絕緣電阻極化指數(shù)測(cè)試或 PI 測(cè)試
特高壓電力旗下的絕緣電阻測(cè)試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進(jìn)行各類電力測(cè)試。
在高壓電機(jī)上進(jìn)行極化指數(shù)測(cè)試(PI值測(cè)試)和絕緣電阻測(cè)試(IR值測(cè)試)以確定絕緣的使用狀況。專門進(jìn)行IP 測(cè)試以確定絕緣的干燥度和清潔度。
在絕緣電阻測(cè)試中,在絕緣體上施加高直流電壓。然后將該施加的電壓除以通過電絕緣體的電流,以獲得絕緣體的電阻值。因?yàn)椋鶕?jù)歐姆定律,不使用單獨(dú)的直流電壓源,
電壓表和電流表測(cè)量相應(yīng)的電壓和電流,我們可以使用直接指示電位器,當(dāng)?shù)匾卜Q為兆歐表。
兆歐表給出了絕緣體上所需的直流(DC)電壓,它還直接在 M – Ω 和 G – Ω 范圍內(nèi)顯示絕緣電阻值。我們一般根據(jù)絕緣的介電強(qiáng)度使用500V、2.5KV和5KV兆歐表。例如,我們使用 500V 兆歐表測(cè)量高達(dá) 1.1 KV 的額定絕緣。對(duì)于高壓變壓器、其他高壓設(shè)備和機(jī)器,我們根據(jù)絕緣水平使用 2.5 或 5 KV 兆歐表。
由于所有電絕緣體本質(zhì)上都是電介質(zhì),因此它們始終具有電容特性。因此,在對(duì)電絕緣體施加電壓期間,最初會(huì)有充電電流。但是在絕緣體完全充電的瞬間之后,電容充電電流變?yōu)榱恪R虼耍ㄗh至少在絕緣體上施加電壓后 1 分鐘(有時(shí) 15 秒)后測(cè)量絕緣電阻。
僅用兆歐表測(cè)量絕緣電阻不一定能得出可靠的結(jié)果。因?yàn)殡娊^緣體的電阻值也可能隨溫度變化。通過引入極性指標(biāo)測(cè)試或簡(jiǎn)稱PI值測(cè)試
部分解決了這一難題。我們將在下面討論P(yáng)I test背后的理念。當(dāng)我們?cè)诮^緣體上施加電壓時(shí),就會(huì)有相應(yīng)的電流通過它。雖然這個(gè)電流很小并且在毫安或有時(shí)在微安范圍內(nèi),但它主要有四個(gè)分量。
1.電容元件。
2.導(dǎo)電成分。
3.表面泄漏分量。
4.極化分量。
電容元件
當(dāng)我們?cè)诮^緣體上施加直流電壓時(shí),由于其介電性質(zhì),初始時(shí)會(huì)有一個(gè)高充電電流通過它。該電流呈指數(shù)衰減并在一段時(shí)間后變?yōu)榱恪T撾娏髟跍y(cè)試的最初 10 秒內(nèi)存在。但完全衰減需要將近60秒。
導(dǎo)電元件
該電流本質(zhì)上是純導(dǎo)電的,流過絕緣體,就好像絕緣體是純電阻的。該電流是電子的直接流動(dòng)。每個(gè)絕緣體都有這個(gè)電流分量。因?yàn)椋趯?shí)踐中,這個(gè)宇宙中的每一種材料都具有一定的導(dǎo)電性。該導(dǎo)電電流在整個(gè)測(cè)試過程中保持恒定。
表面泄漏分量
由于固體絕緣子表面的灰塵、水分和其他污染物,有一小部分電流流過絕緣子的外表面。
極化分量
每個(gè)絕緣體本質(zhì)上都是吸濕的。一些污染物分子,主要是絕緣體中的水分,具有很強(qiáng)的極性。當(dāng)在絕緣體上施加電場(chǎng)時(shí),極性分子沿電場(chǎng)方向排列。這種極性分子排列所需的能量來自電流形式的電壓源。這種電流稱為極化電流。它一直持續(xù)到所有極性分子沿著電場(chǎng)方向聯(lián)合起來。極性分子沿電場(chǎng)排列大約需要 10 分鐘,這就是為什么如果我們將兆歐表的結(jié)果保持 10 分鐘,則兆歐表的結(jié)果不會(huì)有極化的影響。
因此,當(dāng)我們?nèi)∫粋€(gè)絕緣體的兆歐值1分鐘時(shí),結(jié)果反映的是,IR值不受電流容性分量的影響。同樣,當(dāng)我們將絕緣體的兆歐表測(cè)量10分鐘時(shí),兆歐表結(jié)果顯示IR值,不受電流的電容分量和極化分量的影響。
極化指數(shù)是10分鐘的兆歐表值與1分鐘的兆歐表值的比值。極化指數(shù)測(cè)試的意義。令 I 為極化指數(shù)測(cè)試或 PI 測(cè)試期間的總初始電流。I C是電容電流。I R是電阻或?qū)щ婋娏鳌 S是表面漏電流。I P是絕緣體的極化電流。絕緣電阻測(cè)試或IR值測(cè)試的值,即測(cè)試1分鐘后的兆歐表讀數(shù),是- 10分鐘測(cè)試的兆歐表值,因此,極化指數(shù)測(cè)試的結(jié)果,是
從上式可以清楚地看出,如果 (I R + I S ) >> I P的值,則絕緣體的 PI 接近于 1。大 I R或 I S或兩者都表明絕緣體不健康。如果 (I R + I S ) 與 I P相比非常小。
則 PI 的值變高。該方程表明絕緣體的高極化指數(shù)意 味著絕緣體的健康。對(duì)于良好的絕緣體,電阻漏電流 I R非常小。總是希望電絕緣體的極化指數(shù)大于 2。極化指數(shù)小于 1.5 是危險(xiǎn)的。