Індекс поляризації або тест PI

Тест поляризаційного індексу (тест значення PI) разом з тестом опору ізоляції (тест значення IR) проводиться на високовольтових електричних апаратах для визначення стану ізоляції. Тест IP проводиться особливо для визначення сухості та чистоти ізоляції.
У тесті опору ізоляції застосовується високе постійне напруга на ізолятор. Ця застосована напруга потім ділиться на струм через електричний ізолятор для отримання опору ізолятора. Оскільки, згідно з законом Ома,

Без використання окремого джерела постійного напруги, вольтметра та амперметра для вимірювання відповідної напруги та струму, ми можемо використовувати прямий показуючий потовіметр, який також називають меггер.

Меггер дає необхідну постійну (DC) напругу на ізолятор, і він також показує опір ізоляції безпосередньо у діапазоні M – Ω та G – Ω. Зазвичай ми використовуємо меггер 500 В, 2,5 КВ та 5 КВ, залежно від диелектричної стійкості ізоляції. Наприклад, ми використовуємо меггер 500 В для вимірювання до 1,1 КВ номінальної ізоляції. Для високовольтових трансформаторів, іншого високовольтового обладнання та машин, ми використовуємо меггер 2,5 або 5 КВ, залежно від рівня ізоляції.
Оскільки всі електричні ізолятори є диелектриками, вони завжди мають ємкісні властивості. Через це, під час застосування напруги на електричний ізолятор, спочатку буде зарядний струм. Але після кількох моментів, коли ізолятор повністю зарядиться, ємкісний зарядний струм стає нульовим. Через це рекомендується вимірювати опір ізоляції принаймні через 1 хвилину (иноді 15 секунд) з моменту застосування напруги на ізолятор.

Лише вимірювання опору ізоляції меггером не завжди дає надійний результат. Оскільки опір електричного ізолятора також може змінюватися з температурою.
Ця проблема частково вирішується введенням тесту поляризаційного індексу або коротко тесту значення PI. Ми обговоримо філософію за тестом PI, нижче.
Коли ми застосовуємо напругу на ізолятор, буде відповідний струм через нього. Хоча цей струм є малим і він знаходиться у міліамперному або іноді в мікроамперному діапазоні, він має основні чотири компоненти.

1. Ємкісний компонент.

2. Провідний компонент.

3. Поверхневий струм витеку.

4. Поляризаційний компонент.

Давайте обговоримо кожен з них.

Ємкісний компонент

Коли ми застосовуємо постійну напругу на ізолятор, через його диелектричну природу, буде початковий великий зарядний струм через нього. Цей струм спадає експоненціально і стає нульовим після деякого часу. Цей струм існує протягом перших 10 секунд тесту. Але йому потрібно близько 60 секунд, щоб повністю спадти.

Провідний компонент

Цей струм є чисто провідним за природою, який проходить через ізолятор, як якби ізолятор був чисто резистивним. Цей струм є прямим потоком електронів. У кожному ізоляторі є цей компонент електричного струму. Оскільки, на практиці, кожен матеріал у цьому світі має якусь провідну природу. Цей провідний струм залишається постійним протягом всього тесту.

Поверхневий струм витеку

Завдяки пилу, вологі та іншим забруднювачам на поверхні твердого ізолятора, є невеликий компонент струму, який проходить через зовнішню поверхню ізолятора.

Поляризаційний компонент

Кожен ізолятор є гігроскопічним за природою. Деякі молекули забруднювачів, особливо волога, є дуже полярними. Коли застосовується електричне поле на ізолятор, полярні молекули вирівнюються вздовж напрямку електричного поля. Енергія, необхідна для цього вирівнювання полярних молекул, походить від джерела напруги у формі електричного струму. Цей струм називається поляризаційним струмом. Він триває до тих пір, поки всі полярні молекули не вирівняються вздовж напрямку електричного поля.
На вирівнювання полярних молекул вздовж електричного поля потрібно близько 10 хвилин, тому, якщо ми беремо результат меггеру на 10 хвилин, немає впливу поляризації на результат меггеру.
Отже, коли ми беремо значення меггеру ізолятора через 1 хвилину, результат відображає значення IR, яке вільне від впливу ємкісного компонента струму. Знову ж таки, коли ми беремо значення меггеру ізолятора через 10 хвилин, результат меггеру показує значення IR, вільне від впливу як ємкісного, так і поляризаційного компонентів струму.

Поляризаційний індекс — це співвідношення значення меггеру, взятого через 10 хвилин, до значення меггеру, взятого через 1 хвилину.
Значення тесту поляризаційного індексу.
Нехай I — загальний початковий струм під час тесту поляризаційного індексу або тесту PI.
IC — ємкісний струм.
IR — опорний або провідний струм.
IS — поверхневий струм витеку.
IP — поляризаційний струм ізолятора.

Значення тесту опору ізоляції або тесту значення IR, тобто значення показання меггеру прямо після 1 хвилини тесту, є-

Значення меггеру 10-хвилинного тесту, є

Отже, результат тесту поляризаційного індексу, є

З вищенаведеного рівняння видно, що, якщо значення (IR + IS) >> IP, поляризаційний індекс ізолятора наближається до 1. А великий IR або IS або обидва вказують на нездоров'я ізоляції.
Значення PI стає високим, якщо (IR + IS) дуже мале порівняно з IP. Це рівняння вказує, що високий поляризаційний індекс ізолятора означає здоров'я ізолятора. Для добреї ізоляції опорний струм витеку IR є дуже малим.
Завжди бажано мати поляризаційний індекс електричного ізолятора більше 2. Небезпечним є мати поляризаційний індекс менше 1,5.

Заява: Поважайте оригінал, добри статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав будь ласка зверніться для видалення.