¿Qué es la prueba de tangente delta?

¿Qué es la Prueba Tan Delta?

Definición de la Prueba Tan Delta

Tan delta se define como la relación entre los componentes resistivos y capacitivos de la corriente de fuga eléctrica, indicando la salud del aislamiento.

Principio de la Prueba Tan Delta

Cuando un aislante puro está conectado entre la línea y la tierra, actúa como un condensador. Idealmente, si el material aislante, que también sirve como dieléctrico, es 100% puro, la corriente eléctrica que pasa a través de él tendría solo un componente capacitivo, sin ningún componente resistivo, debido a la ausencia de impurezas.

En un condensador puro, la corriente capacitiva eléctrica conduce al voltaje aplicado por 90o. En la realidad, es imposible lograr 100% de pureza en los aislantes. Con el tiempo, los aislantes envejecidos acumulan impurezas como suciedad y humedad. Estas impurezas crean un camino conductor, introduciendo un componente resistivo a la corriente de fuga desde la línea a la tierra.

Por lo tanto, un bajo componente resistivo de la corriente de fuga indica un buen aislante. La salud de un aislante eléctrico se mide por la baja relación entre los componentes resistivos y capacitivos, conocida como tan delta o factor de disipación.

En el diagrama vectorial anterior, el voltaje del sistema se dibuja a lo largo del eje x. La corriente eléctrica conductiva, es decir, el componente resistivo de la corriente de fuga, IR también estará a lo largo del eje x. Dado que el componente capacitivo de la corriente de fuga eléctrica IC conduce al voltaje del sistema por 90o, se dibujará a lo largo del eje y. Ahora, la corriente de fuga eléctrica total IL (IC + IR) forma un ángulo δ (digamos) con el eje y. A partir del diagrama anterior, queda claro que la relación, IR a IC no es más que tanδ o tan delta.

NB: Este ángulo δ se conoce como ángulo de pérdida.

Método de Prueba Tan Delta

El cable, bobinado, transformador de corriente, transformador de potencial, terminal de transformador, en el que se va a realizar la prueba tan delta o prueba de factor de disipación, se aísla primero del sistema. Se aplica un voltaje de prueba de muy baja frecuencia a través del equipo cuyo aislamiento se va a probar.

Primero, se aplica el voltaje normal. Si el valor de tan delta parece suficientemente bueno, el voltaje aplicado se eleva a 1.5 a 2 veces el voltaje normal del equipo. La unidad controladora de tan delta toma medidas de los valores de tan delta. Un analizador de ángulo de pérdida se conecta con la unidad de medición de tan delta para comparar los valores de tan delta a voltajes normales y más altos y analizar los resultados.

Durante la prueba, es esencial aplicar el voltaje de prueba a una frecuencia muy baja.

Razón de Aplicar Frecuencia Muy Baja

A frecuencias más altas, la reactancia capacitiva de un aislante disminuye, aumentando el componente de corriente capacitiva. Dado que el componente resistivo permanece bastante constante, dependiendo del voltaje y la conductividad del aislante, la amplitud de la corriente total también aumenta.

Por lo tanto, la potencia aparente requerida para la prueba tan delta se volvería lo suficientemente alta, lo cual no es práctico. Por lo tanto, para mantener el requisito de potencia para esta prueba de factor de disipación, se requiere un voltaje de prueba de muy baja frecuencia. El rango de frecuencia para la prueba tan delta generalmente es de 0.1 a 0.01 Hz, dependiendo del tamaño y la naturaleza del aislamiento.

Hay otra razón por la cual es esencial mantener la frecuencia de entrada de la prueba lo más baja posible.

Como sabemos,

Eso significa, el factor de disipación tanδ ∝ 1/f. Por lo tanto, a baja frecuencia, el número de tan delta es mayor, y la medición se vuelve más fácil.

Cómo Predecir el Resultado de la Prueba Tan Delta

Existen dos formas de predecir la condición de un sistema de aislamiento durante la prueba tan delta o prueba de factor de disipación.

La primera es, comparar los resultados de pruebas anteriores para determinar, el deterioro de la condición del aislamiento debido al efecto del envejecimiento.

La segunda es, determinar la condición del aislamiento a partir del valor de tanδ, directamente. No se requiere la comparación de resultados previos de la prueba tan delta.

Si el aislamiento es perfecto, el factor de pérdida será aproximadamente el mismo para todo el rango de voltajes de prueba. Pero si el aislamiento no es suficiente, el valor de tan delta aumenta en el rango superior de voltaje de prueba.

A partir del gráfico, queda claro que el número de tan y delta aumenta de manera no lineal con el aumento del voltaje de prueba de muy baja frecuencia. El aumento de tan&δ, significa, un alto componente de corriente eléctrica resistiva, en el aislamiento. Estos resultados se pueden comparar con los resultados de aislantes probados previamente, para tomar la decisión adecuada sobre si el equipo debe ser reemplazado o no.