Indicatori de calitate a izolației - rezistență, coeficient de absorbție, indice de polarizare și altele

Izolarea dielectrică este o parte izolatoare obligatorie a oricărui cablu, care nu numai că separă firele conductoare unele de altele, le izolează fizic, dar și protejează firele de efectele dăunătoare ale diferiților factori de mediu. Un cablu poate avea una sau mai multe astfel de mantale.

Starea acestor proiectile este unul dintre criteriile definitorii în ceea ce privește siguranța atât pentru operabilitatea personalului, cât și a echipamentului. Dacă dintr-un motiv oarecare se rupe izolația dielectrică a firelor, se va produce un accident, șoc electric oamenilor sau chiar un incendiu. Și există multe motive posibile pentru o încălcare a calității izolației:

• deteriorări mecanice în timpul lucrărilor de instalare, reparare sau excavare;

• deteriorarea izolației de la umiditate sau temperatură;

• conexiune electrică fără scrupule a firelor;

• depășirea sistematică a parametrilor de curent admisibili pentru cablu;

• in sfarsit imbatranirea naturala a izolatiei...

Este important să monitorizați în mod regulat indicatorii de calitate a izolației.

Oricum, înlocuirea completă a cablajului este întotdeauna foarte costisitoare din punct de vedere material și durează mult pentru a acționa, ca să nu mai vorbim de pierderile și pierderile suferite de întreprindere din cauza întreruperilor de curent și a opririi neplanificate a echipamentului. În ceea ce privește spitalele și unele facilități importante din punct de vedere strategic, pentru acestea, întreruperea regimului obișnuit de alimentare cu energie este în general inacceptabilă.

De aceea, este mult mai important să prevenim problema, să prevenim deteriorarea izolației, să verificați calitatea acesteia la timp și, atunci când este necesar, să reparați, să înlocuiți și să evitați cu promptitudine accidentele și consecințele acestora. În acest scop, se efectuează măsurători ale indicatorilor de calitate a izolației - patru parametri, fiecare dintre care va fi descris mai jos.

Deși substanța izolatoare este de fapt dielectric, și nu ar trebui să conducă curentul electric, ca un condensator plat ideal, cu toate acestea, într-o cantitate mică, există taxe gratuite în el. Și chiar și o mică deplasare a dipolilor cauzează, de asemenea, o conductivitate electrică slabă (curent de scurgere) a izolației.

În plus, din cauza prezenței umezelii sau murdăriei, în izolație apare și conductibilitatea electrică de suprafață. Și acumularea de energie în grosimea dielectricului din acțiunea curentului continuu este complet izolată ca un fel de condensator mic, care pare să fie încărcat printr-un rezistor.

În principiu, izolația unui cablu (sau înfășurarea unei mașini electrice) poate fi reprezentată ca un circuit format din trei circuite conectate în paralel: capacitatea C, care reprezintă capacitatea geometrică și provoacă polarizarea izolației pe tot volumul. , capacitatea firelor și întregul volum al unui dielectric cu o rezistență de absorbție conectată în serie, ca și cum condensatorul ar fi încărcat printr-un rezistor. În cele din urmă, există o rezistență de scurgere pe tot volumul izolației, care provoacă un curent de scurgere prin dielectric.

Parametri care caracterizează calitatea izolației electrice

Pentru a ne asigura că izolația electrică nu provoacă încălcări ale modurilor de funcționare ale echipamentelor electrice și siguranța funcționării acestuia, este necesar să se asigure calitatea înaltă a acestuia, determinată de gradul de conductivitate electrică (cu cât conductivitatea electrică este mai mică, cu atât este mai mare). este calitatea).

Când izolația este pornită sub tensiune, curenții electrici trec prin ea din cauza neomogenității structurii și a prezenței incluziunilor conductoare, a căror magnitudine este determinată de rezistența activă și capacitivă a izolației. Capacitatea izolatiei depinde de dimensiunile geometrice ale acesteia, intr-un interval scurt de timp de la pornire, aceasta capacitate este incarcata, insotita de trecerea unui curent electric.

În linii mari, trei tipuri de curent curg prin izolație: polarizare, absorbție și curent continuu. Curenții de polarizare cauzați de deplasarea sarcinilor asociate în izolație până la stabilirea stării de echilibru (polarizare rapidă) sunt atât de scurte încât sunt de obicei nedetectabili.

Aceasta duce la faptul că trecerea unor astfel de curenți nu este asociată cu pierderi de energie, prin urmare, în circuitul echivalent al rezistenței de izolație, ramura care ține cont de trecerea curenților de polarizare este reprezentată de capacitate pură, fără rezistență activă.

Curentul de absorbție datorat proceselor de polarizare întârziată este legat de pierderile de energie în dielectric (de exemplu, pentru a depăși rezistența moleculelor atunci când dipolii sunt orientați spre direcția câmpului); prin urmare, ramura corespunzătoare a rezistenței echivalente include și o rezistență activă.

În cele din urmă, prezența incluziunilor conductoare în izolație (sub formă de bule de gaz, umiditate etc.) duce la apariția unor canale de trecere.

Conductivitatea (rezistența) electrică a izolației este diferită atunci când este expusă la tensiune continuă și alternativă, deoarece la tensiune alternativă, curenții de absorbție trec prin izolație pe tot timpul expunerii la tensiune.

