極化指数試験またはPI試験
極化指数試験（PI値試験）と絶縁抵抗試験（IR値試験）は、高電圧の電気機器で絶縁状態を決定するために実施されます。IP試験は特に、絶縁の乾燥度と清潔度を決定するために行われます。
絶縁抵抗試験では、高い直流電圧が絶縁体に適用されます。この適用された電圧は、電流によって絶縁体で割り算され、絶縁体の抵抗値が得られます。オームの法則によれば、
直流電圧用の別個の電源や、対応する電圧計とアンペアメータを使用せずに、電圧と電流を測定するためには、直接表示型のポテンショメータ（地元ではメガーとも呼ばれる）を使用することができます。
メガーは、絶縁体に必要な直流（DC）電圧を提供し、MΩおよびGΩ範囲で絶縁の抵抗値を直接示します。一般的には、絶縁の誘電強度に応じて500V、2.5KV、5KVのメガーを使用します。例えば、1.1KV以下の定格絶縁を測定する場合は500Vのメガーを使用します。高電圧変圧器、その他の高電圧設備や機械の場合、絶縁レベルに応じて2.5KVまたは5KVのメガーを使用します。
すべての電気絶縁体は誘電体であり、常に容量性の特性を持っています。そのため、絶縁体に電圧をかけると最初は充電電流があります。しかし、数瞬後には絶縁体が完全に充電され、容量性充電電流はゼロになります。そのため、絶縁体に電圧をかけた後、少なくとも1分間（時には15秒）後に絶縁抵抗を測定することが推奨されています。
メガーによる絶縁抵抗の測定だけでは、必ずしも信頼性のある結果を得られるわけではありません。電気絶縁体の抵抗値は温度によっても変動する可能性があるからです。
この問題は、極性指数試験または略してPI値試験を導入することで部分的に解決されます。以下でPI試験の哲学について議論します。
絶縁体に電圧をかけると、それに応じた電流が流れます。この電流は非常に小さく、ミリアンペアまたはマイクロアンペア程度ですが、主に4つの成分があります。
容量成分。
伝導成分。
表面漏れ成分。
極化成分。
それぞれについて順に説明します。
容量成分
絶縁体に直流電圧をかけると、その誘電体の性質により、最初に大きな充電電流が流れます。この電流は指数関数的に減少し、ある時間後にゼロになります。この電流は試験開始後の最初の10秒間に存在しますが、約60秒で完全に減少します。
伝導成分
この電流は純粋に伝導性のもので、絶縁体を通る電子の直接的な流れです。すべての絶縁体にはこの種の電流があります。実際には、宇宙中のすべての物質は某种程度の伝導性を持つため、この伝導電流は試験中常に一定です。
表面漏れ成分
固体絶縁体の表面に付着した塵、湿気、その他の汚染物により、絶縁体の外側表面を通過する小さな電流成分があります。
極化成分
すべての絶縁体は吸湿性を持っています。絶縁体内の一部の汚染分子、特に湿気は非常に極性が高いです。絶縁体に電界をかけると、これらの極性分子は電界の方向に整列します。この極性分子の整列に必要なエネルギーは、電圧源から電流の形で供給されます。この電流は極化電流と呼ばれ、すべての極性分子が電界の方向に整列するまで続きます。
極性分子が電界の方向に整列するのに約10分かかるため、10分間のメガー結果を取ると、極化の影響がメガー結果には現れません。
つまり、絶縁体のメガー値を1分間で測定すると、容量成分の電流の影響を受けないIR値が得られます。また、10分間のメガー値を測定すると、容量成分と極化成分の電流の影響を受けないIR値が得られます。
極化指数は、10分間のメガー値を1分間のメガー値で割ったものです。
極化指数試験の重要性。
PI試験または極化指数試験における全初期電流をIとする。
ICは容量電流。
IRは抵抗性または伝導性電流。
ISは表面漏れ電流。
IPは絶縁体の極化電流。
絶縁抵抗試験またはIR値試験の値、すなわち試験開始後1分間でのメガー読み取り値は-
10分間のメガー値は
したがって、極化指数試験の結果は
上記の方程式から、(IR + IS) >> IPの場合、絶縁体のPIは1に近づきます。大きなIRまたはIS、または両方は絶縁の不健康さを示します。
(IR + IS)がIPと比較して非常に小さい場合、PI値は高くなります。この方程式は、絶縁体の高い極化指数は絶縁体の健全性を示すことを意味します。良い絶縁体では、抵抗性漏れ電流IRは非常に小さいです。
電気絶縁体の極化指数は2以上であることが望ましく、1.5未満は危険です。
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