Indice di Polarizzazione

L’indice di polarizzazione, rappresenta uno dei parametri più significativi per monitorare lo stato di salute di un motore, con riferimento alle condizioni dei suoi isolanti.

Esso è direttamente correlato alla resistenza di isolamento degli isolanti stessi, definito questo come il valore di resistenza offerta da un isolante quando è sottoposto ad un campo elettrico continuo.

La corrente che ne deriva, viene definita corrente di isolamento ed è sostanzialmente la risultante di 3 componenti:

• corrente capacitiva
• corrente dielettrica di assorbimento
• corrente superficiale o di dispersione.

Al momento dell’applicazione di una tensione continua ad un isolante, la corrente di isolamento assume immediatamente un valore elevato, poi diminuisce in modo graduale nel tempo per raggiungere alla fine un valore stabile.

Tale comportamento è in parte dovuto alla corrente capacitiva (che diventa però di valore trascurabile dopo pochi secondi) ed in parte alla corrente di assorbimento, la quale, per raggiungere un valore anch’esso trascurabile, richiede invece un tempo più lungo, da 10 minuti a diverse ore (tuttavia, per gli scopi correlati alle prove di isolamento, la diminuzione del valore di corrente dopo 10’ può essere trascurato).

La curva che descrive l’andamento della corrente di isolamento (o della resistenza di isolamento) in funzione del tempo, è nota come curva di assorbimento dielettrico.

La ripidezza di questa curva, rilevata per un dato valore di temperatura, è indice delle condizioni dell’isolamento (con riferimento a umidità, inquinamento, invecchiamento, ecc.).

Questa ripidezza può essere indicata come “INDICE DI POLARIZZAZIONE” il quale viene definito come segue:

                                                                   R10       I 1

           INDICE DI POLARIZZAZIONE  =  ——- =  ——-  a tensione costante.

                                                                    R 1      I 10     

Dove:

R 10 =Resistenza di isolamento dopo 10 minuti

R  1  = Resistenza di isolamento dopo 1 minuto

I  1   =Corrente di isolamento dopo 1 minuto

I 10  = Corrente di isolamento dopo 10 minuti

E’ verificabile come, nel caso di isolanti nuovi, il valore dell’indice di polarizzazione, risulti più elevato di quello rilevabile su isolanti invecchiati o che lavorano in condizioni particolarmente stressanti o inquinanti, sia dal punto di vista termico che quello chimico.

Risulta quindi evidente l’importanza di effettuare questa prova al fine di valutare lo stato degli isolanti di macchine elettriche che abbiano lavorato per un certo tempo e determinarne la probabile vita residua, al fine di poter programmare in tempo utile gli interventi di manutenzione straordinaria, scongiurando così la possibilità di cedimenti improvvisi.

La prova dell’INDICE DI POLARIZZAZIONE deve essere effettuata applicando gli stessi valori di tensione continua, utilizzati per la verifica della resistenza di isolamento (500 Vdc per macchine con tensione nominale fino a 2400 V., 1000 Vdc per quelle con tensione nominale superiore a 2400 V.) per un periodo di 10 minuti.

In pratica, si procede applicando la tensione di prova tra gli avvolgimenti connessi tra loro, e la massa e dopo 1 minuto lo strumento legge e memorizza il valore in MWrilevato. La prova prosegue, quindi, per 10 minuti ed il valore finale misurato viene rapportato a quello iniziale.

Il valore minimo raccomandato dalle norme, per l’INDICE DI POLARIZZAZIONE su isolanti di classe B e superiori, risulta pari a 2 (cfr. IEEE Std 43, sec. 9.2 e IEEE Std 432, App A2).

In sintesi, si può concludere che:

• Se il valore del rapporto e superiore a 2, l’isolante è sicuramente buono.
• Per valori compresi tra 1,5 e 2, l’isolante è al limite delle sue caratteristiche.
• Per valori inferiori a 1,5, l’isolante è critico e necessita di urgente manutenzione.

Va infine rilevato che, per valori di resistenza, dopo 1’, superiori a 5.000 Mohm, la prova non è significativa (v. IEEE 43) in quanto valori così alti sono difficilmente valutabili e comunque l’oggetto in collaudo è sicuramente buono.