مؤشرات جودة العزل - المقاومة ومعامل الامتصاص ومؤشر الاستقطاب وغيرها

العزل الكهربائي هو جزء عازل إلزامي من أي كابل ، والذي لا يفصل فقط الأسلاك الموصلة عن بعضها البعض ، بل يعزلها جسديًا ، ولكنه أيضًا يحمي الأسلاك من التأثيرات الضارة للعوامل البيئية المختلفة. يمكن أن يحتوي الكبل على واحد أو أكثر من هذه الأغلفة.

تعد حالة هذه المقذوفات أحد المعايير المحددة من حيث السلامة لكل من الأفراد وتشغيل المعدات. إذا انكسر العزل الكهربائي للأسلاك لسبب ما ، فسيؤدي ذلك إلى وقوع حادث أو صدمة كهربائية للأشخاص أو حتى نشوب حريق. وهناك العديد من الأسباب المحتملة لانتهاك جودة العزل:

• الضرر الميكانيكي أثناء التثبيت أو الإصلاح أو أعمال الحفر ؛

• تلف العزل من الرطوبة أو درجة الحرارة ؛

• توصيلات كهربائية عديمة الضمير ؛

• تجاوز منهجي لمعلمات التيار المسموح بها للكابل ؛

• أخيرًا الشيخوخة الطبيعية للعزل ...

من المهم مراقبة مؤشرات جودة العزل بانتظام.

على أي حال ، فإن الاستبدال الكامل للأسلاك دائمًا ما يكون مكلفًا للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً للعمل ، ناهيك عن الخسائر والخسائر التي تتكبدها المؤسسة من انقطاع التيار الكهربائي ومن التعطل غير المخطط للمعدات. أما بالنسبة للمستشفيات وبعض المرافق المهمة استراتيجيًا ، فبالنسبة لها ، يعد تعطيل نظام الإمداد بالطاقة العادية أمرًا غير مقبول بشكل عام.

هذا هو السبب في أنه من الأهمية بمكان منع المشكلة ، ومنع تدهور العزل ، والتحقق من جودته في الوقت المناسب ، وعند الضرورة - لإصلاح واستبدال وتجنب الحوادث وعواقبها على الفور. لهذا الغرض ، يتم إجراء قياسات مؤشرات جودة العزل - أربعة معلمات ، سيتم وصف كل منها أدناه.

على الرغم من أن المادة العازلة في الواقع عازل، ولا ينبغي أن يوصل تيارًا كهربيًا ، مثل مكثف مسطح مثالي ، ومع ذلك ، بكمية قليلة ، توجد شحنات مجانية فيه. وحتى الإزاحة الصغيرة لثنائيات الأقطاب تؤدي أيضًا إلى ضعف التوصيل الكهربائي (تيار التسرب) للعزل.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لوجود الرطوبة أو الأوساخ ، تظهر أيضًا الموصلية الكهربائية السطحية في العزل. وتراكم الطاقة في سمك العازل من فعل التيار المباشر معزول تمامًا كنوع من المكثفات الصغيرة ، والتي يبدو أنها مشحونة من خلال بعض المقاوم.

من حيث المبدأ ، يمكن تمثيل عزل الكبل (أو لف آلة كهربائية) كدائرة تتكون من ثلاث دوائر متصلة بالتوازي: السعة C ، والتي تمثل السعة الهندسية وتسبب استقطاب العزل في جميع أنحاء الحجم ، سعة الأسلاك والحجم الكامل للعزل الكهربائي مع مقاومة امتصاص متصلة بالسلسلة ، كما لو كان المكثف مشحونًا من خلال المقاوم. أخيرًا ، توجد مقاومة للتسرب في جميع أنحاء حجم العزل ، مما يؤدي إلى تسرب تيار من خلال العازل.

المعلمات التي تميز جودة العزل الكهربائي

من أجل التأكد من أن العزل الكهربائي لا يسبب انتهاكات لأنماط تشغيل المعدات الكهربائية وسلامة تشغيلها ، فمن الضروري ضمان جودتها العالية ، والتي تحددها درجة التوصيل الكهربائي (كلما انخفضت الموصلية الكهربائية ، زادت هي الجودة).

