Polarisatie-index Test of PI Test

Polarisatie-index test (PI-waarde test) samen met isolatieweerstandstest (IR-waarde test) wordt uitgevoerd op een hoogspanningsmachine om de toestand van de isolatie te bepalen. De IP-test wordt specifiek uitgevoerd om de droogheid en reinheid van de isolatie te bepalen.
Bij de isolatieweerstandstest wordt een hoge gelijkstroomspanning aangebracht over de isolator. Deze aangebrachte spanning wordt dan gedeeld door de stroom door de elektrische isolator om de weerstandswaarde van de isolator te verkrijgen. Volgens Ohm's wet,

Zonder gebruik van een aparte bron voor gelijkspanning, voltmeter en ammeter voor het meten van de corresponderende spanning en stroom, kunnen we een direct aangevende potentiometer gebruiken, die ook lokaal megger genoemd wordt.

Megger geeft de benodigde gelijkspanning (DC) over de isolator en toont de weerstandswaarde van de isolatie direct in M – Ω en G – Ω bereik. We gebruiken meestal 500 V, 2,5 kV en 5 kV meggers afhankelijk van de diëlektrische sterkte van de isolatie. Bijvoorbeeld, we gebruiken een 500V megger voor het meten van isolatie tot 1,1 kV. Voor hoogspanningstransformator, andere HV-apparatuur en machines, gebruiken we 2,5 of 5 kV meggers afhankelijk van het isolatieniveau.
Aangezien alle elektrische isolatoren diëlektrisch zijn, hebben ze altijd een capaciteitskenmerk. Daardoor zal er bij het aangeven van de spanning over de elektrische isolator aanvankelijk een laadstroom zijn. Maar na enkele ogenblikken, wanneer de isolator volledig opgeladen is, wordt de capacitaire laadstroom nul. Daarom wordt aangeraden de isolatieweerstand ten minste 1 minuut (soms 15 seconden) na het aangeven van de spanning over de isolator te meten.

Alleen het meten van de isolatieweerstand met een megger levert niet altijd betrouwbare resultaten op. Aangezien de weerstandswaarde van een elektrische isolator ook kan variëren met de temperatuur.
Deze moeilijkheid wordt gedeeltelijk opgelost door de introductie van de polarisatie-index test of kortweg PI-waarde test. We zullen de filosofie achter de PI-test hieronder bespreken.
Wanneer we een spanning aangeven over een isolator, zal er een corresponderende stroom doorheen gaan. Hoewel deze stroom miniem is en in milliampère of soms in microampère bereik ligt, heeft hij voornamelijk vier componenten.

1. Capacitaire component.

2. Geleidende component.

3. Oppervlakte-lekkage component.

4. Polarisatie component.

Laten we deze één voor één bespreken.

Capacitaire Component

Wanneer we een gelijkspanning aangeven over een isolator, zal er vanwege zijn diëlektrische aard een initiële hoge laadstroom doorheen gaan. Deze stroom neemt exponentieel af en wordt na enige tijd nul. Deze stroom bestaat gedurende de eerste 10 seconden van de test. Het duurt echter ongeveer 60 seconden voordat de stroom volledig is afgenomen.

Geleidende Component

Deze stroom is zuiver geleidend van aard en stroomt door de isolator alsof de isolator puur resistief is. Deze stroom is een directe stroom van elektronen. Elke isolator heeft deze component van elektrische stroom. In de praktijk heeft elk materiaal in het universum enig geleidend karakter. Deze geleidende stroom blijft constant tijdens de test.

Oppervlakte-lekkage Component

Door stof, vocht en andere verontreinigingen op het oppervlak van de vaste isolator, is er een kleine component van stroom die door het buitenoppervlak van de isolator loopt.

Polarisatie Component

Elke isolator is hygroscopisch van aard. Sommige verontreinigingsmoleculen, vooral vocht in de isolator, zijn zeer polair. Wanneer een elektrisch veld over de isolator wordt aangebracht, aligneren de poolmoleculen zich langs de richting van het elektrisch veld. De energie die nodig is voor deze alignment van de poolmoleculen, komt van de spanningsbron in de vorm van elektrische stroom. Deze stroom wordt polarisatiestroom genoemd. Deze stroom gaat door totdat alle poolmoleculen zich hebben gealigneerd langs de richting van het elektrisch veld.
Het duurt ongeveer 10 minuten om de poolmoleculen langs het elektrisch veld te aligneren, en daarom, als we het megger-resultaat voor 10 minuten nemen, zal er geen effect van de polarisatie in het megger-resultaat zijn.
Dus, wanneer we de meggerwaarde van een isolator voor 1 minuut nemen, reflecteert het resultaat de IR-waarde die vrij is van het effect van de capacitaire component van de stroom. Opnieuw, wanneer we de meggerwaarde van de isolator voor 10 minuten nemen, toont het megger-resultaat de IR-waarde, vrij van de effecten van zowel de capacitaire component als de polarisatiecomponent van de stroom.

De polarisatie-index is het verhouding van de meggerwaarde genomen voor 10 minuten tot de meggerwaarde genomen voor 1 minuut.
De betekenis van de polarisatie-index test.
Laat I de totale initiële stroom tijdens de polarisatie-index test of PI-test zijn.
IC is de capacitaire stroom.
IR is de resistieve of geleidende stroom.
IS is de oppervlakte-lekkage stroom.
IP is de polarisatiestroom van de isolator.

De waarde van de isolatieweerstandstest of IR-waarde test, d.w.z. de meggerwaarde direct na 1 minuut van de test, is-

De meggerwaarde van de 10-minutentest, is

Dus, het resultaat van de polarisatie-index test, is

Uit de bovenstaande vergelijking is duidelijk dat, als de waarde van (IR + IS) >> IP, de PI van de isolator nadert naar 1. En grote IR of IS of beide wijzen op slechte isolatie.
De waarde van PI wordt hoog als (IR + IS) erg klein is ten opzichte van IP. Deze vergelijking geeft aan dat een hoge polarisatie-index van een isolator impliceert dat de isolator gezond is. Voor een goede isolator is de geleidende lekkagestroom IR zeer klein.
Het is altijd gewenst dat de polarisatie-index van een elektrische isolator hoger is dan 2. Het is riskant om een polarisatie-index kleiner dan 1,5 te hebben.

Verklaring: Eerbiedig het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, indien er sprake is van inbreuk, neem dan contact op voor verwijdering.