Co je Tan Delta Test?

Co je Tan Delta Test?

Definice Tan Delta Testu

Tan delta se definuje jako poměr rezistivní a kapacitivní složky elektrického unikového proudu, což ukazuje na stav izolace.

Princip Tan Delta Testu

Když je mezi vedením a zemí připojen čistý izolátor, chová se jako kondenzátor. Ideálně, pokud by izolační materiál, který slouží také jako dielektrikum, byl 100% čistý, procházející elektrický proud by měl pouze kapacitivní složku, bez rezistivní složky, díky nulovému obsahu znečišťujících látek.

V čistém kondenzátoru kapacitivní elektrický proud následuje aplikované napětí o 90o. V reálnosti je však nemožné dosáhnout 100% čistoty u izolátorů. S časem starší izolátory akumulují znečišťující látky, jako jsou špína a vlhkost. Tyto znečišťující látky vytvářejí vodičovou cestu, která zavádí rezistivní složku do unikového proudu z vedení k zemi.

Tedy, nízká rezistivní složka unikového proudu naznačuje dobrý izolátor. Stav elektrického izolátoru se odhaduje nízkým poměrem rezistivní a kapacitivní složky, známým jako tan delta nebo faktor disipace.

V vektorovém diagramu výše je systémové napětí nakresleno podél osy x. Vodičový elektrický proud, tedy rezistivní složka unikového proudu, IR bude také podél osy x.

Jelikož kapacitivní složka unikového elektrického proudu IC následuje systémové napětí o 90o, bude nakreslena podél osy y.

Nyní celkový unikový elektrický proud IL (Ic + IR) svírá úhel δ (řekněme) s osou y.

Z diagramu výše je jasné, že poměr IR k IC je ničím jiným než tanδ nebo tan delta.

POZNÁMKA: Tento úhel δ se nazývá ztrátový úhel.

Metoda Tan Delta Testu

Kabel, vinutí, proudový transformátor, napěťový transformátor, transformátorový vložek, na kterých se má provést tan delta test nebo test faktoru disipace, je nejprve izolován od systému. Na zařízení, jehož izolace se má testovat, je aplikováno velmi nízkofrekvenční testovací napětí.

Nejprve se aplikuje normální napětí. Pokud hodnota tan delta vypadá dostatečně dobře, je aplikované napětí zvýšeno na 1,5 až 2 krát normální napětí zařízení. Jednotka řízení tan delta provede měření hodnot tan delta. Analyzátor ztrátového úhlu je spojen s jednotkou měření tan delta, aby porovnal hodnoty tan delta při normálním napětí a vyšších napětích a analyzoval výsledky.

Během testu je zásadní aplikovat testovací napětí s velmi nízkou frekvencí.

Důvod aplikace Velmi Nízké Frekvence

Při vyšších frekvencích klesá kapacitivní reaktance izolátoru, což zvyšuje kapacitivní složku proudu. Jelikož rezistivní složka zůstává poměrně konstantní, v závislosti na napětí a vodivosti izolátoru, celková amplituda proudu také roste.

Proto by požadovaný zdánlivý výkon pro tan delta test byl dostatečně vysoký, což není praktické. Aby se udržel výkon pro tento test faktoru disipace, je potřeba velmi nízkofrekvenční testovací napětí. Frekvenční rozsah pro tan delta test obvykle kolísá mezi 0,1 a 0,01 Hz, v závislosti na velikosti a povaze izolace.

Existuje další důvod, proč je zásadní udržet vstupní frekvenci testu co nejnižší možnou.

Jak víme,

To znamená, že faktor disipace tanδ ∝ 1/f. Tedy, při nízké frekvenci je číslo tan delta vyšší a měření se stává snazším.

Jak Předpovědět Výsledek Tan Delta Testu

Existují dva způsoby, jak předpovědět stav izolačního systému během tan delta nebo testu faktoru disipace.

První způsob spočívá v porovnání výsledků předchozích testů, abychom určili, jak se stav izolace zhoršil kvůli stárnutí.

Druhý způsob spočívá v určení stavu izolace přímo z hodnoty tanδ, bez nutnosti porovnávání předchozích výsledků tan delta testu.

Pokud je izolace dokonalá, bude faktor ztrát přibližně stejný pro všechny rozsahy testovacího napětí. Pokud však izolace není dostatečná, hodnota tan delta roste v vyšším rozsahu testovacího napětí.

Z grafu je zřejmé, že tan a číslo delta nelineárně rostou s rostoucím testovacím napětím velmi nízké frekvence. Rostoucí tan&delta znamená, že je vysoká rezistivní složka elektrického proudu v izolaci. Tyto výsledky lze porovnat s výsledky předchozích testovaných izolátorů, abychom mohli správně rozhodnout, zda bude zařízení nahrazeno nebo ne.