عندما يتم تشغيل العزل تحت الجهد ، تمر التيارات الكهربائية خلاله بسبب عدم تجانس الهيكل ووجود شوائب موصلة ، يتم تحديد حجمها من خلال المقاومة النشطة والسعة للعزل. تعتمد قدرة العزل على أبعاده الهندسية ، وفي غضون فترة قصيرة من الزمن بعد التشغيل ، يتم شحن هذه السعة ، مصحوبة بمرور تيار كهربائي.

بشكل عام ، هناك ثلاثة أنواع من تدفق التيار من خلال العزل: الاستقطاب والامتصاص والتيار المستمر. تيارات الاستقطاب الناتجة عن إزاحة الشحنات المصاحبة في العزل حتى يتم إنشاء حالة التوازن (الاستقطاب السريع) تكون قصيرة العمر بحيث يتعذر اكتشافها عادةً.

يؤدي هذا إلى حقيقة أن مرور هذه التيارات لا يرتبط بفقدان الطاقة ، وبالتالي ، في الدائرة المكافئة لمقاومة العزل ، يتم تمثيل الفرع الذي يأخذ في الاعتبار مرور تيارات الاستقطاب بقدرة نقية ، بدون مقاومة نشطة.

يرتبط تيار الغرق الناتج عن عمليات الاستقطاب المتأخرة بفقد الطاقة في العازل الكهربائي (على سبيل المثال ، للتغلب على مقاومة الجزيئات عندما تواجه ثنائيات الأقطاب اتجاه المجال) ؛ لذلك ، يشتمل الفرع المقابل للمقاومة المكافئة أيضًا على مقاومة نشطة.

أخيرًا ، يؤدي وجود شوائب موصلة في العزل (في شكل فقاعات غاز ، ورطوبة ، وما إلى ذلك) إلى ظهور قنوات من خلال.

تختلف الموصلية الكهربائية (المقاومة) للعزل عند تعرضه للجهد المباشر والمتناوب ، لأنه مع الجهد المتناوب ، تمر تيارات الامتصاص عبر العزل طوال فترة التعرض للجهد.

عند التعرض لجهد ثابت ، تتميز جودة العزل بمعلمتين: المقاومة النشطة والقدرة ، التي تتميز بشكل غير مباشر بنسبة R60 / R15.

عندما يتم تطبيق جهد متناوب على العزل ، من المستحيل فصل تيار التسرب إلى مكوناته (من خلال تيار التوصيل وتيار الامتصاص) ، وبالتالي يتم الحكم على جودة العزل بمقدار فقد الطاقة فيه (خسائر العزل) .

السمة الكمية للخسائر هي ظل الخسارة العازلة، أي ظل الزاوية المكملة للزاوية بين التيار والجهد في العزل حتى 90 درجة.في حالة العزل المثالي ، يمكن تمثيله كمكثف يكون فيه متجه التيار متقدمًا على متجه الجهد بمقدار 90 درجة. كلما زادت الطاقة المشتتة في العزل ، زاد ظل فقدان العزل الكهربائي وأسوأ جودة العزل.

من أجل الحفاظ على مستوى العزل الكهربائي الذي يلبي متطلبات السلامة وطريقة تشغيل التركيبات الكهربائية ، يوفر PUE تنظيم مقاومة عزل الشبكات. اختبارات العزل الدورية موحدة لمستهلكي الطاقة الكهربائية.

يجب أن تكون مقاومة العزل بين كل موصل وأرضي ، وكذلك بين جميع الموصلات في المنطقة الواقعة بين صمامين متجاورين في شبكة توزيع بجهد يصل إلى 1000 فولت ، 0.5 متر مكعب على الأقل. لقياس واختبار مقاومة العزل في التركيبات الكهربائية حتى 1000 فولت في أغلب الأحيان تستخدم ميغا متر.

