Wat is de tangens delta test?

Wat is een Tan Delta Test?

Definitie van de Tan Delta Test

Tan delta wordt gedefinieerd als het verhouding van de resistieve tot de capacitive componenten van elektrische lekstroom, wat de gezondheid van de isolatie aangeeft.

Principe van de Tan Delta Test

Wanneer een zuivere isolator tussen de lijn en de aarde is aangesloten, gedraagt deze zich als een condensator. Ideaal gezien, als het isolatiemateriaal, dat ook fungeert als dielectricum, 100% zuiver is, zou de elektrische stroom die erdoorheen gaat alleen een capacitive component hebben, zonder resistieve component, vanwege nul vervuilingen.

In een zuivere condensator loopt de capacitive elektrische stroom 90o voor op de aangebrachte spanning.In de praktijk is het onmogelijk om 100% zuiverheid in isolatoren te bereiken. Met de tijd accumuleren verouderde isolatoren vervuilingen zoals vuil en vocht. Deze vervuilingen creëren een geleidende pad, waardoor een resistieve component aan de lekstroom van de lijn naar de aarde wordt toegevoegd.

Daarom duidt een lage resistieve component van de lekstroom op een goede isolator. De gezondheid van een elektrische isolator wordt bepaald door de lage verhouding van de resistieve tot de capacitive componenten, bekend als tan delta of dissipatiefactor.

In de vector diagram hierboven, wordt de systeemspanning langs de x-as getekend. Geleidende elektrische stroom, oftewel de resistieve component van de lekstroom, IR, zal ook langs de x-as liggen.

Aangezien de capacitive component van de lekstroom IC de systeemspanning met 90o voorloopt, zal deze langs de y-as worden getekend.

Nu maakt de totale lekstroom IL (IC + IR) een hoek δ (laten we zeggen) met de y-as.

Uit de bovenstaande diagram is duidelijk, dat de verhouding, IR tot IC niets anders is dan tanδ of tan delta.

NB: Deze δ hoek staat bekend als de verlieshoek.

Methode van Tan Delta Testen

De kabel, winding, stroomtransformator, potentiaaltransformator, transformatorbuis, waarop de tan delta test of dissipatiefactortest moet worden uitgevoerd, wordt eerst geïsoleerd van het systeem. Een zeer laagfrequente testspanning wordt aangebracht over de apparatuur waarvan de isolatie getest moet worden.

Eerst wordt de normale spanning aangebracht. Als de waarde van tan delta voldoende goed is, wordt de aangebrachte spanning verhoogd tot 1,5 tot 2 keer de normale spanning van de apparatuur. Het tan delta controleerapparaat neemt de metingen van de tan delta waarden. Een verlieshoekanalyser wordt verbonden met het tan delta meetapparaat om de tan delta waarden bij normale spanning en hogere spanningen te vergelijken en de resultaten te analyseren.

Tijdens de test is het essentieel om de testspanning op een zeer lage frequentie aan te brengen.

Reden voor het Toepassen van Zeer Lage Frequentie

Bij hogere frequenties daalt de capacitive reactantie van een isolator, waardoor de capacitive stroomcomponent toeneemt. Aangezien de resistieve component vrij constant blijft, afhankelijk van de spanning en de geleidbaarheid van de isolator, neemt de totale stroomamplitude ook toe.

Daarom zou de vereiste schijnbare vermogen voor de tan delta test hoog genoeg worden, wat niet praktisch is. Daarom is een zeer laagfrequente testspanning nodig om de vermogensvereiste voor deze dissipatiefactortest te behouden. De frequentiebereik voor de tan delta test ligt doorgaans tussen 0,1 en 0,01 Hz, afhankelijk van de grootte en aard van de isolatie.

Er is nog een reden waarom het essentieel is om de invoerfrequentie van de test zo laag mogelijk te houden.

Zoals we weten,

Dat betekent, dissipatiefactor tanδ ∝ 1/f.Dus, bij lage frequentie is het tan delta getal hoger, en de meting wordt eenvoudiger.

Hoe de Resultaten van Tan Delta Testen Voorspellen

Er zijn twee manieren om de toestand van een isolatiesysteem tijdens de tan delta of dissipatiefactortest te voorspellen.

Ten eerste, door de resultaten van eerdere tests te vergelijken om de verslechtering van de toestand van de isolatie door ouderdomseffecten te bepalen.

Ten tweede, door de toestand van de isolatie direct uit de waarde van tanδ te bepalen. Geen vergelijking van eerdere resultaten van de tan delta test nodig.

Als de isolatie perfect is, zal de verliesfactor ongeveer hetzelfde zijn voor alle bereik van testspanningen. Maar als de isolatie onvoldoende is, neemt de waarde van tan delta toe in het hogere bereik van de testspanning.

Uit de grafiek is duidelijk dat de tan en delta getal niet-lineair toeneemt met toenemende zeer lage frequentie testspanning. De toename van tan&δ betekent, hoge resistieve elektrische stroomcomponent, in de isolatie. Deze resultaten kunnen worden vergeleken met de resultaten van eerder geteste isolatoren, om de juiste beslissing te nemen of de apparatuur vervangen moet worden of niet.