Test polarizačního indexu nebo PI test
Polarizační indexový test (PI hodnotový test) spolu s Testem izolačního odporu (IR hodnotový test) se provádí na vysokonapěťových elektrických strojích pro určení stavu izolace. IP test se provádí zejména pro určení suchosti a čistoty izolace.
V testu izolačního odporu se aplikuje vysoké stejnosměrné napětí přes izolátor. Toto aplikované napětí se poté dělí proudem, který prochází elektrickým izolátorem, aby byla získána odporová hodnota izolátoru. Podle Ohmovu zákona,
Bez použití samostatného zdroje stejnosměrného napětí, voltmetru a ammeteru pro měření odpovídajícího napětí a proudu, můžeme použít přímý ukazatel potenciometr, který se také lokálně nazývá megger.
Megger poskytuje požadované stejnosměrné (DC) napětí přes izolátor a také přímo ukazuje odporovou hodnotu izolace v rozmezí M – Ω a G – Ω. Obvykle používáme 500 V, 2,5 kV a 5 kV megger podle dielektrické síly izolace. Například, používáme 500V megger pro měření až do 1,1 kV nominální izolace. Pro vysokonapěťové transformátory, jiné vysokonapěťové zařízení a stroje, používáme 2,5 nebo 5 kV megger podle úrovně izolace.
Jelikož jsou všechny elektrické izolátory dielektrické povahy, mají vždy kapacitní vlastnosti. Z tohoto důvodu, během aplikace napětí přes elektrický izolátor, bude počátečně docházet k nabíjecímu proudu. Po několika okamžicích, kdy izolátor bude úplně nabité, kapacitní nabíjecí proud bude nulový. Proto se doporučuje měřit izolační odpor alespoň po 1 minutě (někdy 15 sekundách) od okamžiku aplikace napětí přes izolátor.
Jen měření izolačního odporu pomocí meggeru nemusí vždy dávat spolehlivý výsledek. Jelikož odporová hodnota elektrického izolátoru může také kolísat s teplotou.
Tento problém je částečně vyřešen zavedením polarizačního indexového testu nebo stručně PI hodnotového testu. Diskutujeme filozofii za PI testem, níže.
Když aplikujeme napětí přes izolátor, bude k odpovídajícímu proudu. Ačkoli tento proud je malý a nachází se v miliamperovém nebo někdy v mikroamperovém rozsahu, má hlavně čtyři komponenty.
Kapacitní komponenta.
Konduktivní komponenta.
Komponenta povrchového unikání.
Polarizační komponenta.
Diskutujme o každé jednotlivě.
Kapacitní komponenta
Když aplikujeme stejnosměrné napětí přes izolátor, kvůli jeho dielektrické povaze, bude počátečně vysoký nabíjecí proud. Tento proud exponenciálně klesá a stane se nulový po nějaké době. Tento proud existuje počátečně 10 sekund testu. Ale trvá téměř 60 sekund, než se úplně vytratí.
Konduktivní komponenta
Tento proud je čistě konduktivní povahy a prochází izolátorem, jako by byl izolátor čistě odporový. Tento proud je přímý tok elektronů. Každý izolátor má tuto komponentu elektrického proudu. V praxi má každý materiál v tomto vesmíru nějakou konduktivní povahu. Tento konduktivní proud zůstává konstantní po celou dobu testu.
Komponenta povrchového unikání
Z důvodu prachu, vlhkosti a jiných kontaminantů na povrchu pevného izolátoru, je malá komponenta proudu, který prochází vnější povrchem izolátoru.
Polarizační komponenta
Každý izolátor je hygroskopické povahy. Některé kontaminantní molekuly, zejména vlhkost v izolátoru, jsou velmi polarizované. Když je aplikován elektrické pole přes izolátor, polarizované molekuly se zarovnají podél směru elektrického pole. Energie potřebná pro toto zarovnání polarizovaných molekul pochází z zdroje napětí ve formě elektrického proudu. Tento proud se nazývá polarizační proud. Pokračuje, dokud se všechny polarizované molekuly nezarovnají podél směru elektrického pole.
Trvá asi 10 minut, než se polarizované molekuly zarovnají podél elektrického pole, a proto pokud vezmeme výsledek meggeru po 10 minutách, nebude mít polarizace žádný vliv na výsledek meggeru.
Tedy, když vezmeme hodnotu meggeru izolátoru po 1 minutě, výsledek odráží IR hodnotu, která je volná od vlivu kapacitní komponenty proudu. Opět, když vezmeme hodnotu meggeru izolátoru po 10 minutách, výsledek meggeru ukazuje IR hodnotu, která je volná od vlivu jak kapacitní, tak polarizační komponenty proudu.
Polarizační index je poměr hodnoty meggeru po 10 minutách k hodnotě meggeru po 1 minutě.
Význam polarizačního indexového testu.
Nechť I je celkový počáteční proud během polarizačního indexového testu nebo PI testu.
IC je kapacitní proud.
IR je odporový nebo konduktivní proud.
IS je povrchový unikající proud.
IP je polarizační proud izolátoru.
Hodnota testu izolačního odporu nebo IR hodnotového testu, tj. hodnota čtení meggeru hned po 1 minutě testu, je-
Hodnota meggeru 10minutového testu, je
Proto výsledek polarizačního indexového testu, je
Z výše uvedené rovnice je zřejmé, že pokud je hodnota (IR + IS) >> IP, polarizační index izolátoru se blíží k 1. A velké IR nebo IS nebo oba naznačují nezdravý stav izolace.
Hodnota PI se zvýší, pokud (IR + IS) je velmi malá v porovnání s IP. Tato rovnice naznačuje, že vysoký polarizační index izolátoru znamená zdravý stav izolace. Pro dobrý izolátor je odporový unikající proud IR velmi malý.
Vždy je žádoucí mít polarizační index elektrického izolátoru vyšší než 2. Je nebezpečné mít polarizační index nižší než 1,5.
Prohlášení: Respektujte původ, doporučené články jsou hodné sdílení, jestliže dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odstranění.
