Τι είναι η διηλεκτρική αντοχή;

Η διηλεκτρική αντοχή είναι ένας μηχανικός όρος που αναφέρεται στη μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα μονωτικό υλικό πριν χαλάσει ή αστοχήσει. Αυτό είναι ένα οριστικό χαρακτηριστικό των μονωτικών υλικών και χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση νέων τύπων ή τον έλεγχο της ακεραιότητας των υφιστάμενων εγκαταστάσεων. Οι δοκιμές διηλεκτρικής αντοχής συνήθως συνίστανται στην έκθεση των μονωτών σε τιμές μικρής διάρκειας, υψηλής τάσης κατά τη σάρωση για διαρροή ή βλάβη της μόνωσης. Οι τάσεις που χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής των μονωτών κυμαίνονται συνήθως από 5,000 έως 400,000 βολτ (5–400 kV). Τα λάδια που χρησιμοποιούνται ως μονωτές σε μετασχηματιστές και συσκευές μεταγωγής ελέγχονται χτυπώντας ένα μικρό δείγμα και δοκιμάζοντάς το σε μια εξειδικευμένη εξέδρα δοκιμών.

Οι βλάβες της μόνωσης είναι μια σημαντική αιτία ηλεκτρικών βλαβών και ατυχημάτων που προκαλούν ζημιές εκατομμυρίων δολαρίων και πολλούς, συχνά θανατηφόρους, τραυματισμούς κάθε χρόνο. Η διαπίστωση της ακεραιότητας ή της διηλεκτρικής αντοχής των μονωτικών στοιχείων είναι σημαντικό μέρος του προγράμματος συντήρησης οποιασδήποτε ηλεκτρικής εγκατάστασης. Είναι επίσης ένα κρίσιμο μέρος της ανάπτυξης νέων μονωτικών υλικών. Η διηλεκτρική αντοχή οποιουδήποτε μονωτήρα είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει χωρίς να αποτύχει. Αυτό επιτυγχάνεται με την έκθεση του μονωτικού υλικού σε πολύ υψηλές τάσεις σε περιβάλλον όπου μετρώνται με ακρίβεια οι διαρροές ή οι βλάβες της μόνωσης.

Γνωστή και ως δοκιμή hipot, η δοκιμή διηλεκτρικής αντοχής πραγματοποιείται από μια ευρεία επιλογή οργάνων με διαφορετικές ικανότητες. Αυτές κυμαίνονται ως προς το μέγεθος και τις τιμές εξόδου από μικρές μονάδες άνω πάγκου ικανές να παράγουν τάσεις δοκιμής 5 kV έως μεγάλες συσκευές δοκιμής εγκατάστασης που μπορούν να έχουν εξόδους 400 kV ή περισσότερες. Οι δοκιμαστές μόνωσης μπορεί να διαθέτουν εξόδους εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) ή συνεχούς ρεύματος (DC) με τιμές ρεύματος που κυμαίνονται από περίπου 10 mA έως 400 OVA. Διατίθενται επίσης εξειδικευμένοι ελεγκτές που μπορούν να ελέγξουν τις τιμές διάσπασης δειγμάτων υγρών που λαμβάνονται από λουτρά λαδιού μετασχηματιστών και διακοπτών.

Η δοκιμή του μονωτικού λαδιού είναι ιδιαίτερα σημαντική επειδή η διηλεκτρική αντοχή αυτών των υγρών υπόκειται σε πολλές περιβαλλοντικές μεταβλητές όπως η υγρασία και η μόλυνση από άνθρακα. Η υγρασία στο μονωτικό λάδι είναι ένα σημαντικό πρόβλημα που προκαλείται από τη συμπύκνωση της ατμοσφαιρικής υγρασίας μέσα στο περίβλημα του μετασχηματιστή. Μόνο μικρές ποσότητες υγρασίας είναι απαραίτητες σε ένα μεγάλο λουτρό λαδιού μετασχηματιστή για να προκληθεί μια καταστροφική αστοχία. Για το λόγο αυτό, θα πρέπει να διενεργούνται τακτικές δοκιμές για τον προσδιορισμό της διηλεκτρικής αντοχής του λιπαντικού συστήματος διανομής και του μετασχηματιστή. Στερεά μονωτικά όπως τα περιβλήματα PTFE σε καλώδια υψηλής τάσης μπορούν επίσης να υποβαθμιστούν με το χρόνο. έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία, χημικές ουσίες και λιπαντικά ή υπερβολική θερμότητα και θα πρέπει να ελέγχονται τακτικά για να διασφαλίζεται η ακεραιότητά τους.