Индикатори квалитета изолације — отпор, коефицијент апсорпције, индекс поларизације и други

Диелектрична изолација је обавезан изолациони део било ког кабла, који не само да раздваја проводне жице једне од других, физички их изолује, већ и штити жице од штетних утицаја различитих фактора животне средине. Кабл може имати један или више таквих омотача.

Стање ових пројектила је један од кључних критеријума у ​​погледу безбедности како особља тако и оперативности опреме. Ако из неког разлога пукне диелектрична изолација жица, то ће изазвати несрећу, струјни удар за људе или чак пожар. И постоји много могућих разлога за кршење квалитета изолације:

• механичка оштећења током монтаже, поправке или ископавања;

• оштећење изолације од влаге или температуре;

• бескрупулозно електрично повезивање жица;

• систематско прекорачење дозвољених параметара струје за кабл;

• коначно природно старење изолације...

Важно је редовно пратити индикаторе квалитета изолације.

У сваком случају, комплетна замена ожичења је увек материјално скупа и дуго траје, а да не помињемо губитке и губитке које предузеће има због нестанка струје и непланираних застоја опреме. Што се тиче болница и неких стратешки важних објеката, за њих је генерално неприхватљив поремећај редовног режима напајања.

Зато је много важније спречити проблем, спречити пропадање изолације, на време проверити њен квалитет, а по потреби — благовремено поправити, заменити и избећи незгоде и њихове последице. У ту сврху се врше мерења индикатора квалитета изолације — четири параметра, од којих ће сваки бити описан у наставку.

Иако изолациона супстанца заправо јесте диелектрик, и не би требало да води електричну струју, као идеалан равни кондензатор, међутим, у малој количини, у њему има слободних наелектрисања. Чак и мало померање дипола такође узрокује лошу електричну проводљивост (струја цурења) изолације.

Поред тога, због присуства влаге или прљавштине, у изолацији се појављује и површинска електрична проводљивост. А акумулација енергије у дебљини диелектрика од дејства једносмерне струје је потпуно изолована као нека врста малог кондензатора, који као да се пуни кроз неки отпорник.

У принципу, изолација кабла (или намотаја електричне машине) може се представити као коло које се састоји од три паралелно повезана кола: капацитивност Ц, која представља геометријску капацитивност и изазива поларизацију изолације по целој запремини. , капацитивност жица и целокупна запремина диелектрика са серијски повезаним апсорпционим отпором, као да је кондензатор напуњен кроз отпорник. Коначно, постоји отпор цурења по целој запремини изолације, што узрокује струју цурења кроз диелектрик.

Параметри који карактеришу квалитет електричне изолације

Да би се осигурало да електрична изолација не узрокује кршење режима рада електричне опреме и сигурности њеног рада, потребно је осигурати њен висок квалитет, одређен степеном електричне проводљивости (што је нижа електрична проводљивост, то је већа је квалитет).

Када је изолација укључена под напоном, електричне струје пролазе кроз њу због нехомогености структуре и присуства проводних инклузија, чија је величина одређена активним и капацитивним отпором изолације. Капацитет изолације зависи од њених геометријских димензија.У кратком временском периоду након укључивања, овај капацитет се пуни уз пролазак електричне струје.

Уопштено говорећи, кроз изолацију протичу три врсте струје: поларизација, апсорпција и континуирана струја. Поларизационе струје изазване померањем повезаних наелектрисања у изолацији док се не успостави равнотежно стање (брза поларизација) су тако краткотрајне да се обично не могу детектовати.

То доводи до чињенице да пролазак таквих струја није повезан са губицима енергије, па је у еквивалентном колу отпора изолације грана која узима у обзир пролаз поларизационих струја представљена чистим капацитетом, без активног отпора.

Струја понора због одложених процеса поларизације повезана је са губицима енергије у диелектрику (на пример, за превазилажење отпора молекула када су диполи окренути ка правцу поља); према томе, одговарајућа грана еквивалентног отпора такође укључује активни отпор.

Коначно, присуство проводних инклузија у изолацији (у облику мехурића гаса, влаге, итд.) Доводи до појаве пролазних канала.

Електрична проводљивост (отпор) изолације је различита када је изложена једносмерном и наизменичном напону, јер код наизменичног напона кроз изолацију пролазе апсорпционе струје за све време излагања напону.