Când este expusă la o tensiune constantă, calitatea izolației este caracterizată de doi parametri: rezistența activă și capacitatea, caracterizate indirect prin raportul R60 / R15.

Atunci când izolației este aplicată o tensiune alternativă, este imposibil să se separe curentul de scurgere în componentele sale (prin curent de conducție și curent de absorbție), prin urmare calitatea izolației este evaluată după cantitatea de pierdere de energie din aceasta (pierderi dielectrice). .

Caracteristica cantitativă a pierderilor este tangenta de pierderi dielectrice, adică tangenta unghiului complementar unghiului dintre curent și tensiune din izolație până la 90 °.În cazul izolației ideale, acesta poate fi reprezentat ca un condensator în care vectorul de curent este înaintea vectorului de tensiune cu 90 °. Cu cât puterea disipată în izolație este mai mare, cu atât tangenta de pierderi dielectrice este mai mare și calitatea izolației este mai proastă.

Pentru a menține nivelul de izolare electrică care îndeplinește cerințele de siguranță și modul de funcționare al instalațiilor electrice, PUE prevede reglarea rezistenței de izolație a rețelelor. Testele periodice de izolare sunt standardizate pentru consumatorii de energie electrică.

Rezistența de izolație dintre fiecare conductor și pământ, precum și între toți conductorii din zona dintre două siguranțe adiacente într-o rețea de distribuție cu o tensiune de până la 1000 V, trebuie să fie de cel puțin 0,5 MΩ. Pentru măsurarea și testarea rezistenței de izolație în instalațiile electrice până la 1000 V cel mai adesea se folosesc megometre.

Rezistenta de izolare Riso

Principiul de măsurare este următorul. Când se aplică o tensiune constantă plăcilor condensatorului, apare mai întâi un impuls de curent de încărcare, a cărui valoare în primul moment depinde numai de rezistența circuitului și numai atunci este capacitatea de absorbție (capacitate de polarizare) încărcat, în timp ce curentul scade exponențial și aici puteți găsi experimental constanta de timp RC. Astfel, cu ajutorul unui contor de parametri de izolație se măsoară rezistența de izolație Riso.

Măsurătorile sunt efectuate la o temperatură nu mai mică de + 5 ° C, deoarece la o temperatură mai scăzută influența umidității de răcire și îngheț este reflectată, iar imaginea devine departe de obiectivitate.După îndepărtarea tensiunii de testare, sarcina de pe „condensatorul de izolare” începe să scadă pe măsură ce are loc absorbția dielectrică a sarcinii.

Rata de absorbție DAR

Gradul de conținut curent de umiditate din izolație este reflectat numeric în coeficientul de absorbţie, deoarece cu cât izolația este umezită mai mult, cu atât absorbția dielectrică a sarcinii din interiorul acesteia este mai intensă. Pe baza valorii coeficientului de absorbtie se ia o decizie cu privire la necesitatea uscarii izolatiei transformatoarelor, motoarelor etc.

Calculați raportul rezistențelor de izolație după 60 de secunde și 15 secunde după începerea măsurătorilor de rezistență - acesta este coeficientul de absorbție.

Cu cât mai multă umiditate în izolație, cu atât este mai mare curentul de scurgere, cu atât DAR este mai mic (coeficient de absorbție dielectric = R60 / R15). În izolația umedă, există mai multe impurități (impuritățile sunt în umiditate), rezistența datorată impurităților scade, pierderile cresc, scade tensiunea de rupere termică, iar îmbătrânirea termică a izolației este accelerată. Dacă coeficientul de absorbție este mai mic de 1,3, este necesară uscarea izolației.

Indicele de polarizare PI

Următorul indicator important al calității izolației este indicele de polarizare. Acesta reflectă mobilitatea particulelor încărcate în interiorul unui dielectric sub influența unui câmp electric. Cu cât izolația este mai nouă, mai intactă și mai bună, cu atât particulele mai puțin încărcate se deplasează în interiorul acesteia, ca într-un dielectric. Cu cât indicele de polarizare este mai mare, cu atât izolația este mai veche.

Pentru a găsi acest parametru, se calculează raportul dintre valorile rezistenței de izolație după 10 minute și 1 minut după începerea testelor. Acest coeficient (indice de polarizare = R600 / R60) arată practic resursa reziduală a izolației ca un dielectric de înaltă calitate care își poate îndeplini încă funcția. Indicele de polarizare PI nu trebuie să fie mai mic de 2.

Coeficientul de descărcare dielectrică DD

În cele din urmă, există coeficientul de descărcare dielectrică. Acest parametru ajută la identificarea unui strat defect și deteriorat printre straturile de izolație multistrat. DD (Descărcare Dielectrică) se măsoară după cum urmează.

În primul rând, izolația este încărcată pentru a-și măsura capacitatea, după terminarea procesului de încărcare, un curent de scurgere rămâne prin dielectric. Acum izolația este scurtcircuitată și la un minut după scurtcircuit, curentul rezidual de descărcare dielectrică este măsurat în nanoamperi. Acest curent în nanoamperi este împărțit la tensiunea de măsurat și capacitatea de izolație. DD trebuie să fie mai mic de 2.