra dưới dạng điện áp pha-pha của hệ thống. Việc thử nghiệm các cần nâng dựa trên điện áp pha-đất, chứ không phải là điện áp giữa các dây pha. Không sử dụng thiết bị có danh định điện áp 46kV trên một hệ thống 69kV ngay cả khi điện áp pha-đất của hệ thống 69kV nhỏ hơn 46kV.

Ảnh 3. Xem trên nhãn thông tin ID để biết Điện áp kiểm định. Số trong khu vực này là điện áp danh định thử nghiệm và kiểm định thiết bị theo các tiêu chuẩn ANSI. Ngày Thử nghiệm kiểm định ghi trên nhãn thông tin thiết bị là Ngày Thử nghiệm (Ảnh st)

Các loại thử nghiệm

Thử nghiệm kiểm định (Ảnh 4) chỉ có thể thực hiện bằng máy thử nghiệm xoay chiều (AC). Điều này do nhân viên dịch vụ có trình độ chuyên môn thực hiện bất cứ khi nào sửa đổi hoặc thay thế phân đoạn cần nâng bằng sợi thủy tinh. Hồ sơ thử nghiệm điện môi cần lưu giữ dưới dạng văn bản, có ghi ngày tháng và có chữ ký.

Sau khi thiết bị trên không hoặc xe khoan dựng cột đã lắp trên khung thiết bị, một trong các thử nghiệm điện môi dưới đây là bắt buộc phải do người lắp đặt thực hiện. Họ có thể tiến hành một thử nghiệm kiểm định khác với thiết bị AC, hoặc nếu người lắp đặt chấp nhận thử nghiệm kiểm định từ nhà chế tạo, họ có thể thực hiện một thử nghiệm định kỳ bằng thiết bị thử nghiệm AC hoặc DC. Trong trường hợp thay thế cần nâng, nhà chế tạo thiết bị gốc (OEM) sẽ thử nghiệm cần nâng trước khi giao hàng, nhưng đây không được coi là thử nghiệm kiểm định vì thiết bị phải lắp ráp hoàn chỉnh và hoạt động với tất cả các thành phần đã lắp đặt trong phân đoạn cách điện. Đơn vị lắp ráp lại thiết bị phải thực hiện thử nghiệm kiểm định trước khi có thể đưa thiết bị trở lại sử dụng.

Cần kiểm tra các thiết bị cách điện trực quan hàng ngày. Điều này đặc biệt quan trọng vào mùa xuân khi chim làm tổ. Nếu một thiết bị đứng yên trong một giờ, chim có thể cố gắng xây tổ bên trong. Nếu thực hiện thử nghiệm điện môi mà không kiểm tra bên trong, hỏa hoạn có thể xảy ra.

Thử nghiệm định kỳ là bắt buộc bất cứ khi nào có nghi ngờ về đặc tính điện môi, chẳng hạn như sợi thủy tinh bị ô nhiễm hoặc hư hại. Loại thử nghiệm này cũng phải thực hiện bất cứ khi nào sửa chữa các thành phần đi qua phân đoạn cách điện. Một ví dụ là khi thay thế các ống mềm cần nâng hoặc các thanh cân bằng. Thử nghiệm định kỳ có thể thực hiện bằng máy thử nghiệm AC hoặc DC.

Người thử nghiệm cần ghi lại vị trí cần nâng khi thực hiện các thử nghiệm điện môi, vì vị trí có thể khiến các chỉ số đo thay đổi, đặc biệt là đối với các thử nghiệm AC. Thử nghiệm cần nâng ở cùng một vị trí mỗi lần sẽ cho các chỉ số đo nhất quán hơn. Bằng cách so sánh các kết quả thử nghiệm từ năm này sang năm khác, bất kỳ xu hướng tăng lên nào về dòng rò đều có thể giúp xác định xem liệu các đặc tính cách điện của cần nâng sợi thủy tinh có đang hư hại hay không và liệu có cần thanh tra hoặc sửa chữa sợi thủy tinh, ống mềm hoặc thanh cân bằng hay không.

Cuối cùng, như đã nêu trước đó, phải thực hiện một thử nghiệm hàng năm, có thể sử dụng thử nghiệm AC hoặc DC. Thử nghiệm kiểm định hoặc thử nghiệm định kỳ sẽ đủ để đáp ứng yêu cầu Thử nghiệm hàng năm này.

Ảnh 4. Thử nghiệm kiểm định chỉ có thể thực hiện bằng máy thử nghiệm AC. Việc này phải do nhân viên dịch vụ có trình độ chuyên môn thực hiện bất cứ khi nào sửa đổi hoặc thay thế cần nâng bằng sợi thủy tinh. Hồ sơ thử nghiệm điện môi cần lưu giữ dưới dạng văn bản, có ghi ngày tháng và có chữ ký (Ảnh st)

Các hạng mục thử nghiệm khác

Ngoài việc cách điện các phân đoạn của cần trục nâng phía trên của xe gầu hoặc xe khoan dựng cột, còn có một vài lưu ý khác.

Tấm lót cách điện, nếu sử dụng, cũng cần phải thử nghiệm điện môi hàng năm. Tấm lót này không có điện áp danh định, chỉ có một yêu cầu là phải thử nghiệm. Tấm lót phụ thuộc vào chiều dày vật liệu để có các đặc tính cách điện. Hư hại tấm lót làm giảm chiều dày, chẳng hạn như các lỗ thủng và vết cắt, có thể làm giảm các đặc tính cách điện và có thể dẫn đến thử nghiệm này thất bại.

Một ý kiến được đưa ra là quan sát dầu thủy lực và thực hiện thử nghiệm điện môi trên dầu cùng lúc với việc thử nghiệm cần nâng, đặc biệt là nếu dầu bị đổi màu hoặc trông giống như sữa. Độ bền điện môi của dầu mới phải cao hơn 25kV và dầu đã qua sử dụng phải duy trì trên 15kV khi thử nghiệm theo ASTM D877 (kV/0,1).

Tay cầm điều khiển điện trở cao trên các thiết bị trên không cũng phải thử nghiệm bằng thiết bị AC để kiểm định chất lượng. Các thử nghiệm bảo trì có thể sử dụng thiết bị AC hoặc DC. Thử nghiệm phải tiến hành hàng năm hoặc bất cứ khi nào bảo trì hoàn tất có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn điện môi của các tay cầm điều khiển.

Hệ thống cách điện khung thiết bị trên không hoặc cần dưới lắp vào, nếu trang bị, có thể cung cấp mức độ bảo vệ nào đó cho những người trên mặt đất nếu tiếp xúc bên dưới phân đoạn cách điện trục nâng trên. Phần chèn không có mức danh định — chỉ yêu cầu một thử nghiệm với các quy trình tương tự áp dụng cho cần nâng trên. Thử nghiệm kiểm định chỉ sử dụng thiết bị thử nghiệm AC và thử nghiệm định kỳ có thể sử dụng thiết bị AC hoặc DC. 

Biên dịch: Phạm Gia Đại

Theo "ecmweb", tháng 5/2025