İzolasyonun DC Gerilim Testi ile Çekilen Akımın 5 Bileşeni

İzolasyonun DC Gerilim Testi İle Çekilen Akımının 5 Bileşeni

İzolasyon Tarafından Çekilen Akım

Bir izolasyona DC gerilimi uygulandığında, elektrik alan gerilimi akım iletimine ve elektriksel polarizasyona yol açar. Bir DC voltaj kaynağı, bir anahtar ve bir yalıtım örneği gösteren aşağıdaki Şekil 1'de gösterildiği gibi bir temel devre düşünün.

Anahtar kapandığında, yalıtım elektriklenmekte ve anahtara kadar anında çok yüksek bir akım akmaktadır.

İzolasyon tarafından çekilen akım aşağıdaki gibi 5 bileşene analiz edilebilir:

1. Kapasitans Şarj Akımı

DC voltaj uygulandığında kapasitans şarj akımı yüksektir ve aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Şekil 1 - DC voltaj testi altında izolasyonun elektrik devresi

• C şarj akımı
• RA emilim akımı
• RL volümetrik kaçak akımı (dielektrik kayıp)

burada

• ie kapasitans şarj akımı
• E kilovolt cinsinden voltaj
• R megohmlarda direnç
• C mikrofaradlarda kapasitans
• t saniye cinsinden zaman
• e Napierian logaritmik baz

Şarj akımı zamanın bir işlevidir ve gerilim uygulamasının süresi arttıkça azalacaktır. Gerilim uygulandığında ilk şarj akımıdır ve bu nedenle test değerlendirmesi için herhangi bir değer yoktur.

Bu değer yeterince düşük bir değere düşene kadar test okumaları yapılmamalıdır.

2. Dielektrik Emme Akımı

Dielektrik emme akımı da test gerilimi uygulandığı kadar yüksektir ve gerilim uygulama süresi arttıkça azalır, fakat kapasitans şarj akımından daha düşük bir hızda düşer. Bu akım kapasitans şarj akımı kadar yüksek değildir.

Absorpsiyon akımı, tersinir ve geri dönüşü olmayan şarj akımları olarak adlandırılan iki akıma ayrılabilir. Bu tersine çevrilebilir şarj akımı aşağıdaki formüle göre hesaplanabilir:

i_a = VCDT⁻ⁿ

^burada:

• ia dielektrik emme akımı
• V, kilovoltlarda test gerilimi
• C mikrofaradlarda kapasitans
• D orantılı sabit
• T saniye cinsinden zaman
• n bir sabit

Geri dönüşü olmayan şarj akımı, tersine çevrilebilir şarj akımıyla aynı genel formdadır, ancak büyüklüğü çok daha küçüktür. Geri dönüşümsüz şarj akımı izolasyonda kaybolur ve bu nedenle geri alınamaz.

Yine, test verilerini kaydetmeden önce, ters emilim akımının düşük bir değere düşmesi için yeterli zaman tanınmalıdır.

3. Yüzey Sızıntısı

Yüzey sızıntısı akımı, iletkenin ortaya çıktığı yalıtım yüzeyindeki iletime ve yer potansiyeli noktalarına bağlıdır.

Bu akım test sonuçlarında istenmez ve bu nedenle sızıntı yollarını ortadan kaldırmak için iletkenin yüzeyini dikkatlice temizleyerek elimine edilmelidir ya da sayaç okumasından yakalanmalı ve korunmalıdır.

4. Kısmi Deşarj Akımı

Korona akımı olarak da bilinen kısmi boşalma akımı, yüksek test voltajına bağlı olarak iletkenin keskin köşelerinde havanın aşırı yüklenmesinden kaynaklanır. Bu akım istenen bir şey değildir ve testler sırasında bu noktalarda stres kontrol kalkanının kullanılmasıyla ortadan kaldırılmalıdır.

Bu akım, yalıtım direnci test gerilimleri gibi düşük gerilimlerde (4000 volt'un altında) meydana gelmez.

5. Volumetrik Kaçak Akım

Yalıtım hacminin içinden geçen hacimsel kaçak akım birincil öneme sahiptir. Bu, test edilen yalıtım sisteminin koşullarını değerlendirmek için kullanılan akımdır. Test okumaları kaydedilmeden önce volumetrik akımın stabilize olması için yeterli zamana izin verilmelidir.

Yukarıda açıklandığı gibi çeşitli kaçak akımlardan oluşan toplam akım, Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2 - Bir izolasyon sistemine DC yüksek gerilim uygulanması nedeniyle çeşitli kaçak akımlar

KAYNAK: Electrical Engineering Portal