Indice de polarisation (PI) est un essai d'isolement des moteurs qui compare la résistance d'isolement après 10 minutes d'application d'une tension continue à la résistance après 1 minute, selon la norme IEEE Std 43.
Une mesure ponctuelle de résistance vous indique si l'isolement franchit un seuil à l'instant; le PI vous indique s'il continue d'absorber la charge comme un isolement sain devrait le faire, ce qui distingue souvent un enroulement qui survivra au prochain été chaud d'un enroulement qui se mettra à la terre au prochain démarrage.
Le courant continu traversant un enroulement comprend le courant de charge capacitive qui décroît presque instantanément, le courant d'absorption qui décroît lentement sur plusieurs minutes à mesure que l'isolement se polarise, et un courant de fuite permanent.
La résistance d'isolement (IR) est la tension divisée par le courant à un instant donné, donc la RI continue d'augmenter pendant plusieurs minutes à mesure que le courant d'absorption s'atténue. Le PI est cette augmentation exprimée en ratio.
Un mégohmmètre applique une tension d'essai continue constante (les autres enroulements et la carcasse reliés à la terre) et la maintient pendant 10 minutes: environ 500 V DC pour les enroulements inférieurs à 1000 V
500 à 1000 V DC pour les enroulements de 1000 à 2500 V, et des tensions plus élevées pour les machines de plus grande taille. Le technicien relève la RI exactement à 1 minute puis à 10 minutes, puis effectue la division.
Le ratio d'absorption diélectrique (DAR) associé utilise les lectures 60 secondes / 30 secondes du même essai, un contrôle plus rapide, mais la fenêtre plus longue du PI donne une lecture plus nette sur les machines ayant une plus grande capacité d'enroulement.
La norme IEEE 43 lie le PI minimum acceptable à la classe d'isolement thermique de l'enroulement plutôt qu'à un seul nombre pour tous les moteurs.
| Valeur de PI | Interprétation |
|---|---|
| Inférieure à 1,0 | Mauvais. Faible absorption ; cohérent avec de l'humidité, de la contamination ou un isolement dégradé. |
| 1,0 à 2,0 | Douteux. Inférieur au minimum recommandé pour les systèmes de classe B et supérieurs. |
| 2,0 à 4,0 | Bon. Atteint ou dépasse le minimum typique pour les systèmes de classe B, F et H. |
| Supérieure à 4,0 | Excellent pour les systèmes d'isolation modernes. |
La norme IEEE 43 fixe 1,5 comme PI minimum recommandé pour les anciens isolants de classe A et 2,0 pour les classes B, F et H, qui couvrent la plupart des moteurs en service aujourd'hui.
Un PI de 1,0 signifie que les deux lectures sont essentiellement égales et qu'aucune absorption significative ne se produit, ce qui pointe vers une contamination, de l'humidité ou un isolement dégradé.
Une exception va dans l'autre sens: sur les anciens enroulements en cambric verni, en mica‑feuillet imprégné de gomme‑laque ou les enroulements asphaltés, un PI supérieur à environ 8 peut signifier que l'isolement a vieilli et est devenu cassant, et non qu'il est particulièrement sain.
Un test ponctuel de résistance d'isolement donne une valeur absolue en mégohms comparée à un minimum (généralement la tension nominale en kV plus 1 MΩ pour les anciens enroulements ou les enroulements réalisés sur site, 100 MΩ pour les bobines AC modernes moulées, ou 5 MΩ pour les stators à enroulement aléatoire et basse tension, à 40 °C).
Ce nombre suit bien une tendance mais est sensible à la température, à l'humidité et à la longueur des câbles, de sorte qu'une lecture basse un jour humide peut sembler pires que l'isolement ne l'est réellement.
Le PI annule la plupart de ces effets parce que les deux lectures proviennent du même essai dans les mêmes conditions.
Le PI a sa propre limite: une fois que la RI à 1 minute dépasse environ 5000 MΩ à 40 °C, les deux lectures sont dominées par le bruit et le PI cesse d'être significatif.
La norme IEEE 43 préconise à la fois une RI ponctuelle minimale et, le cas échéant, un PI minimum: la RI ponctuelle ancre l'état absolu et détecte les enroulements humides, tandis que le PI ancre la tendance et détecte le vieillissement progressif qu'une lecture unique manquerait.
Une seule lecture de PI est une photo instantanée; un historique de PI pour un moteur est un signal de maintenance.
Un enroulement qui maintient un PI de 3,5 pendant des années et qui tombe soudainement à 1,8 a perdu sa capacité d'absorption, même si la RI ponctuelle reste au‑dessus du minimum, souvent bien avant la défaillance. C'est la même logique que la maintenance préventive basée sur le suivi des vibrations et des températures.
Consignez le PI à chaque maintenance électrique préventive planifiée et comparez‑le d'abord à l'historique propre de la machine, ensuite aux minima de la norme IEEE 43.
Erreurs courantes produisant un PI trompeur: arrêter prématurément et estimer la valeur à 10 minutes, laisser la tension d'essai chuter sous charge, tester un enroulement encore humide, et comparer des lectures prises à des températures d'enroulement très différentes. Déchargez toujours complètement l'enroulement à la terre après l'essai avant de toucher les câbles.
Le PI et la RI ponctuelle sont des essais électriques périodiques et manuels, généralement effectués lors d'arrêts ou lors de la réception de rebobinage.
Ils se combinent naturellement avec les contrôles mécaniques déjà courants sur les équipements tournants, comme le dépistage de la sévérité des vibrations , pour construire une image complète de la santé du moteur.
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Pour les isolations de classe B, F ou H, la norme IEEE 43 recommande un PI minimum de 2,0. Un PI de 2,0 à 4,0 est généralement bon, au‑dessus de 4,0 est excellent. Les anciens systèmes de classe A ont un minimum inférieur de 1,5.
La RI ponctuelle est une lecture unique, donc sa valeur varie avec la température de l'enroulement, c'est pourquoi la norme IEEE 43 référence les minima de RI à 40 °C. Le PI est un ratio de deux lectures prises à quelques minutes d'intervalle sur le même enroulement à une température pratiquement identique, donc les effets de température s'annulent pour l'essentiel.
Sur les anciens enroulements en cambric verni, en mica‑feuillet imprégné de gomme‑laque ou les enroulements asphaltés, un PI supérieur à environ 8 peut signifier un isolement thermiquement vieilli et devenu cassant plutôt qu'un isolement particulièrement sain ; les lectures très élevées sur les systèmes anciens méritent donc une vérification supplémentaire.
Non. La norme IEEE 43 préconise les deux lorsqu'ils sont applicables. La RI ponctuelle vérifie l'état absolu par rapport à un seuil en mégohms et détecte la contamination ou l'humidité, tandis que le PI vérifie le comportement d'absorption et détecte le vieillissement progressif qu'une lecture unique manquerait.
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