タンデルタ試験とは何か

タンデルタ試験とは何か？

タンデルタ試験の定義

タンデルタは、絶縁体の健康状態を示す電気漏れ電流の抵抗成分と容量成分の比として定義されます。

タンデルタ試験の原理

純粋な絶縁体が線路と地間に接続されると、それはコンデンサーのように動作します。理想的には、絶縁材料が100%純粋であれば、通過する電流は容量成分のみを持ち、不純物がないため抵抗成分はありません。

純粋なコンデンサーでは、容量電流は適用される電圧に対して90度先行します。実際には、絶縁体を100%純粋にすることは不可能です。時間とともに、老朽化した絶縁体は汚れや湿気などの不純物を蓄積し、これらの不純物は導電経路を作り出し、線路から地への漏れ電流に抵抗成分を導入します。

したがって、漏れ電流の抵抗成分が低いほど、絶縁体は良好です。電気絶縁体の健康状態は、抵抗成分と容量成分の低い比、つまりタンデルタまたは損失係数によって測定されます。

上記のベクトル図では、システム電圧はx軸に描かれています。導電電流、つまり漏れ電流の抵抗成分IRもx軸に描かれます。

漏れ電流の容量成分ICは、システム電圧に対して90度先行するため、y軸に描かれます。

ここで、総漏れ電流IL（IC + IR）はy軸に対してδ（例えば）という角度を作ります。

上記の図から、IRとICの比はtanδまたはタンデルタであることがわかります。

注：このδ角度は損失角と呼ばれます。

タンデルタ試験の方法

タンデルタ試験または損失係数試験を行うケーブル、巻線、電流変換器、電圧変換器、トランスブッシングは、まずシステムから切り離されます。試験対象の絶縁体に非常に低周波の試験電圧が適用されます。

最初に通常の電圧が適用されます。タンデルタの値が十分に良ければ、適用電圧は機器の通常電圧の1.5〜2倍に上げられます。タンデルタコントローラユニットはタンデルタ値を測定します。損失角アナライザーはタンデルタ測定ユニットに接続され、通常電圧と高電圧でのタンデルタ値を比較し、結果を分析します。

試験中は、非常に低周波の試験電圧を適用することが重要です。

非常に低周波を適用する理由

高周波では、絶縁体の容量リアクタンスが低下し、容量電流成分が増加します。抵抗成分は電圧と絶縁体の導電性に応じてほぼ一定であるため、全体的な電流振幅も増加します。

したがって、タンデルタ試験に必要な見かけの電力は非常に高くなり、実用的ではありません。そのため、この損失係数試験の電力要件を維持するために、非常に低周波の試験電圧が必要です。タンデルタ試験の周波数範囲は、一般的に絶縁体のサイズと性質に応じて0.1〜0.01Hzです。

試験の入力周波数を可能な限り低く保つ必要があるもう一つの理由があります。

我々が知っているように、

これは、損失係数tanδ ∝ 1/fを意味します。したがって、低周波ではタンデルタ数が高く、測定が容易になります。

タンデルタ試験の結果を予測する方法

タンデルタまたは損失係数試験中に絶縁システムの状態を予測する方法は2つあります。

一つ目は、前の試験結果と比較して、絶縁体の劣化状態を判断することです。

二つ目は、タンデルタの値から直接絶縁体の状態を決定することです。前のタンデルタ試験結果との比較は必要ありません。

絶縁体が完全であれば、テスト電圧の全範囲で損失係数はほぼ同じです。しかし、絶縁体が十分でない場合、高いテスト電圧範囲でタンデルタの値が増加します。

グラフから、タンデルタ数が非常に低周波のテスト電圧とともに非線形的に増加することがわかります。タンデルタの増加は、絶縁体における高い抵抗電流成分を意味します。これらの結果は、以前にテストされた絶縁体の結果と比較して、機器を交換するかどうかの適切な決定を下すことができます。