Cosa è il Test Tan Delta?

Cos'è il Test Tan Delta?

Definizione del Test Tan Delta

Il tan delta è definito come il rapporto tra le componenti resistive e capacitive della corrente di fuga elettrica, indicando la salute dell'isolamento.

Principio del Test Tan Delta

Quando un isolante puro è collegato tra la linea e la terra, agisce come un condensatore. Idealmente, se il materiale isolante, che funge anche da dielettrico, fosse al 100% puro, la corrente elettrica che passa attraverso di esso avrebbe solo una componente capacitiva, senza una componente resistiva, a causa dell'assenza totale di impurità.

In un condensatore puro, la corrente elettrica capacitiva precede la tensione applicata di 90°.Nella realtà, è impossibile ottenere un isolante al 100% puro. Nel tempo, gli isolanti invecchiati accumulano impurità come sporco e umidità. Queste impurità creano un percorso conduttivo, introducendo una componente resistiva alla corrente di fuga dalla linea alla terra.

Pertanto, una bassa componente resistiva della corrente di fuga indica un buon isolante. La salute di un isolante elettrico viene valutata dal basso rapporto tra le componenti resistive e capacitive, noto come tan delta o fattore di dissipazione.

Nel diagramma vettoriale sopra, la tensione del sistema è disegnata lungo l'asse x. La corrente elettrica conduttiva, cioè la componente resistiva della corrente di fuga, IR sarà anch'essa lungo l'asse x.

Poiché la componente capacitiva della corrente elettrica di fuga IC precede la tensione del sistema di 90°, sarà disegnata lungo l'asse y.

Ora, la corrente elettrica di fuga totale IL (Ic + IR) forma un angolo δ (per esempio) con l'asse y.

Dal diagramma sopra, risulta chiaro che il rapporto, IR a IC, non è altro che tanδ o tan delta.

NB: Questo angolo δ è noto come angolo di perdita.

Metodo di Test Tan Delta

Il cavo, l'avvolgimento, il trasformatore di corrente, il trasformatore di tensione, il bocchettone del trasformatore, su cui si deve condurre il test tan delta o il test del fattore di dissipazione, viene prima isolato dal sistema. Viene applicata una tensione di prova a frequenza molto bassa sull'apparecchiatura il cui isolamento deve essere testato.

Inizialmente, viene applicata la tensione normale. Se il valore di tan delta appare sufficientemente buono, la tensione applicata viene aumentata a 1,5-2 volte la tensione normale dell'apparecchiatura. L'unità di controllo del tan delta effettua la misura dei valori di tan delta. Un analizzatore di angolo di perdita è connesso all'unità di misura del tan delta per confrontare i valori di tan delta a tensione normale e a tensioni superiori e analizzare i risultati.

Durante il test, è essenziale applicare la tensione di prova a una frequenza molto bassa.

Ragione dell'Applicazione di una Frequenza Molto Bassa

A frequenze elevate, la reattività capacitiva di un isolante diminuisce, aumentando la componente di corrente capacitiva. Poiché la componente resistiva rimane sostanzialmente costante, a seconda della tensione e della conduttività dell'isolante, l'ampiezza totale della corrente aumenta.

Pertanto, la potenza apparente richiesta per il test tan delta diventerebbe abbastanza elevata, il che non è pratico. Quindi, per mantenere il requisito di potenza per questo test del fattore di dissipazione, è necessaria una tensione di prova a frequenza molto bassa. Il range di frequenza per il test tan delta è generalmente compreso tra 0,1 e 0,01 Hz, a seconda delle dimensioni e della natura dell'isolamento.

C'è un'altra ragione per cui è essenziale mantenere la frequenza di ingresso del test il più bassa possibile.

Come sappiamo,

Ciò significa, il fattore di dissipazione tanδ ∝ 1/f.Pertanto, a bassa frequenza, il numero di tan delta è più alto e la misurazione diventa più facile.

Come Prevedere il Risultato del Test Tan Delta

Ci sono due modi per prevedere la condizione di un sistema di isolamento durante il test tan delta o del fattore di dissipazione.

Il primo è confrontare i risultati dei test precedenti per determinare il deterioramento della condizione dell'isolamento a causa dell'effetto dell'invecchiamento.

Il secondo è determinare la condizione dell'isolamento direttamente dal valore di tanδ, senza la necessità di confrontare i risultati precedenti del test tan delta.

Se l'isolamento è perfetto, il fattore di perdita sarà approssimativamente lo stesso per tutte le fasce di tensione di prova. Ma se l'isolamento non è sufficiente, il valore di tan delta aumenta nella fascia superiore di tensione di prova.

Dal grafico, risulta chiaro che il tan e il numero delta aumentano in modo non lineare con l'aumento della tensione di prova a frequenza molto bassa. L'aumento di tan&δ, significa, alta componente di corrente elettrica resistiva nell'isolamento. Questi risultati possono essere confrontati con quelli degli isolanti precedentemente testati, per prendere la decisione appropriata su se l'apparecchiatura debba essere sostituita o meno.