Prova de l'índex de polarització o prova PI

Test d'Índex de Polarització (Test de Valor PI) juntament amb Test de Resistència a l'Aïllament (Test de Valor IR) es realitza en màquines elèctriques d'alta tensió per determinar la condició de servei de l'aïllament. El test IP es realitza especialment per determinar la sequesa i neteja de l'aïllament.
En el test de resistència a l'aïllament, s'aplica una altra tensió DC a través de l'aïllant. Aquesta tensió aplicada es divideix entre el corrent a través de l'aïllant elèctric per obtenir el valor resistiu de l'aïllant. Segons la Llei d'Ohm,

Sense utilitzar una font separada de tensió directa, un voltmetre i un ampermetre per mesurar la tensió i el corrent corresponents, podem utilitzar un potenciómetre indicador directe, que també es coneix localment com a megger.

El megger proporciona la tensió directa (DC) necessària a través de l'aïllant, i també mostra el valor resistiu de l'aïllament directament en rangs M – Ω i G – Ω. Generalment utilitzem un megger de 500 V, 2,5 KV i 5 KV depenent de la resistència dielèctrica de l'aïllament. Per exemple, utilitzem un megger de 500V per mesurar fins a 1,1 KV d'aïllament valuat. Per a transformadors d'alta tensió, altres equips i màquines d'alta tensió, utilitzem un megger de 2,5 o 5 KV depenent del nivell d'aïllament.
Com que tots els aïllants elèctrics són dielèctrics per naturalesa, sempre tenen una propietat capacitiva. A causa d'això, durant l'aplicació de la tensió a través de l'aïllant elèctric, inicialment hi haurà un corrent de càrrega. Però després de alguns instants, quan l'aïllant estigui totalment carregat, el corrent de càrrega capacitiva es converteix en zero. Per això, es recomana mesurar la resistència a l'aïllament almenys un minut (de vegades 15 segons) des de l'instant de l'aplicació de la tensió a través de l'aïllant.

Només mesurar la resistència a l'aïllament amb un megger no sempre dóna un resultat fiable. Com que el valor resistiu d'un aïllant elèctric també pot variar amb la temperatura.
Aquesta dificultat es resol parcialment introduint el test d'índex de polarització o en curt test de valor PI. Discutirem la filosofia darrere el test PI, a continuació.
Quan apliquem una tensió a través d'un aïllant, hi haurà un corrent corresponent a través d'ell. Tot i que aquest corrent és minúscul i es troba en el rang de milliampers o sovint en microampers, té principalment quatre components.

1. Component capacitiva.

2. Component conductora.

3. Component de fuga superficial.

4. Component de polarització.

Discutim-ho un per un.

Component Capacitiva

Quan apliquem una tensió DC a través d'un aïllant, a causa de la seva naturalesa dielèctica, hi haurà un corrent de càrrega inicial elevat a través d'ell. Aquest corrent decreix exponencialment i es converteix en zero després d'alguns instants. Aquest corrent existeix durant els primers 10 segons del test. Però triga gairebé 60 segons a decréixer completament.

Component Conductora

Aquest corrent és purament conductor en naturalesa i flueix a través de l'aïllant com si aquest fos purament resistiu. Aquest corrent és un flux directe d'electrons. Cada aïllant té aquest component de corrent elèctric. Ja que, en la pràctica, tot material en aquest univers persisteix alguna naturalesa conductora. Aquest corrent conductor roman constant durant tot el test.

Component de Fuga Superficial

Degut a la pols, humitat i altres contaminants a la superfície de l'aïllant sòlid, hi ha un petit component de corrent que flueix a través de la superfície externa de l'aïllant.

Component de Polarització

Cada aïllant és hidroscòpic per naturalesa. Algunes molècules de contaminants, principalment com la humitat a l'aïllant, són molt polars. Quan es aplica un camp elèctric a través de l'aïllant, les molècules polars es col·loquen en la direcció del camp elèctric. L'energia necessària per aquesta alineació de les molècules polars, prové de la font de tensió en forma de corrent elèctric. Aquest corrent es diu corrent de polarització. Continua fins que totes les molècules polars estiguin alineades en la direcció del camp elèctric.
Triga aproximadament 10 minuts per alinear les molècules polars en el camp elèctric, i és per això que si prenem el resultat del megger després de 10 minuts, no hi haurà cap efecte de polarització en el resultat del megger.
Així, quan prenem el valor del megger d'un aïllant després d'1 minut, el resultat reflecteix el valor IR que està lliure de l'efecte del component capacitiva del corrent. De nou, quan prenem el valor del megger de l'aïllant després de 10 minuts, el resultat del megger mostra el valor IR, lliure d'efectes tant del component capacitiva com del component de polarització del corrent.

L'índex de polarització és la raó entre el valor del megger pres després de 10 minuts i el valor del megger pres després d'1 minut.
La importància del test d'índex de polarització.
Sigui I el corrent total inicial durant el test d'índex de polarització o test PI.
IC és el corrent capacitiva.
IR és el corrent resistiu o conductor.
IS és el corrent de fuga superficial.
IP és el corrent de polarització de l'aïllant.

El valor del test de resistència a l'aïllament o test de valor IR, és a dir, el valor de la lectura del megger just després d'1 minut del test, és-

El valor del megger del test de 10 minuts, és

Per tant, el resultat del test d'índex de polarització, és

De l'equació anterior, és clar que, si el valor de (IR + IS) >> IP, l'índex de polarització de l'aïllant tendeix a 1. I un gran IR o IS o ambdós indiquen una mala condició de l'aïllament.
El valor de l'índex de polarització esdevé alt si (IR + IS) és molt petit en comparació amb IP. Aquesta equació indica que un índex de polarització alt d'un aïllant implica una bona condició de l'aïllament. Per un bon aïllant, el corrent de fuga resistiu IR és molt petit.
Es desitja sempre tenir un índex de polarització d'un aïllant elèctric superior a 2. És perillos tenir un índex de polarització inferior a 1,5.

Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.