Polarization index (PI) test
Pomiar współczynnika polaryzacji (PI)
Pomiar współczynnika polaryzacji (PI) jest najbardziej znanym zastosowaniem metody pomiaru rezystancji w funkcji czasu. Dane rejestruje się po upływie minuty i dziesięciu minut. Współczynnik oblicza się, dzieląc wynik odczytu wykonanego po minucie przez wynik odczytu po dziesięciu minutach. W rezultacie uzyskuje się jednocyfrowy wynik, który zazwyczaj można uznać za niezależny od temperatury, ponieważ masa termiczna badanego urządzenia jest zwykle tak duża, że ogólny spadek temperatury w ciągu 10-minutowego pomiaru jest pomijalny.
Zasadniczo niski współczynnik oznacza niewielką zmianę, a zatem słabą izolację, natomiast współczynnik wysoki wskazuje na sytuację odwrotną. W literaturze powszechnie stosuje się odwołania do typowych wartości współczynnika PI, dzięki czemu badanie to jest bardzo proste i można je szybko przeprowadzić. Użyliśmy słowa „zasadniczo”, ponieważ istnieją materiały, które wykazują bardzo niewielką absorpcję dielektryczną lub nie wykazują jej wcale. W przypadku tych materiałów wykonanie pomiaru powoduje uzyskanie wyniku bardzo zbliżonego do 1. Dobrym przykładem są transformatory olejowe, ponieważ zachowanie izolacji płynnej różni się fizycznie od zachowania izolacji stałej.
Pomiar współczynnika PI jest wyjątkowo użyteczny, ponieważ można go przeprowadzić nawet w przypadku największych urządzeń i dokonać samodzielnie oceny na podstawie odczytów względnych, a nie bezwzględnych. Współczynnika PI nie można jednak obliczyć z użyciem testera o ograniczonym zakresie pomiarowym, ponieważ „nieskończoność” nie ma wartości liczbowej. Należy użyć przyrządu obsługującego pomiary rezystancji wyrażonej w teraomach. Można z łatwością przetestować największe i najnowsze urządzenia o kluczowym znaczeniu w celu uzyskania powtarzalnych danych na potrzeby rejestracji i późniejszej oceny trendów.
Pomiar współczynnika PI pozwala również ocenić jakości izolacji bardzo dużych urządzeń w ciągu zaledwie dziesięciu minut — w przypadku pomiaru punktowego trwałoby to co najmniej godzinę ze względu na konieczność pełnego naładowania i ustabilizowania parametrów.
Na poniższym wykresie przedstawiono wybrane wartości PI i ich znaczenie.
|
Stan izolacji |
10-/1-minutowy współczynnik PI |
|
Niebezpieczny |
Poniżej 1,00 |
|
Wątpliwy |
1,00–2,00 |
|
Dobry |
2,00–4,00 |
|
Doskonały |
Powyżej 4,00 |
Ważne uwagi dotyczące pomiaru współczynnika PI:
- W przypadku elementów o bardzo niskiej pojemności elektrycznej, takich jak krótkie odcinki okablowania w budynku, za akceptowalne uznaje się wartości współczynnika PI w zakresie od 1,00 do 2,00. Wartości takie odnotowuje się czasami także w przypadku urządzeń wypełnionych olejem.
- Niektóre bardzo wysokie wartości współczynnika PI (powyżej 5) mogą wskazywać na kruchość lub spękanie izolacji. Izolacja taka może ulec uszkodzeniu pod wpływem wstrząsu lub uderzenia, jak również podczas uruchamiania.
- Nagły wzrost współczynnika PI o ponad 20% pomimo braku wykonania jakichkolwiek prac konserwacyjnych należy uznać za niepokojący. Rezystancja izolacji może przez długi czas utrzymywać się na niezmienionym poziomie, ale nie jest prawdopodobne, aby jej wartość samoistnie znacząco się poprawiła.
Pomiar współczynnika PI jest niezwykle istotny w przypadku konserwacji dużych urządzeń elektrycznych. Zapewnia wiarygodne wyniki niezależnie od temperatury i pomaga określić wymagane prace konserwacyjne. Pomiar ten ma jednak pewną wadę — każde badanie trwa 10 minut, co oznacza, że na wykonanie pomiarów w instalacjach 3-fazowych potrzeba 30 minut. W przypadku kabla 5-żyłowego okres ten wydłuża się do 50 minut.
Firma Megger opracowała technologię przewidywania współczynnika PI, która skraca czas pomiaru. Technologia ta opiera się na użyciu algorytmu, który na podstawie analizy pierwszej części krzywej rezystancji izolacji przewiduje ostateczny wygląd krzywej na końcu pełnego testu 10-minutowego. Algorytm może rozpocząć przewidywanie po około 3 minutach. Przewidywanie krzywej końcowej trwa do momentu uzyskania stuprocentowej pewności co do wyniku. Następnie pomiar zostaje zakończony i pojawia się wynik. Proces przewidywania trwa od 3 do 7 minut w zależności od warunków (średnio 5 minut). Dla porównania pełny pomiar trwa 10 minut.
Istniejące standardy wyznaczania współczynnika PI umożliwiają przeprowadzenie pomiaru w krótszym czasie, a technologia przewidywania współczynnika PI nie jest z nimi sprzeczna. Pozwala ona skrócić pomiary do niezbędnego minimum i odczytać wynik jako rezultat pomiaru 10-minutowego, dzięki czemu możliwe jest porównywanie danych historycznych.
