Polarization index (PI) test 

Polarisationsindex-Prüfung (PI)  

Die Polarisationsindex-Prüfung ist die bekannteste Anwendung der Zeit-Widerstand-Methode. Die Messungen erfolgen nach einer und nach zehn Minuten. Der Messwert nach einer Minute wird durch den Messwert nach zehn Minuten geteilt, um ein Verhältnis auszugeben. Das Ergebnis ist eine einzelne Zahl und kann als temperaturunabhängig angesehen werden, da die thermische Masse der zu prüfenden Geräte in der Regel so groß ist, dass die Gesamtabkühlung, die nach 10 Minuten Prüfung stattfindet, unerheblich ist.  

Im Allgemeinen bedeutet ein niedriges PI-Verhältnis wenig Veränderung, also schlechte Isolation, während ein hohes PI-Verhältnis auf das Gegenteil hinweist. Verweise auf typische PI-Werte sind in der Literatur üblich, was diese Prüfung sehr einfach und leicht durchführbar macht. Wir sagen jedoch „allgemein“, weil es Materialien gibt, die eine sehr geringe oder keine dielektrische Absorption aufweisen. Die Durchführung einer Prüfung an diesen Materialien würde dann zu einem Ergebnis führen, das sehr nahe bei 1 liegt. Ein Beispiel sind ölgefüllte Transformatoren, da sich das Verhalten der flüssigen Isolation physisch von der festen Isolation unterscheidet.  

Der PI ist besonders nützlich, da er auch an den größten Geräten durchgeführt werden kann und eine in sich geschlossene Auswertung auf der Basis relativer Werte statt absoluter Werte liefert. Seien Sie sich beim Prüfen größerer Anlagen darüber im Klaren, dass mit einem Prüfgerät mit begrenztem Messbereich kein PI berechnet werden kann, da „unendlich“ keine Zahl ist! Verwenden Sie für diese Art von Prüfungen ein Gerät, das bis zum Tera-Ohm-Bereich misst. Die größten und neuesten Investitionsgüter können problemlos geprüft werden, um wiederholbare Daten für die Aufzeichnung und anschließende Trendauswertung zu erhalten.   

Ein weiterer Vorteil der PI-Prüfung ist, dass sie bei sehr großen Geräten, die eine Stunde oder länger zum vollständigen Aufladen und Stabilisieren benötigen, innerhalb von zehn Minuten einen Hinweis auf die Isolationsqualität liefern kann, wenn eine Stichprobenprüfung durchgeführt wird.  

Die folgende Tabelle zeigt ausgewählte PI-Werte und deren Bedeutung für den Bediener.  

Isolationsbedingung  

Verhältnis 10/1 Minute (PI)  

Gefährlich  

  Weniger als 1,00  

Fragwürdig  

1,00–2,00  

Gut  

2,00–4,00  

Ausgezeichnet  

Über 4,00  

Bei PI-Werten sind mehrere Aspekte zu berücksichtigen:   

  • PI-Ergebnisse von 1,00 bis 2,00 würden für Geräte mit sehr geringer Kapazität, wie z. B. kurze Ausführungen der Hausverdrahtung, als akzeptabel angesehen werden. Auch ölgefüllte Anlagen würden PI-Werte in diesem Bereich aufweisen.  
  • Bestimmte sehr hohe PI-Werte (über 5) können auf eine spröde oder gerissene Isolation hinweisen, die bei Stößen oder ruckartigen Erschütterungen ausfallen könnte.   
  • Ein plötzlicher Anstieg des PI um mehr als 20 %, ohne dass eine Wartung durchgeführt wurde, sollte als Warnung angesehen werden. Die Isolation kann ihren Wert über einen langen Zeitraum beibehalten, wird sich aber wahrscheinlich nicht ganz von allein deutlich verbessern.  

Die PI-Prüfung ist für die Instandhaltung großer elektrischer Anlagen von entscheidender Bedeutung. Sie liefert bewährte Ergebnisse, die unabhängig von der Temperatur sind und Hinweise auf weitere Wartungsarbeiten geben. Einen Haken hat diese Prüfung jedoch. Jede Prüfung dauert 10 Minuten, d. h. 30 Minuten bei dreiphasigen Anwendungen. Die Prüfung eines Kabels mit 5 Adern würde 50 Minuten dauern.  

Deswegen hat Megger hat den PI Predictor entwickelt, um die PI-Prüfzeit zu verringern.  Der PI Predictor ist ein Algorithmus, der den ersten Teil der Isolationswiderstandskurve nutzt, um vorherzusagen, wo sich die Kurve am Ende der Prüfung nach 10 Minuten befinden würde. Der Algorithmus kann nach ca. 3 Minuten mit der Berechnung beginnen. Er läuft so lange weiter, bis er 100 % sicher ist, dass das Ergebnis stimmt. Anschließend wird Prüfung beendet und das Ergebnis angezeigt. Die Vorhersage dauert, abhängig von den Bedingungen, zwischen 3 und 7 Minuten mit einer Durchschnittszeit von 5 Minuten (im Vergleich zu 10 für die vollständige Prüfung).  

Durch die PI-Normen kann der Benutzer die PI-Prüfung in kürzerer Zeit durchzuführen, daher steht der PI Predictor im Einklang mit den bestehenden Normen. Dabei kann die Prüfung in kürzester durchgeführt werden, wobei die Ergebnisse als 10-minütige PI-Prüfung abgebildet werden, was Vergleiche im zeitlichen Verlauf ermöglicht.