מבחן מדד הקיטוב או מבחן PI

מבחן מדד הקיטוב (מבחן ערך PI) יחד עם מבחן התנגדות ההפרדה (מבחן ערך IR) מתבצע על מכונות חשמל בעומס גבוה כדי לקבוע את מצב השירות של ההפרדה. מבחן IP מתבצע במיוחד כדי לקבוע את יבשות והיגייניות ההפרדה.
במבחן התנגדות ההפרדה, מופעל מתח DC גבוה על ההפרדה. המתח המופעל מחולק בזרם דרך ההפרדה החשמלית כדי לקבל את ערך ההתנגדות של ההפרדה. מכיוון שמכפלי אום,

מבלי להשתמש במקור נפרד עבור מתח ישיר, וולטמטר ואמפרמטר למדידת המתח והזרם המתאימים, ניתן להשתמש בוולטמטר ישיר שנקרא גם מגר.

המגר נותן מתח ישיר (DC) הנדרש על ההפרדה והוא גם מראה את ערך ההתנגדות של ההפרדה ישירות במג'ה-Ω ובג'יגה-Ω. בדרך כלל אנו משתמשים במגר של 500V, 2.5KV ו-5KV בהתאם לחוזק הדיאלקטרי של ההפרדה. למשל, אנו משתמשים במגר של 500V למדידת הפרדה עד למגנה של 1.1KV. עבור טרנספורטר מתח גבוה, ציוד מתח גבוה אחר ומכונות, אנו משתמשים במגר של 2.5 או 5KV בהתאם לרמת ההפרדה.
מאחר וכל הפרדות חשמליות הן דיאלקטיות בטבען, הן תמיד יש להן תכונה קפיצית. בשל כך, במהלך האפלת המתח על ההפרדה החשמלית, יהיה בהתחלה זרם טעינה. אבל אחרי כמה רגעים כאשר ההפרדה הופכת להיות טעונה לחלוטין, הזרם הקפיצי הופך לאפס. מסיבה זו מומלץ למדוד התנגדות הפרדה לפחות לאחר דקה אחת (לפעמים 15 שניות) מהרגע שבו מופעל המתח על ההפרדה.

רק מדידת התנגדות הפרדה באמצעות מגר אינה תמיד נותנת תוצאה אמינה. מכיוון שערכו של התנגדות חשמלית עשוי להשתנות עם הטמפרטורה.
הבעיה הזו מתגברת חלקית על ידי הצגת מבחן מדד הקיטוב או בקיצור מבחן ערך PI. נדון בתורתו של מבחן PI בהמשך.
כאשר מפעילים מתח על הפרדה, יהיה זרם מתאים דרך זה. למרות שהזרם הזה קטן מאוד ובקטגוריה של מיליאאמפר או לפעמים מיקרואמפר, הוא מורכב בעיקר מארבעה מרכיבים.

1. מרכיב קפיצי.

2. מרכיב מוליך.

3. מרכיב דליפה פנימית.

4. מרכיב קיטוב.

נדבר על כל אחד מהם.

מרכיב קפיצי

כאשר מפעילים מתח DC על הפרדה, בשל טבעה הדיאלקטי, יהיה בהתחלה זרם טעינה גבוה דרך זה. הזרם מתפרק באופן אקספוננציאלי והופך לאפס לאחר זמן מסוים. הזרם קיים בשלושת העשרים השניות הראשונות של המבחן. אך לוקח כ-60 שניות להתפרק לחלוטין.

מרכיב מוליך

הזרם הזה הוא בברור מוליך ומגיע דרך הפרדה כאילו היא פשוטה וmolciva. זהו זרם ישיר של אלקטרונים. לכל הפרדה יש מרכיב זה של זרם חשמלי. מכיוון שבמציאות כל חומר ביקום יש לו מרכיב מוליכי. הזרם המוליכי נשאר קבוע לאורך כל המבחן.

מרכיב דליפה פנימית

בגלל אבק, לחות ושאר מזהמים על פני הפרדה מוצקה, יש מרכיב קטן של זרם שנע דרך פני הפרדה החיצוניים.

מרכיב קיטוב

כל הפרדה היא היגרוסקופית בטבעה. חלק מהמולקולות המזהמות, בעיקר כמו לחות בהפרדה, הם מאוד קוטביים. כאשר מפעילים שדה חשמלי על הפרדה, המולקולות הקוטביות מאלפות את עצמן לאורך כיוון השדה החשמלי. האנרגיה הנדרשת לתהליך האלפי של מולקולות קוטביות, מגיעה ממקור המתח בצורה של זרם חשמלי. זרם זה נקרא זרם קיטוב. הוא ממשיך עד שכל המולקולות הקוטביות מאלפות את עצמן לאורך כיוון השדה החשמלי.
זה לוקח בערך 10 דקות לאלף את המולקולות הקוטביות לאורך השדה החשמלי, ולכן אם ניקח את תוצאת המגר במשך 10 דקות, לא יהיה השפעה של קיטוב בתוצאת המגר.
אז כשניקח את ערך המגר של הפרדה במשך דקה אחת, התוצאות משקפות את ערך IR שמוגדר ללא השפעת מרכיב הזרם הקפיצי. שוב כשניקח את ערך המגר של הפרדה במשך 10 דקות, תוצאת המגר מראה את ערך IR, ללא השפעת שני המרכיבים - הקפיצי והקיטובי של הזרם.

מדד הקיטוב הוא היחס בין ערך המגר שנקבע ל-10 דקות לבין ערך המגר שנקבע לדקה אחת.
המשמעות של מבחן מדד הקיטוב.
תהי I הסכום הכולל של הזרם ההתחלתי במהלך מבחן מדד הקיטוב או מבחן PI.
I_C הוא הזרם הקפיצי.
I_R הוא הזרם הרזיסיבי או מוליך.
I_S הוא זרם הדליפה הפנימי.
I_P הוא זרם הקיטוב של ההפרדה.

ערך מבחן התנגדות ההפרדה או מבחן ערך IR, כלומר ערך קריאת המגר מיד אחרי דקה אחת של המבחן, הוא-

ערך המגר של מבחן 10 דקות, הוא-

לכן, תוצאת מבחן מדד הקיטוב, היא-

מהמשוואה לעיל ברור כי, אם ערך (I_R + I_S) >> I_P, מדד הקיטוב של ההפרדה מתקרב ל-1. ו-I_R גדול או I_S גדול או שניהם מצביעים על מצב לא בריא של ההפרדה.
ערך מדד הקיטוב נהיה גבוה אם (I_R + I_S) קטן מאוד בהשוואה ל-I_P. המשוואה מצביעה על כך שמדד קיטוב גבוה של הפרדה מרמז על בריאות הפרדה. עבור הפרדה טובה, זרם הדליפה הרזיסיבי I_R הוא מאוד קטן.
תמיד מומלץ שיהיה מדד קיטוב של הפרדה חשמלית מעל 2. זה מסוכן אם מדד הקיטוב יהיה מתחת ל-1.5.

הצהרה: לכבוד המקור, מאמרים טובים ראוים לחלוקה, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר למחיקה.