د پولاریزاسیون شاخص ټیست يا PI ټیست

آزمون شاخص قطبش (آزمون مقدار PI) همراه با آزمون مقاومت عایق (آزمون مقدار IR) بر روی ماشین‌های الکتریکی فشار بالا انجام می‌شود تا وضعیت خدماتی عایق تعیین شود. آزمون IP به خصوص برای تعیین خشکی و تمیز بودن عایق انجام می‌شود.
در آزمون مقاومت عایق، ولتاژ مستقیم (DC) بالا بر روی عایق اعمال می‌شود. این ولتاژ اعمال شده سپس بر جریان از طریق عایق الکتریکی تقسیم می‌شود تا مقدار مقاومت عایق به دست آید. چون، بر اساس قانون اهم،

بدون استفاده از منبع جداگانه برای ولتاژ مستقیم، ولتمتر و آمپرمتر برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان متناظر، می‌توان از پتانسیومتر مستقیم نشان‌دهنده که محلی به آن مگر گفته می‌شود، استفاده کرد.

مگر ولتاژ مستقیم (DC) مورد نیاز را بر روی عایق اعمال می‌کند و مقاومت عایق را به طور مستقیم در محدوده M – Ω و G – Ω نشان می‌دهد. معمولاً از مگر 500 V، 2.5 KV و 5 KV بر اساس قدرت دی الکتریک عایق استفاده می‌کنیم. به عنوان مثال، از مگر 500V برای اندازه‌گیری عایق با رتبه حداکثر 1.1 KV استفاده می‌کنیم. برای ترانسفورماتور فشار بالا، تجهیزات و ماشین‌های دیگر فشار بالا، از مگر 2.5 یا 5 KV بر اساس سطح عایق استفاده می‌کنیم.
چون تمام عایق‌های الکتریکی از نظر طبیعت دی الکتریک هستند، همیشه خاصیت ظرفیتی دارند. به دلیل این موضوع، در زمان اعمال ولتاژ بر روی عایق الکتریکی، ابتدا جریان شارژ وجود دارد. اما پس از چند لحظه وقتی عایق کاملا شارژ شده، جریان شارژ ظرفیتی صفر می‌شود. به همین دلیل توصیه می‌شود که مقاومت عایق حداقل 1 دقیقه (گاهی 15 ثانیه) پس از لحظه اعمال ولتاژ بر روی عایق اندازه‌گیری شود.

فقط اندازه‌گیری مقاومت عایق توسط مگر همیشه نتیجه قابل اعتمادی نمی‌دهد. چون مقدار مقاومت یک عایق الکتریکی ممکن است با دمای محیط متغیر باشد.
این مشکل تا حدی با معرفی آزمون شاخص قطبش یا به اختصار آزمون مقدار PI حل می‌شود. فلسفه پشت آزمون PI را در ادامه بررسی خواهیم کرد.
وقتی یک ولتاژ بر روی یک عایق اعمال می‌شود، جریان متناظری از طریق آن عبور می‌کند. اگرچه این جریان بسیار کوچک است و در محدوده میلی‌آمپر یا گاهی اوقات میکروآمپر است، اما چهار مؤلفه اصلی دارد.

1. مؤلفه ظرفیتی.

2. مؤلفه هدایتی.

3. مؤلفه نشت سطحی.

4. مؤلفه قطبش.

بیایید یک به یک آنها را بررسی کنیم.

مؤلفه ظرفیتی

وقتی یک ولتاژ DC بر روی یک عایق اعمال می‌شود، به دلیل طبیعت دی الکتریک آن، جریان شارژ اولیه بالا از طریق آن عبور می‌کند. این جریان به صورت نمایی کاهش می‌یابد و پس از مدتی صفر می‌شود. این جریان در 10 ثانیه اول آزمون وجود دارد. اما حدود 60 ثانیه طول می‌کشد تا کاملاً کاهش یابد.

مؤلفه هدایتی

این جریان به طور کامل هدایتی است و از طریق عایق مانند یک عایق کاملاً مقاوم عبور می‌کند. این جریان جریان مستقیم الکترون‌ها است. هر عایق این مؤلفه از جریان الکتریکی را دارد. چون در عمل، هر ماده‌ای در این کیهان به نوعی خاصیت هدایتی دارد. این جریان هدایتی در طول آزمون ثابت می‌ماند.

مؤلفه نشت سطحی

به دلیل غبار، رطوبت و آلاینده‌های دیگر روی سطح عایق جامد، یک مؤلفه کوچک از جریان از طریق سطح خارجی عایق عبور می‌کند.

مؤلفه قطبش

هر عایق از نظر طبیعت هیگروسکوپیک است. برخی از مولکول‌های آلوده، به ویژه رطوبت در عایق بسیار قطبی هستند. وقتی یک میدان الکتریکی بر روی عایق اعمال می‌شود، مولکول‌های قطبی خود را در جهت میدان الکتریکی تراز می‌کنند. انرژی مورد نیاز برای تراز شدن مولکول‌های قطبی، از منبع ولتاژ به صورت جریان الکتریکی می‌آید. این جریان به نام جریان قطبش نامیده می‌شود. این جریان تا زمانی ادامه دارد که تمام مولکول‌های قطبی خود را در جهت میدان الکتریکی تراز کنند.
تقریباً 10 دقیقه طول می‌کشد تا مولکول‌های قطبی در جهت میدان الکتریکی تراز شوند، و به همین دلیل اگر نتیجه مگر را برای 10 دقیقه بگیریم، تأثیر قطبش در نتیجه مگر وجود ندارد.
بنابراین، وقتی مقدار مگر یک عایق را برای 1 دقیقه می‌گیریم، نتیجه، مقدار IR را که از تأثیر مؤلفه ظرفیتی جریان آزاد است، نشان می‌دهد. دوباره وقتی مقدار مگر عایق را برای 10 دقیقه می‌گیریم، نتیجه مگر مقدار IR را که از تأثیر هر دو مؤلفه ظرفیتی و قطبش جریان آزاد است، نشان می‌دهد.

شاخص قطبش نسبت مقدار مگر گرفته شده برای 10 دقیقه به مقدار مگر گرفته شده برای 1 دقیقه است.
اهمیت آزمون شاخص قطبش.
فرض کنید I جریان کل اولیه در طول آزمون شاخص قطبش یا آزمون PI باشد.
IC جریان ظرفیتی است.
IR جریان مقاومتی یا هدایتی است.
IS جریان نشت سطحی است.
IP جریان قطبش عایق است.

مقدار آزمون مقاومت عایق یا آزمون مقدار IR، یعنی مقدار خواندن مگر فقط پس از 1 دقیقه آزمون، است-

مقدار مگر آزمون 10 دقیقه‌ای، است

بنابراین، نتیجه آزمون شاخص قطبش، است

از معادله فوق مشخص است که اگر مقدار (IR + IS) >> IP، شاخص قطبش عایق به 1 نزدیک می‌شود. و IR یا IS یا هر دو بزرگ نشان‌دهنده عدم سلامت عایق است.
مقدار PI زمانی بالا می‌شود که (IR + IS) بسیار کوچک در مقایسه با IP باشد. این معادله نشان می‌دهد که شاخص قطبش بالای یک عایق نشان‌دهنده سلامت عایق است. برای عایق خوب، جریان نشت مقاومتی IR بسیار کوچک است.
همیشه مطلوب است که شاخص قطبش یک عایق الکتریکی بیش از 2 باشد. داشتن شاخص قطبش کمتر از 1.5 خطرناک است.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.