Índice de Polarización ou Proba PI

Teste de Índice de Polarización (Teste de Valor PI) xunto co Teste de Resistencia de Aislamento (Teste de Valor IR) realiza-se en máquinas eléctricas de alta tensión para determinar a condición de servizo do aislamento. O teste IP realiza-se especialmente para determinar a sequedad e limpeza do aislamento.
No teste de resistencia de aislamento, aplica-se unha alta tensión DC voltage ao aislante. Esta tensión aplicada divídese pola corrente a través do aislante eléctrico para obter o valor resistivo do aislante. Segundo a lei de Ohm,

Sen usar unha fonte separada de tensión directa, voltímetro e amperímetro para medir a correspondente tensión e corrente, podemos usar un potenciómetro indicador directo que tamén se chama localmente megger.

O megger dá a tensión directa (DC) necesaria a través do aislante, e tamén mostra o valor resistivo do aislamento directamente no rango de M – Ω e G – Ω. Xeralmente usamos un megger de 500 V, 2.5 KV e 5 KV dependendo da resistencia dieléctrica do aislamento. Por exemplo, usamos un megger de 500V para medir ata 1.1 KV de aislamento clasificado. Para transformadores de alta tensión, outro equipamento e máquinas de alta tensión, usamos un megger de 2.5 ou 5 KV dependendo do nivel de aislamento.
Como todos os aislantes eléctricos son dieléctricos por natureza, sempre teñen unha propiedade capacitiva. Debido a iso, durante a aplicación da tensión a través do aislante eléctrico, inicialmente, haxa unha corrente de carga. Pero despois de uns instantes cando o aislante está totalmente cargado, a corrente de carga capacitiva tornase cero. Polo tanto, recoméndase medir a resistencia de aislamento polo menos despois dun minuto (á veces 15 segundos) desde o instante de aplicación da tensión a través do aislante.

Só medir a resistencia de aislamento con un megger non sempre dá un resultado fiable. Como o valor resistivo dun aislante eléctrico tamén pode variar coa temperatura.
Esta dificultade resólvese parcialmente introducindo o teste de índice de polarización ou, en curto, teste de valor PI. Discutiremos a filosofía detrás do teste PI, a continuación.
Cando aplicamos unha tensión a través dun aislante, haxa unha corrente correspondente a través del. Aínda que esta corrente é diminuta e está no rango de miliamperios ou ás veces en microamperios, ten principalmente catro componentes.

1. Componente capacitivo.

2. Componente conductivo.

3. Componente de fuga superficial.

4. Componente de polarización.

Vexámolo un por un.

Componente Capacitivo

Cando aplicamos unha tensión DC a través dun aislante, debido á súa natureza dieléctrica, haxa unha corrente de carga inicial alta a través del. Esta corrente decréase exponencialmente e converteuse en cero despois de algún tempo. Esta corrente existe nos primeiros 10 segundos do ensaio. Pero leva case 60 segundos para decrescer completamente.

Componente Conductivo

Esta corrente é puramente conductiva en natureza e flúe a través do aislante como se o aislante fose puramente resistivo. Esta corrente é un fluxo directo de electróns. Todo aislante ten este compoñente de corrente eléctrica. xa que, na práctica, todo material neste universo persiste algúns graos de natureza conductiva. Esta corrente conductiva permanece constante durante todo o ensaio.

Componente de Fuga Superficial

Debido ó polvo, humidade e outros contaminantes na superficie do aislante sólido, hai un pequeno compoñente de corrente que flúe a través da superficie externa do aislante.

Componente de Polarización

Todo aislante é hidrófilo por natureza. Algúns moléculas de contaminantes, principalmente como a humidade no aislante, son moi polares. Cando se aplica un campo eléctrico a través do aislante, as moléculas polares alíñanse na dirección do campo eléctrico. A enerxía necesaria para esta alineación de moléculas polares provén da fonte de tensión na forma de corrente eléctrica. Esta corrente chámase corrente de polarización. Continúa ata que todas as moléculas polares se aliñen na dirección do campo eléctrico.
Leva arredor de 10 minutos para alinear as moléculas polares na dirección do campo eléctrico, e é por iso que, se tomamos o resultado do megger durante 10 minutos, non haxa efecto da polarización no resultado do megger.
Así, cando tomamos o valor do megger dun aislante durante 1 minuto, o resultado reflicte o valor IR que está libre do efecto do compoñente capacitivo da corrente. Novamente, cando tomamos o valor do megger do aislante durante 10 minutos, o resultado do megger mostra o valor IR, libre dos efectos dos compoñentes capacitivos e de polarización da corrente.

O índice de polarización é a relación entre o valor do megger tomado durante 10 minutos e o valor do megger tomado durante 1 minuto.
A significancia do teste de índice de polarización.
Sexa I a corrente total inicial durante o teste de índice de polarización ou teste PI.
IC é a corrente capacitiva.
IR é a corrente resistiva ou conductiva.
IS é a corrente de fuga superficial.
IP é a corrente de polarización do aislante.

O valor do teste de resistencia de aislamento ou teste de valor IR, é dicir, o valor da lectura do megger xusto despois de 1 minuto do ensaio, é-

O valor do megger do ensaio de 10 minutos, é

Por tanto, o resultado do teste de índice de polarización, é

Dende a ecuación anterior é claro que, se o valor de (IR + IS) >> IP, o PI do aislante aproxímase a 1. E un gran IR ou IS ou ambos indican a inestabilidade do aislamento.
O valor de PI aumenta se (IR + IS) é moito menor comparado con IP. Esta ecuación indica que un alto índice de polarización dun aislante implica a saúde do aislante. Para un buen aislante, a corrente de fuga resistiva IR é moi pequena.
Sempre é deseable ter un índice de polarización dun aislante eléctrico superior a 2. É perigoso ter un índice de polarización inferior a 1.5.

Declaración: Respetar o orixinal, bons artigos merecen ser compartidos, se hai infringimento, contacte para eliminar.