Индекс поляризации или тест PI
Тест на индекс поляризации (тест на значение PI) вместе с тестом на сопротивление изоляции (тест на значение IR) проводится на высоковольтных электрических машинах для определения состояния изоляции. Тест IP проводится особенно для определения сухости и чистоты изоляции.
В тесте на сопротивление изоляции применяется высокое постоянное напряжение на изолятор. Это приложенное напряжение затем делится на ток через электрический изолятор, чтобы получить резистивное значение изолятора. Поскольку, согласно закону Ома,
Без использования отдельного источника для прямого напряжения, вольтметра и амперметра для измерения соответствующего напряжения и тока, мы можем использовать прямой указывающий потенциометр, который также называется меггер.
Меггер обеспечивает необходимое прямое (постоянное) напряжение на изоляторе, и он также показывает резистивное значение изоляции непосредственно в диапазоне М – Ω и Г – Ω. Обычно мы используем меггеры на 500 В, 2,5 кВ и 5 кВ, в зависимости от диэлектрической прочности изоляции. Например, мы используем меггер на 500 В для измерения изоляции до 1,1 кВ. Для высоковольтных трансформаторов, другого высоковольтного оборудования и машин, мы используем меггер на 2,5 или 5 кВ, в зависимости от уровня изоляции.
Поскольку все электрические изоляторы по своей природе являются диэлектриками, они всегда имеют емкостные свойства. Из-за этого, при приложении напряжения на электрический изолятор, вначале будет зарядный ток. Но после нескольких мгновений, когда изолятор полностью заряжен, емкостный зарядный ток становится равным нулю. Поэтому рекомендуется измерять сопротивление изоляции как минимум через 1 минуту (иногда 15 секунд) после приложения напряжения на изолятор.
Только измерение сопротивления изоляции меггером не всегда дает надежный результат. Поскольку резистивное значение электрического изолятора может также меняться с температурой.
Эта проблема частично решается путем введения теста на индекс поляризации или, коротко, теста на значение PI. Мы обсудим философию за тестом PI, ниже.
Когда мы прикладываем напряжение на изолятор, будет соответствующий ток через него. Хотя этот ток очень мал и находится в диапазоне миллиампер или иногда микромампер, он имеет в основном четыре компонента.
Емкостный компонент.
Проводящий компонент.
Компонент поверхностной утечки.
Поляризационный компонент.
Рассмотрим каждый из них.
Емкостный компонент
Когда мы прикладываем постоянное напряжение на изолятор, из-за его диэлектрической природы, будет начальный высокий зарядный ток через него. Этот ток экспоненциально затухает и становится равным нулю через некоторое время. Этот ток существует в течение первых 10 секунд теста. Однако ему требуется около 60 секунд, чтобы полностью затухнуть.
Проводящий компонент
Этот ток является чисто проводящим по своей природе и проходит через изолятор, как если бы изолятор был чисто резистивным. Этот ток представляет собой прямой поток электронов. Каждый изолятор имеет этот компонент электрического тока. Поскольку, на практике, каждый материал в этом мире имеет некоторую проводящую природу. Этот проводящий ток остается постоянным на протяжении всего теста.
Компонент поверхностной утечки
Из-за пыли, влаги и других загрязнителей на поверхности твердого изолятора, есть один небольшой компонент тока, который проходит по внешней поверхности изолятора.
Поляризационный компонент
Каждый изолятор гигроскопичен по своей природе. Некоторые молекулы загрязнителей, такие как влага в изоляторе, очень полярны. Когда электрическое поле прикладывается к изолятору, полярные молекулы выстраиваются в направлении электрического поля. Энергия, необходимая для этой ориентации полярных молекул, поступает от источника напряжения в виде электрического тока. Этот ток называется поляризационным. Он продолжается до тех пор, пока все полярные молекулы не выстроятся в направлении электрического поля.
На выравнивание полярных молекул вдоль электрического поля уходит около 10 минут, и поэтому, если мы возьмем результат меггера через 10 минут, влияние поляризации на результат меггера будет отсутствовать.
Поэтому, когда мы измеряем значение меггера изолятора через 1 минуту, результат отражает значение IR, свободное от влияния емкостного компонента тока. Снова, когда мы измеряем значение меггера изолятора через 10 минут, результат меггера показывает значение IR, свободное от влияния обоих компонентов — емкостного и поляризационного.
Индекс поляризации — это отношение значения меггера, взятого через 10 минут, к значению меггера, взятому через 1 минуту.
Значимость теста на индекс поляризации.
Пусть I — это общее начальное значение тока во время теста на индекс поляризации или теста PI.
IC — это емкостный ток.
IR — это резистивный или проводящий ток.
IS — это поверхностный ток утечки.
IP — это поляризационный ток изолятора.
Значение теста на сопротивление изоляции или теста на значение IR, то есть значение показаний меггера сразу после 1 минуты теста, составляет-
Значение меггера 10-минутного теста, составляет
Следовательно, результат теста на индекс поляризации, составляет
Из вышеуказанного уравнения ясно, что, если значение (IR + IS) >> IP, индекс поляризации изолятора приближается к 1. И большое значение IR или IS или оба указывают на нездоровье изоляции.
Значение индекса поляризации становится высоким, если (IR + IS) очень мало по сравнению с IP. Это уравнение указывает, что высокий индекс поляризации изолятора означает его здоровье. Для хорошего изолятора резистивный ток утечки IR очень мал.
Всегда желательно, чтобы индекс поляризации электрического изолятора был более 2. Опасно, если индекс поляризации менее 1,5.
Заявление: Уважайте оригинальные, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