Када је изложен константном напону, квалитет изолације карактеришу два параметра: активни отпор и капацитет, индиректно карактеришу однос Р60 / Р15.

Када се на изолацију примени наизменични напон, немогуће је раздвојити струју цурења на њене компоненте (кроз струју проводљивости и струју апсорпције), па се квалитет изолације оцењује по количини губитка енергије у њој (диелектрични губици) .

Квантитативна карактеристика губитака је тангента диелектричног губитка, односно тангента угла комплементарног углу између струје и напона у изолацији до 90°.У случају идеалне изолације, може се представити као кондензатор у коме је вектор струје испред вектора напона за 90 °. Што се више снаге расипа у изолацији, то је већи тангент диелектричних губитака и лошији је квалитет изолације.

Да би се одржао ниво електричне изолације који испуњава безбедносне захтеве и начин рада електричних инсталација, ЈКП предвиђа регулацију изолационог отпора мрежа. Периодична испитивања изолације су стандардизована за потрошаче електричне енергије.

Отпор изолације између сваког проводника и земље, као и између свих проводника у простору између два суседна осигурача у дистрибутивној мрежи напона до 1000 В, мора бити најмање 0,5 МΩ. За мерење и испитивање отпора изолације у електричним инсталацијама до 1000 В најчешће користе се мегометри.

Отпор изолације Рисо

Принцип мерења је следећи. Када се на плоче кондензатора примени константан напон, прво се јавља импулс струје пуњења чија вредност у првом тренутку зависи само од отпора кола, а тек онда од апсорпционог капацитета (капацитета поларизације) напуњен, док струја опада експоненцијално и овде можете експериментално пронаћи временску константу РЦ. Тако се уз помоћ мерача изолационих параметара мери отпор изолације Рисо.

Мерења се врше на температури не нижој од + 5 ° Ц, јер се на нижој температури рефлектује утицај хлађења и смрзавања и слика постаје далеко од објективности.Након уклањања испитног напона, пуњење "изолационог кондензатора" почиње да се смањује како долази до диелектричне апсорпције наелектрисања.

Стопа апсорпције ДАР-а

Степен тренутног садржаја влаге у изолацији се одражава нумерички у коефицијенту апсорпције, јер што је изолација више навлажена, то је интензивнија диелектрична апсорпција наелектрисања унутар ње. На основу вредности коефицијента апсорпције доноси се одлука о потреби сушења изолације трансформатора, мотора и др.

Израчунајте однос отпора изолације након 60 секунди и 15 секунди након почетка мерења отпора - ово је коефицијент апсорпције.

Што је више влаге у изолацији, већа је струја цурења, нижи је ДАР (коефицијент диелектричне апсорпције = Р60 / Р15). У влажној изолацији има више нечистоћа (нечистоће су у влази), смањује се отпор услед нечистоћа, повећавају се губици, смањује се напон топлотног пробоја и убрзава се термичко старење изолације. Ако је коефицијент апсорпције мањи од 1,3, потребно је осушити изолацију.

Индекс поларизације ПИ

Следећи важан индикатор квалитета изолације је индекс поларизације. Одражава покретљивост наелектрисаних честица унутар диелектрика под утицајем електричног поља. Што је изолација новија, нетакнута и боља, мање наелектрисане честице се крећу унутар ње, као у диелектрику. Што је већи индекс поларизације, то је старија изолација.

Да би се пронашао овај параметар, израчунава се однос вредности отпора изолације након 10 минута и 1 минута након почетка испитивања. Овај коефицијент (индекс поларизације = Р600 / Р60) практично показује преостали ресурс изолације као висококвалитетног диелектрика који још увек може да обавља своју функцију. Индекс поларизације ПИ не сме бити мањи од 2.

Коефицијент диелектричног пражњења ДД

Коначно, ту је коефицијент диелектричног пражњења. Овај параметар помаже да се идентификује неисправан, оштећен слој међу слојевима вишеслојне изолације. ДД (Диелектрично пражњење) се мери на следећи начин.

Прво, изолација се пуни да би се измерио њен капацитет, након завршетка процеса пуњења кроз диелектрик остаје струја цурења. Сада је изолација кратко спојена и један минут након кратког споја се мери заостала струја диелектричног пражњења у наноамперима. Ова струја у наноамперима је подељена напоном који се мери и изолационим капацитетом. ДД мора бити мањи од 2.