Изоляционный слой кабеля: показатели качества
Изоляционный слой является неотъемлемой частью любого силового кабеля. Основная задача конструктивной части кабельного изделия – отделение токонесущих жил друг от друга, а также защита от внешнего разрушающего влияния окружающей среды. В зависимости от типа электрического проводника, в его структуре может быть от одной до нескольких таких оболочек.
Целостность изоляции является важным показателем для поддержания соответствующего уровня пожаро- и электробезопасности окружающих людей, а также для сохранения работоспособности электротехники и другого оборудования. Результатом нарушения диэлектрической оболочки являются поражения электротоком, аварийные ситуации на производстве, короткие замыкания и пожары.
Причины нарушения целостности изоляционного слоя:
- повреждения механического типа при ремонтных, строительных, земляных и других видах работ, которые проводятся рядом с электролинией;
- действие высоких температур и влажности;
- неправильное соединение токонесущих жил провода;
- постоянное преобладание максимально допустимых токовых нагрузок проводника;
- износ и старение оболочки.
Как отслеживать показатели качества изоляционного покрытия
Специалисты знают, что замена проводки в полном масштабе – это очень затратное по средствам на сегодняшний день дело. Особенно с учетом материальных потерь, возникающих, как следствие простоя техники и оборудования, для запитки которого требуется наличие электричества. В случае с другими важными объектами, как например, больницы, такие проблемы вообще недопустимы. Поэтому, лучшее решение – постоянный контроль за состоянием диэлектрического слоя, его своевременный оперативный ремонт. Таким образом, можно предотвратить большинство проблемы и непредвиденных ситуаций. Вычисление качества изоляции силовых кабелей проверяется с помощью нескольких параметров.
Состав изолирующего слоя – это по своим свойствам диэлектрик, который не проводит электроток. Однако, в малом количестве в нем всё равно присутствуют слабые свободные заряды. При небольшом нарушении диполей появляется электропроводимость, то есть ток утечки.
Дополнительно на свойства диэлектрика влияют влага, грязь, способствующие появлению на поверхности защитного покрова некоторой электропроводимости. Воздействие постоянного тока приводит к увеличению накопленной энергии в слое, что не допустимо.
По своей сути изоляционное покрытие проводника можно рассматривать, как цепь. В ней параллельно соединяются три цепи: первая - в виде ёмкости, которая дает поляризацию по объему; вторая цепь – ёмкость проводников; третья – весь объем диэлектрика, где по последовательному принципу подключается сопротивление абсорбции (по сути, как зарядка конденсатора через резистор). Сопротивление по всей толще изолирующего слоя является причиной тока потери сквозь сам диэлектрик.
Измерение сопротивления по принципу Riso
Измеряется при помощи пуска на обкладку конденсатора постоянного тока. При этом, изначально появляется импульс зарядного тока, показатели которого сначала зависят только от сопротивления, возникающего в цепи. Далее появляется заряд емкости поляризации. Параллельно с этим падает уровень тока по экспоненте. Таким образом, используя измеритель характеристик диэлектрического слоя, измеряют сопротивление изоляции Riso.
Условия проведения замеров: температура окружающей среды не ниже 5-ти градусов по Цельсию (более низкие температуры приводят к охлаждению и замерзанию воды, что снижает точность показателей). Когда убирается экспериментальное напряжение, заряд «конденсатора изолятора» постепенно спадает в результате процесса поглощения заряда диэлектриком.
Абсорбционный коэффициент DAR
Данный показатель устанавливает уровень настоящей увлажненности изоляционного покрова. Существует закономерность: чем больше показатели влажности диэлектрика, тем в большей степени идет поглощение заряда внутри него. На основе полученного результата определяется план работ. Например, необходимость сушки защитного слоя трансформатора, электродвигателя или других частей системы.
По сути, абсорбционным коэффициентом является замер сопротивления изоляции на 60-й и 15-й секундах после начала измерительного процесса. Соответственно, при большем токе утечки, показатель абсорбции DAR будет ниже, что выражается в таком соотношении: DAR = R60/R15.
Большая влажность диэлектрика приводит к повышению наличия примесей. При этом, снижается сопротивление, а потери растут. В результате изоляции стареет намного быстрее. В случае если показатель DAR составляет меньше чем 1,3, требуется просушка защитного слоя.
Поляризационный индекс PI
Индекс поляризации является отображением динамичности заряженных частиц в изоляции при воздействии на него электрополя. В более новых и качественных типах защитного изолирующего покрова частицы с зарядом меньше движутся внутри них. Высокие цифры – признак изношенной изоляции.
Чтобы просчитать параметр PI, необходимо соотнести величины сопротивления слоя через 10 минут и через 1 минуту после старта проведения вычисления. Коэффициент PI выражается в соотношении: PI = R600/R60. Полученные результаты показывают ресурс диэлектрического покрытия, и его способность выполнять возложенный функционал. Таким образом, данное соотношение не должно быть менее 2-х.
Показатель диэлектрического разряда DD
Вычисление подходит для проводников, в конструкции которых предусмотрено несколько изоляционных слоёв. То есть, с помощью обозначения параметра, устанавливается наличие поврежденного или изношенного слоя. При измерении DD сначала производят заряд изопокрова для получения данных о его ёмкости. После того, как прекращается зарядка, остается ток утечки через изоляционный слой. Покров быстро разряжается и через минуту после возникновения короткого замыкания замеряется остаточный ток разряда (единицы измерения – нА, наноамперы). Полученная величина делится на напряжение, измеренное в процессе и на ёмкость изоляции. DD не должен понижаться ниже 2-х.
Автор: МЕГА КАБЕЛЬ