مقاومة العزل ريزو

مبدأ القياس على النحو التالي. عندما يتم تطبيق جهد ثابت على ألواح المكثف ، تظهر نبضة تيار الشحن أولاً ، والتي تعتمد قيمتها في اللحظة الأولى فقط على مقاومة الدائرة ، وعندها فقط تكون سعة الامتصاص (قدرة الاستقطاب) مشحونة ، في حين أن التيار يتناقص بشكل كبير وهنا يمكنك تجريبياً إيجاد وقت ثابت RC. وبالتالي ، بمساعدة مقياس معلمات العزل ، يتم قياس مقاومة العزل Riso.

يتم إجراء القياسات عند درجة حرارة لا تقل عن +5 درجة مئوية ، لأنه عند درجة حرارة منخفضة ينعكس تأثير التبريد والرطوبة المتجمدة وتصبح الصورة بعيدة عن الموضوعية.بعد إزالة جهد الاختبار ، تبدأ شحنة "مكثف العزل" في الانخفاض مع حدوث امتصاص عازل للشحنة.

معدل امتصاص DAR

تنعكس درجة محتوى الرطوبة الحالي في العزل عدديًا في معامل الامتصاصلأنه كلما زاد تبلل المادة العازلة ، زادت كثافة امتصاص العازل الكهربائي للشحنة الموجودة بداخلها. بناءً على قيمة معامل الامتصاص ، يتم اتخاذ قرار بشأن الحاجة إلى تجفيف عزل المحولات والمحركات وما إلى ذلك.

احسب نسبة مقاومة العزل بعد 60 ثانية و 15 ثانية بعد بدء قياسات المقاومة - هذا هو معامل الامتصاص.

كلما زادت الرطوبة في العزل ، كلما زاد تيار التسرب ، انخفض DAR (معامل الامتصاص العازل = R60 / R15). في العزل الرطب ، هناك المزيد من الشوائب (الشوائب في الرطوبة) ، وتقل المقاومة بسبب الشوائب ، وتزداد الخسائر ، وينخفض ​​جهد الانهيار الحراري ، وتتسارع الشيخوخة الحرارية للعزل. إذا كان معامل الامتصاص أقل من 1.3 ، فمن الضروري تجفيف العزل.

مؤشر الاستقطاب PI

المؤشر المهم التالي لجودة العزل هو مؤشر الاستقطاب. يعكس تنقل الجسيمات المشحونة داخل عازل كهربائي تحت تأثير مجال كهربائي. كلما كان العزل أحدث وأكثر سلاسة وأفضل ، تحركت الجسيمات الأقل شحنة داخله ، كما هو الحال في العزل الكهربائي. كلما ارتفع مؤشر الاستقطاب ، كلما كان العزل أقدم.

للعثور على هذه المعلمة ، يتم حساب نسبة قيم مقاومة العزل بعد 10 دقائق ودقيقة واحدة بعد بدء الاختبارات. يُظهر هذا المعامل (مؤشر الاستقطاب = R600 / R60) عمليا المورد المتبقي للعزل باعتباره عازلًا عالي الجودة يمكنه أداء وظيفته. يجب ألا يقل مؤشر الاستقطاب PI عن 2.

معامل التفريغ العازل DD

أخيرًا ، هناك معامل التفريغ العازل. تساعد هذه المعلمة في تحديد الطبقة المعيبة والتالفة بين طبقات العزل متعدد الطبقات. يتم قياس DD (التفريغ العازل) على النحو التالي.

أولاً ، يتم شحن العزل لقياس قدرته ، بعد إنهاء عملية الشحن ، يبقى تيار التسرب من خلال العازل. الآن العزل قصير الدائرة وبعد دقيقة واحدة من قصر الدائرة يتم قياس تيار التفريغ العازل المتبقي في نانومبيرات. هذا التيار في nanoamps مقسوم على الجهد المراد قياسه وسعة العزل. يجب أن يكون DD أقل من 2.