Тест на поляризационен индекс или PI тест
Тест за индекс на поляризация (тест за стойност на PI) заедно с тест за изолационно съпротивление (тест за стойност на IR) се провежда върху машини с високо напрежение (HV), за да се определи състоянието на изолацията. IP тест се провежда специално, за да се определи сухостта и чистотата на изолацията.
В теста за изолационно съпротивление, се прилага високо DC напрежение през изолатора. Това приложено напрежение се дели на ток през електрическия изолатор, за да се получи съпротивителна стойност на изолатора. Според закона на Ом,
Без използване на отделен източник за пряко напрежение, волтметър и амперметър за измерване на съответните напрежения и токове, можем да използваме директно показващ потенциометър, който локално се нарича мегер.
Мегер дава необходимото пряко (DC) напрежение през изолатора и показва съпротивителната стойност на изолацията директно в диапазон от M – Ω до G – Ω. Обикновено използваме мегери с 500 В, 2,5 КВ и 5 КВ, в зависимост от диелектричната способност на изолацията. Например, използваме 500 В мегер за измерване до 1,1 КВ класифицирана изолация. За трансформатори с високо напрежение, друго HV оборудване и машини, използваме 2,5 или 5 КВ мегер, в зависимост от нивото на изолацията.
Тъй като всички електрически изолатори по природа са диелектични, те винаги имат капацитивни свойства. Затова, при прилагане на напрежението през електрическия изолатор, в началото ще има зареждащ ток. Но след няколко моменти, когато изолаторът стане напълно зареден, капацитивният зареждащ ток става нула. Затова се препоръчва да се измерва изолационното съпротивление поне след 1 минута (понякога 15 секунди) от момента на прилагане на напрежението през изолатора.
Само измерването на изолационното съпротивление с мегер не винаги дава надежден резултат. Съпротивителната стойност на електрическия изолатор може да варира и с температурата.
Този проблем частично се решава чрез въвеждане на тест за индекс на поляризация или кратко тест за стойност на PI. Ще обсъдим философията зад PI тест, по-долу.
Когато приложим напрежение през изолатор, ще има съответен ток през него. Въпреки че този ток е малък и е в милиампери или понякога в микроампери, той има главно четири компонента.
Капацитивен компонент.
Проводим компонент.
Компонент на повърхностен утеч.
Поляризационен компонент.
Нека обсъдим един по един.
Капацитивен компонент
Когато приложим DC напрежение през изолатор, поради неговата диелектична природа, в началото ще има висок зареждащ ток през него. Този ток намалява експоненциално и става нула след известно време. Този ток съществува в първите 10 секунди от теста. Но му трябват около 60 секунди, за да намалее напълно.
Проводим компонент
Този ток е чисто проводим по природа и протича през изолатора, сякаш изолаторът е чисто съпротивителен. Този ток е директен поток на електрони. Всякъв изолатор има този компонент на електрически ток. Тъй като, в практика, всеки материал в този свят има някаква проводима природа. Този проводим ток остава постоянен през целия тест.
Компонент на повърхностен утеч
Поради прах, влага и други контаминанти върху повърхността на твърдия изолатор, има малък компонент от тока, който протича през външната повърхност на изолатора.
Поляризационен компонент
Всякъв изолатор е хигроскопичен по природа. Някои контаминантни молекули, основно като влага в изолатора, са много полярни. Когато електрично поле се приложи през изолатора, полярните молекули се подравняват в посоката на електричното поле. Енергията, необходима за това подравняване на полярните молекули, идва от източника на напрежение във формата на електрически ток. Този ток се нарича поляризационен ток. Той продължава, докато всички полярни молекули се подравнят в посоката на електричното поле.
Изисква около 10 минути, за да се подравнят полярните молекули в електричното поле, и затова, ако вземем резултата от мегер за 10 минути, няма да има ефект от поляризацията в резултата от мегера.
Затова, когато вземем стойността на мегера на изолатора за 1 минута, резултатът отразява стойността на IR, свободна от ефекта на капацитивния компонент на тока. Отново, когато вземем стойността на мегера на изолатора за 10 минути, резултатът от мегера показва стойността на IR, свободна от ефектите на както капацитивния, така и поляризационния компонент на тока.
Индексът на поляризация е отношението между стойността на мегера, взета за 10 минути, и стойността на мегера, взета за 1 минута.
Значението на тест за индекс на поляризация.
Нека I е общият начален ток по време на теста за индекс на поляризация или PI тест.
IC е капацитивният ток.
IR е съпротивителният или проводим ток.
IS е токът на повърхностен утеч.
IP е поляризационният ток на изолатора.
Стойността на теста за изолационно съпротивление или теста за стойност на IR, т.е. стойността на показанията на мегера точно след 1 минута от теста, е-
Стойността на мегера при 10-минутен тест е
Затова, резултатът от тест за индекс на поляризация, е
От горния израз е ясно, че, ако стойността на (IR + IS) >> IP, индексът на поляризация на изолатора приближава към 1. И голям IR или IS или и двете указват здравословното състояние на изолацията.
Стойността на PI става висока, ако (IR + IS) е много малка в сравнение с IP. Този израз указва, че високият индекс на поляризация на изолатора предполага здравословното състояние на изолацията. За добър изолатор, съпротивителният ток на утеч IR е много малък.
Винаги се желае да има индекс на поляризация на електрическия изолатор над 2. Е опасно да има индекс на поляризация под 1,5.
Изявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обратете за изтриване.
