절연 품질 지표 - 저항, 흡수 계수, 분극 지수 및 기타

유전체 절연은 전도선을 서로 분리하고 물리적으로 격리시킬뿐만 아니라 다양한 환경 요인의 유해한 영향으로부터 전선을 보호하는 모든 케이블의 필수 절연 부분입니다. 케이블에는 이러한 외피가 하나 이상 있을 수 있습니다.

이러한 발사체의 상태는 인원 및 장비 운용성 모두에 대한 안전 측면에서 정의 기준 중 하나입니다. 어떤 이유로 전선의 유전체 절연이 끊어지면 사고, 감전 또는 화재가 발생할 수 있습니다. 그리고 단열 품질을 위반하는 데는 여러 가지 가능한 이유가 있습니다.

• 설치, 수리 또는 굴착 작업 중 기계적 손상;

• 습기 또는 온도로 인한 절연 손상;

• 파렴치한 전선 연결;

• 케이블에 대한 허용 가능한 전류 매개변수의 체계적인 초과;

• 마침내 단열재의 자연 노화 ...

단열 품질 지표를 정기적으로 모니터링하는 것이 중요합니다.

어쨌든 배선의 완전한 교체는 정전 및 계획되지 않은 장비 가동 중지 시간으로 인해 기업에서 발생하는 손실 및 손실은 말할 것도없고 항상 비용이 많이 들고 행동하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 병원과 일부 전략적으로 중요한 시설의 경우 일반 전원 공급 체제의 중단은 일반적으로 용납할 수 없습니다.

그렇기 때문에 문제를 예방하고 단열재의 열화를 방지하고 적시에 품질을 확인하고 필요한 경우 신속하게 수리, 교체하고 사고와 그 결과를 피하는 것이 훨씬 더 중요합니다. 이를 위해 절연 품질 표시기의 측정이 수행됩니다. 네 가지 매개 변수는 각각 아래에 설명되어 있습니다.

절연 물질은 실제로 유전체, 이상적인 플랫 커패시터처럼 전류를 전도해서는 안되지만 소량에는 자유 전하가 있습니다. 그리고 쌍극자의 작은 변위도 절연체의 열악한 전기 전도성(누설 전류)을 유발합니다.

또한 수분이나 먼지의 존재로 인해 표면 전기 전도도가 절연체에 나타납니다. 그리고 직류의 작용으로 유전체 두께에 축적된 에너지는 일종의 작은 축전기처럼 완전히 분리되어 어떤 저항을 통해 충전되는 것처럼 보인다.

원칙적으로 케이블의 절연(또는 전기 기계의 권선)은 병렬로 연결된 3개의 회로로 구성된 회로로 나타낼 수 있습니다. 정전 용량 C는 기하학적 정전 용량을 나타내고 볼륨 전체에 걸쳐 절연의 분극을 유발합니다. , 커패시터가 저항을 통해 충전 된 것처럼 직렬 연결된 흡수 저항을 가진 유전체의 전체 부피와 와이어의 커패시턴스. 마지막으로 절연 체적 전체에 누설 저항이 있어 유전체를 통해 누설 전류가 발생합니다.

전기 절연 품질을 특징짓는 매개변수

전기 절연이 전기 장비의 작동 모드 및 작동 안전을 위반하지 않도록 하려면 전기 전도도의 정도에 따라 고품질을 보장해야 합니다(전기 전도도가 낮을수록 높음). 품질입니다).

저전압에서 절연체가 켜지면 구조의 불균일성 및 절연체의 활성 및 용량성 저항에 의해 그 크기가 결정되는 전도성 개재물의 존재로 인해 전류가 절연체를 통과합니다. 절연체의 용량은 기하학적 치수에 따라 달라지며 스위치를 켠 후 짧은 시간 내에 전류가 흐르면서 이 용량이 충전됩니다.

일반적으로 절연체를 통해 흐르는 세 가지 유형의 전류는 분극화, 흡수 및 연속 전류입니다. 평형 상태가 확립될 때까지(빠른 분극) 절연체에서 관련 전하의 변위로 인해 발생하는 분극 전류는 일반적으로 감지할 수 없을 정도로 수명이 짧습니다.

이로 인해 이러한 전류의 통과는 에너지 손실과 관련이 없으므로 절연 저항의 등가 회로에서 분극 전류의 통과를 고려한 분기는 활성 저항이없는 순수 용량으로 표시됩니다.

지연된 분극 프로세스로 인한 싱크 전류는 유전체의 에너지 손실과 관련이 있습니다(예: 쌍극자가 필드 방향을 향할 때 분자의 저항을 극복하기 위해). 따라서 등가 저항의 해당 분기에는 능동 저항도 포함됩니다.

마지막으로, 단열재에 전도성 개재물(기포, 수분 등의 형태)이 있으면 관통 채널이 나타납니다.

