Isolatsiooni kvaliteedinäitajad — takistus, neeldumistegur, polarisatsiooniindeks ja teised

Dielektriline isolatsioon on iga kaabli kohustuslik isoleeriv osa, mis mitte ainult ei eralda juhtivaid juhtmeid üksteisest, vaid isoleerib need füüsiliselt, vaid kaitseb ka juhtmeid erinevate keskkonnategurite kahjulike mõjude eest. Kaablil võib olla üks või mitu sellist kesta.

Nende mürskude seisukord on üks määravaid kriteeriume nii personali kui ka seadmete töövõime ohutuse seisukohast. Kui juhtmete dielektriline isolatsioon mingil põhjusel puruneb, põhjustab see õnnetuse, inimestele elektrilöögi või isegi tulekahju. Ja isolatsioonikvaliteedi rikkumisel on palju võimalikke põhjuseid:

• mehaanilised kahjustused paigaldus-, remondi- või kaevetöödel;

• isolatsioonikahjustus niiskuse või temperatuuri tõttu;

• juhtmete hoolimatu elektriühendus;

• kaabli lubatud vooluparameetrite süstemaatiline ületamine;

• lõpuks isolatsiooni loomulik vananemine...

Oluline on regulaarselt jälgida isolatsiooni kvaliteedi näitajaid.

Igatahes on juhtmestiku täielik väljavahetamine alati materiaalselt väga kulukas ja võtab kaua aega, rääkimata kahjudest, mis ettevõttel tekivad elektrikatkestustest ja seadmete planeerimata seisakutest. Mis puudutab haiglaid ja mõningaid strateegiliselt olulisi objekte, siis nende jaoks on tavapärase toiterežiimi katkemine üldiselt vastuvõetamatu.

Seetõttu on palju olulisem ennetada probleemi, vältida isolatsiooni riknemist, õigeaegselt kontrollida selle kvaliteeti ning vajadusel kiirelt parandada, asendada ning vältida õnnetusi ja nende tagajärgi. Sel eesmärgil viiakse läbi isolatsiooni kvaliteedinäitajate mõõtmised - neli parameetrit, millest igaüks on allpool kirjeldatud.

Kuigi isoleeriv aine tegelikult on dielektriline, ja see ei tohiks juhtida elektrivoolu, nagu ideaalne lamekondensaator, kuid väikeses koguses on selles vabu laenguid. Ja isegi väike dipoolide nihe põhjustab isolatsiooni halva elektrijuhtivuse (lekkevoolu).

Lisaks ilmneb niiskuse või mustuse olemasolu tõttu isolatsioonis ka pindmine elektrijuhtivus. Ja alalisvoolu toimel tekkinud energia kogunemine dielektriku paksusesse on täiesti isoleeritud mingi väikese kondensaatorina, mis näib laetavat mingi takisti kaudu.

Põhimõtteliselt võib kaabli (või elektrimasina mähise) isolatsiooni kujutada ahelana, mis koosneb kolmest paralleelselt ühendatud ahelast: mahtuvus C, mis tähistab geomeetrilist mahtuvust ja põhjustab isolatsiooni polarisatsiooni kogu ruumala ulatuses. , juhtmete mahtuvus ja kogu dielektriku maht järjestikku ühendatud neeldumistakistusega, nagu oleks kondensaator laetud läbi takisti. Lõpuks on kogu isolatsiooni ruumala ulatuses lekketakistus, mis põhjustab lekkevoolu läbi dielektriku.

Elektriisolatsiooni kvaliteeti iseloomustavad parameetrid

Tagamaks, et elektriisolatsioon ei põhjustaks elektriseadmete töörežiimide rikkumisi ja selle töö ohutust, on vaja tagada selle kõrge kvaliteet, mis on määratud elektrijuhtivuse astmega (mida madalam on elektrijuhtivus, seda kõrgem on kvaliteet).

Kui isolatsioon on pinge all sisse lülitatud, läbivad seda konstruktsiooni ebahomogeensuse ja juhtivate lisandite olemasolu tõttu elektrivoolud, mille suuruse määrab isolatsiooni aktiivne ja mahtuvuslik takistus. Isolatsiooni võimsus oleneb selle geomeetrilistest mõõtmetest.Lühikese aja jooksul peale sisselülitamist laetakse see võimsus, millega kaasneb elektrivoolu läbimine.

Laias laastus läbib isolatsiooni kolme tüüpi voolu: polarisatsioon, neeldumine ja pidev vool. Polarisatsioonivoolud, mis on põhjustatud seotud laengute nihkest isolatsioonis kuni tasakaaluseisundi saavutamiseni (kiire polarisatsioon), on nii lühiajalised, et neid ei ole tavaliselt võimalik tuvastada.

See toob kaasa asjaolu, et selliste voolude läbimine ei ole seotud energiakadudega, seetõttu on isolatsioonitakistuse samaväärses ahelas polarisatsioonivoolude läbimist arvestav haru esindatud puhta võimsusega, ilma aktiivse takistuseta.

Hilinenud polarisatsiooniprotsessidest tulenev neeldumisvool on seotud dielektriku energiakadudega (näiteks molekulide takistuse ületamiseks, kui dipoolid on suunatud välja suunas); seetõttu hõlmab ekvivalenttakistuse vastav haru ka aktiivtakistust.

Lõpuks põhjustab juhtivate lisandite olemasolu isolatsioonis (gaasimullide, niiskuse jne kujul) läbivate kanalite ilmnemiseni.

