Warum ist es notwendig den Absorptionsverhältnis von elektrischen Geräten zu messen

Der Absorptionsverhältnis wird wie folgt definiert: Bei der Bedienung eines Megohmmeters (Isolationswiderstandsmessgerät) drehen Sie den Griff mit einer Geschwindigkeit von 120 Umdrehungen pro Minute. Notieren Sie den Isolationswiderstandswert nach 15 Sekunden (R15) und dann nach 60 Sekunden (R60). Das Absorptionsverhältnis wird mithilfe der Formel berechnet:

Absorptionsverhältnis = R60 / R15, welches größer oder gleich 1,3 sein sollte.

Die Messung des Absorptionsverhältnisses hilft dabei festzustellen, ob die Isolierung elektrischer Geräte feucht ist. Wenn das Isoliermaterial trocken ist, ist der Leckstromanteil sehr gering, und der Isolationswiderstand wird hauptsächlich durch den Ladungs- (kapazitiven) Strom bestimmt. Nach 15 Sekunden ist der Ladestrom noch relativ groß, was zu einem kleineren Isolationswiderstands-Wert (R15) führt. Nach 60 Sekunden hat sich aufgrund der dielektrischen Absorptionscharakteristika des Isoliermaterials der Ladestrom erheblich abgeschwächt, was zu einem größeren Isolationswiderstands-Wert (R60) führt. Daher ist das Absorptionsverhältnis relativ hoch.

Wenn jedoch die Isolierung feucht ist, nimmt der Leckstromanteil signifikant zu. Der zeitabhängige Ladestrom wird weniger dominant, und der Isolationswiderstand zeigt über die Zeit hinweg wenig Veränderung. Als Ergebnis nähern sich R60 und R15 einander stark an, was bedeutet, dass das Absorptionsverhältnis abnimmt.

Daher kann der gemessene Wert des Absorptionsverhältnisses eine vorläufige Beurteilung darüber geben, ob die Isolierung elektrischer Geräte feucht ist.

Der Absorptionsverhältnistest eignet sich für Geräte mit relativ großer Kapazität, wie Motoren und Transformatoren, und sollte in Zusammenhang mit den spezifischen Umgebungsbedingungen des Geräts interpretiert werden. Die allgemeine Regel lautet, dass bei nicht feuchter Isolierung das Absorptionsverhältnis K ≥ 1,3 beträgt. Für Geräte mit sehr geringer Kapazität (z.B. Isolatoren) stabilisiert sich der Isolationswiderstands-Wert innerhalb weniger Sekunden und steigt nicht weiter an – was keinen signifikanten Absorptions-Effekt anzeigt. Daher ist es unnötig, einen Absorptionsverhältnistest an solchen Geräten mit geringer Kapazität durchzuführen.

Für Proben mit hoher Kapazität legen relevante nationale und internationale Standards fest, dass stattdessen der Polarisationsindex (PI), definiert als R10min / R1min, verwendet werden kann.

Die Temperatur steht im umgekehrten Verhältnis zum Isolationswiderstand: höhere Temperaturen führen zu niedrigerem Isolationswiderstand und höherem Leiterwiderstand. Basierend auf allgemeiner Erfahrung unterziehen Medien- und Hochspannungskabel vor dem Verlassen des Werks in der Regel strengen Teilentladungs- und Hochspannungsprüfungen. Unter normalen Bedingungen kann der Isolationswiderstand von Mittelspannungskabeln mehrere Hundert bis über tausend MΩ·km erreichen.