절연체의 전기 전도성(저항)은 직접 및 교류 전압에 노출될 때 다릅니다. 왜냐하면 교류 전압에서는 흡수 전류가 전압에 노출되는 전체 시간 동안 절연체를 통과하기 때문입니다.

정전압에 노출되었을 때 절연 품질은 활성 저항과 용량의 두 가지 매개변수로 특징지어지며 R60 / R15 비율로 간접적으로 특징지어집니다.

절연체에 교류 전압이 인가되면 누설 전류를 구성 요소로 분리(전도 전류와 흡수 전류를 통해)할 수 없으므로 절연체의 품질은 에너지 손실(유전 손실)의 양으로 판단됩니다. .

손실의 양적 특성은 유전정접즉, 90 °까지 절연체의 전류와 전압 사이의 각도에 상보적인 각도의 탄젠트입니다.이상적인 절연의 경우 전류 벡터가 전압 벡터보다 90 ° 앞선 커패시터로 나타낼 수 있습니다. 절연체에서 소비되는 전력이 많을수록 유전 손실 탄젠트가 높아지고 절연체의 품질이 나빠집니다.

안전 요구 사항 및 전기 설비 작동 모드를 충족하는 전기 절연 수준을 유지하기 위해 PUE는 네트워크의 절연 저항을 규정합니다. 정기적인 절연 테스트는 전기 에너지 소비자를 위해 표준화되어 있습니다.

전압이 최대 1000V인 배전망에서 인접한 두 퓨즈 사이 영역의 모든 도체와 각 도체와 접지 사이의 절연 저항은 0.5MΩ 이상이어야 합니다. 최대 1000V의 전기 설비에서 가장 자주 절연 저항 측정 및 테스트용 메가미터가 사용된다.

절연 저항 Riso

측정 원리는 다음과 같습니다. 커패시터의 판에 일정한 전압이 가해지면 충전 전류 펄스가 먼저 나타나고 첫 번째 순간의 값은 회로의 저항에만 의존하고 흡수 용량 (분극 용량) 전류는 기하급수적으로 감소하고 여기에서 실험적으로 시간 상수 RC를 찾을 수 있습니다. 따라서 절연 매개변수 측정기를 사용하여 절연 저항 Riso를 측정합니다.

측정은 + 5 ° C 이상의 온도에서 수행됩니다. 더 낮은 온도에서는 냉각 및 결빙 수분의 영향이 반영되고 그림이 객관성과 멀어지기 때문입니다.테스트 전압을 제거한 후 전하의 유전 흡수가 발생함에 따라 "절연 커패시터"의 전하가 감소하기 시작합니다.

DAR 흡수율

단열재의 현재 수분 함량은 수치로 반영됩니다. 흡수 계수에서, 절연체가 더 많이 젖을수록 내부 전하의 유전 흡수가 더 강해지기 때문입니다. 흡수 계수의 값에 따라 변압기, 모터 등의 절연체 건조 필요성에 대한 결정이 내려집니다.

저항 측정이 시작된 후 60초 후와 15초 후 절연 저항의 비율을 계산합니다. 이것이 흡수 계수입니다.

절연체에 수분이 많을수록 누설 전류가 커지고 DAR(유전 흡수 계수 = R60 / R15)이 낮아집니다. 습식 절연에서는 불순물이 많아지고(습기에 불순물이 있음) 불순물로 인한 저항이 감소하고 손실이 증가하며 열 파괴 전압이 감소하고 절연체의 열 노화가 가속화됩니다. 흡수 계수가 1.3 미만이면 단열재를 건조시켜야 합니다.

편광 지수 PI

절연 품질의 다음 중요한 지표는 분극 지수입니다. 전기장의 영향 하에서 유전체 내부의 하전 입자의 이동성을 반영합니다. 더 새롭고 온전하며 더 나은 절연체일수록 유전체에서처럼 내부로 이동하는 전하 입자가 적습니다. 분극 지수가 높을수록 절연이 오래되었습니다.

이 파라미터를 찾기 위해 테스트 시작 후 10분 후와 1분 후 절연 저항 값의 비율을 계산합니다. 이 계수(분극 지수 = R600 / R60)는 여전히 기능을 수행할 수 있는 고품질 유전체로서 절연체의 잔여 자원을 실질적으로 보여줍니다. 편광 지수 PI는 2 이상이어야 합니다.

유전율 DD

마지막으로 유전 방전 계수가 있습니다. 이 매개변수는 다층 절연 층 중에서 결함이 있고 손상된 층을 식별하는 데 도움이 됩니다. DD(Dielectric Discharge)는 다음과 같이 측정됩니다.

먼저 절연체를 충전하여 용량을 측정하고 충전 프로세스가 종료된 후 누설 전류가 유전체를 통해 남습니다. 이제 절연이 단락되고 단락 후 1분 후에 잔류 유전체 방전 전류가 나노암페어 단위로 측정됩니다. 나노암페어 단위의 이 전류는 측정할 전압과 절연 커패시턴스로 나뉩니다. DD는 2보다 작아야 합니다.