Isolatsiooni elektrijuhtivus (takistus) on alalis- ja vahelduvpingega kokkupuutel erinev, kuna vahelduvpinge korral läbivad isolatsiooni kogu pingega kokkupuute aja jooksul neeldumisvoolud.

Pideva pingega kokkupuutel iseloomustavad isolatsiooni kvaliteeti kaks parameetrit: aktiivne takistus ja võimsus, mida iseloomustab kaudselt suhe R60 / R15.

Kui isolatsioonile rakendatakse vahelduvpinget, ei ole lekkevoolu võimalik selle komponentideks eraldada (juhtivusvoolu ja neeldumisvoolu kaudu), seetõttu hinnatakse isolatsiooni kvaliteeti selles sisalduva energiakao (dielektrilised kaod) järgi. .

Kahjude kvantitatiivne tunnus on dielektrilise kadu puutuja, st nurga puutuja, mis täiendab isolatsiooni voolu ja pinge vahelist nurka kuni 90 °.Ideaalse isolatsiooni korral võib seda kujutada kondensaatorina, milles vooluvektor on pingevektorist 90 ° ees. Mida rohkem võimsust isolatsioonis hajub, seda suurem on dielektrilise kadu puutuja ja seda halvem on isolatsiooni kvaliteet.

Ohutusnõuetele ja elektripaigaldiste töörežiimile vastava elektriisolatsiooni taseme säilitamiseks näeb PUE ette võrkude isolatsioonitakistuse reguleerimise. Perioodilised isolatsioonikatsed on elektrienergia tarbijate jaoks standarditud.

Kuni 1000 V pingega jaotusvõrgus peab iga juhtme ja maanduse vaheline isolatsioonitakistus, samuti kõigi juhtide vahel kahe kõrvuti asetseva kaitsme vahelises piirkonnas olema vähemalt 0,5 MΩ. Kõige sagedamini kuni 1000 V elektripaigaldiste isolatsioonitakistuse mõõtmiseks ja testimiseks kasutatakse megomeetreid.

Isolatsioonitakistus Riso

Mõõtmise põhimõte on järgmine. Kondensaatori plaatidele püsiva pinge rakendamisel ilmub esmalt laadimisvooluimpulss, mille väärtus esimesel ajahetkel sõltub ainult vooluahela takistusest ja alles siis on neeldumisvõime (polarisatsioonivõime) laetud, samas kui vool väheneb eksponentsiaalselt ja siit saate katseliselt leida ajakonstandi RC. Seega mõõdetakse isolatsiooniparameetrite mõõtja abil isolatsioonitakistus Riso.

Mõõtmised viiakse läbi temperatuuril, mis ei ole madalam kui + 5 ° C, kuna madalamal temperatuuril peegeldub jahutus- ja külmumisniiskuse mõju ning pilt muutub objektiivsusest kaugel.Pärast katsepinge eemaldamist hakkab "isolatsioonikondensaatori" laeng vähenema, kuna toimub laengu dielektriline neeldumine.

DAR-i neeldumiskiirus

Isolatsiooni praeguse niiskusesisalduse aste kajastub numbriliselt neeldumiskoefitsiendis, sest mida rohkem isolatsiooni niisutatakse, seda intensiivsem on selle sees oleva laengu dielektriline neeldumine. Lähtuvalt neeldumisteguri väärtusest otsustatakse trafode, mootorite jms isolatsiooni kuivatamise vajaduse kohta.

Arvutage isolatsioonitakistuste suhe pärast 60 sekundit ja 15 sekundit pärast takistuse mõõtmise algust – see on neeldumistegur.

Mida rohkem niiskust isolatsioonis, seda suurem on lekkevool, seda väiksem on DAR (dielektriline neeldumistegur = R60 / R15). Märgisolatsioonis on lisandeid rohkem (lisandid on niiskuses), lisanditest tulenev takistus väheneb, kaod suurenevad, soojusläbilöögi pinge väheneb, soojustuse termiline vananemine kiireneb. Kui neeldumistegur on väiksem kui 1,3, on vaja isolatsiooni kuivatada.

Polarisatsiooniindeks PI

Järgmine oluline isolatsiooni kvaliteedi näitaja on polarisatsiooniindeks. See peegeldab laetud osakeste liikuvust dielektriku sees elektrivälja mõjul. Mida uuem, tervem ja parem isolatsioon, seda vähem laetud osakesed liiguvad selle sees nagu dielektrikus. Mida kõrgem on polarisatsiooniindeks, seda vanem on isolatsioon.

Selle parameetri leidmiseks arvutatakse isolatsioonitakistuse väärtuste suhe pärast 10 minutit ja 1 minut pärast katsete algust. See koefitsient (polarisatsiooniindeks = R600 / R60) näitab praktiliselt isolatsiooni jääkressurssi kvaliteetse dielektrikuna, mis suudab siiski oma funktsiooni täita. Polarisatsiooniindeks PI ei tohi olla väiksem kui 2.

Dielektrilise tühjenemise koefitsient DD

Lõpuks on dielektrilise lahenduse koefitsient. See parameeter aitab tuvastada mitmekihilise isolatsiooni kihtide hulgast defektse, kahjustatud kihi. DD (dielektriline tühjenemine) mõõdetakse järgmiselt.

Esiteks laaditakse isolatsioon selle võimsuse mõõtmiseks, pärast laadimisprotsessi lõppu jääb dielektriku kaudu lekkevool. Nüüd on isolatsioon lühises ja minut pärast lühist mõõdetakse dielektrilise tühjenemise jääkvoolu nanoamprites. See vool nanoamprites jagatakse mõõdetava pinge ja isolatsiooni mahtuvusega. DD peab olema väiksem kui 2.