絕緣電阻極化指數測試或 PI 測試
特高壓電力旗下的絕緣電阻測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
在高壓電機上進行極化指數測試(PI值測試)和絕緣電阻測試(IR值測試)以確定絕緣的使用狀況。專門進行IP 測試以確定絕緣的干燥度和清潔度。
在絕緣電阻測試中,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。因為,根據歐姆定律,不使用單獨的直流電壓源,
電壓表和電流表測量相應的電壓和電流,我們可以使用直接指示電位器,當地也稱為兆歐表。
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 范圍內顯示絕緣電阻值。我們一般根據絕緣的介電強度使用500V、2.5KV和5KV兆歐表。例如,我們使用 500V 兆歐表測量高達 1.1 KV 的額定絕緣。對于高壓變壓器、其他高壓設備和機器,我們根據絕緣水平使用 2.5 或 5 KV 兆歐表。
由于所有電絕緣體本質上都是電介質,因此它們始終具有電容特性。因此,在對電絕緣體施加電壓期間,最初會有充電電流。但是在絕緣體完全充電的瞬間之后,電容充電電流變為零。因此,建議至少在絕緣體上施加電壓后 1 分鐘(有時 15 秒)后測量絕緣電阻。
僅用兆歐表測量絕緣電阻不一定能得出可靠的結果。因為電絕緣體的電阻值也可能隨溫度變化。通過引入極性指標測試或簡稱PI值測試
部分解決了這一難題。我們將在下面討論PI test背后的理念。當我們在絕緣體上施加電壓時,就會有相應的電流通過它。雖然這個電流很小并且在毫安或有時在微安范圍內,但它主要有四個分量。
1.電容元件。
2.導電成分。
3.表面泄漏分量。
4.極化分量。
電容元件
當我們在絕緣體上施加直流電壓時,由于其介電性質,初始時會有一個高充電電流通過它。該電流呈指數衰減并在一段時間后變為零。該電流在測試的最初 10 秒內存在。但完全衰減需要將近60秒。
導電元件
該電流本質上是純導電的,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。每個絕緣體都有這個電流分量。因為,在實踐中,這個宇宙中的每一種材料都具有一定的導電性。該導電電流在整個測試過程中保持恒定。
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
每個絕緣體本質上都是吸濕的。一些污染物分子,主要是絕緣體中的水分,具有很強的極性。當在絕緣體上施加電場時,極性分子沿電場方向排列。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。它一直持續到所有極性分子沿著電場方向聯合起來。極性分子沿電場排列大約需要 10 分鐘,這就是為什么如果我們將兆歐表的結果保持 10 分鐘,則兆歐表的結果不會有極化的影響。
因此,當我們取一個絕緣體的兆歐值1分鐘時,結果反映的是,IR值不受電流容性分量的影響。同樣,當我們將絕緣體的兆歐表測量10分鐘時,兆歐表結果顯示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。極化指數測試的意義。令 I 為極化指數測試或 PI 測試期間的總初始電流。I C是電容電流。I R是電阻或導電電流。I S是表面漏電流。I P是絕緣體的極化電流。絕緣電阻測試或IR值測試的值,即測試1分鐘后的兆歐表讀數,是- 10分鐘測試的兆歐表值,因此,極化指數測試的結果,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意 味著絕緣體的健康。對于良好的絕緣體,電阻漏電流 I R非常小。總是希望電絕緣體的極化指數大于 2。極化指數小于 1.5 是危險的。