Co to jest test tan delta?

Co to jest test tan delta?

Definicja testu tan delta

Tan delta definiuje się jako stosunek składowej oporowej do pojemnościowej prądu wycieku elektrycznego, co wskazuje na kondycję izolacji.

Zasada działania testu tan delta

Gdy czysty izolator jest podłączony między linię a ziemię, działa jak kondensator. Idealnie rzecz biorąc, jeśli materiał izolacyjny, który również pełni rolę dielektryka, jest 100% czysty, prąd elektryczny przepływający przez niego miałby tylko składową pojemnościową, bez składowej oporowej, ze względu na brak domieszków.

W czystym kondensatorze, pojemnościowy prąd elektryczny wyprzedza napięcie zastosowane o 90o.W rzeczywistości niemożliwe jest osiągnięcie 100% czystości w izolatorach. Z czasem starzejące się izolatory gromadzą domieszki takie jak brud i wilgoć. Te domieszki tworzą ścieżkę przewodzącą, wprowadzając składową oporową do prądu wycieku z linii do ziemi.

Dlatego niska składowa oporowa prądu wycieku wskazuje na dobry izolator. Stan izolatora elektrycznego ocenia się na podstawie niskiego stosunku składowych oporowej do pojemnościowej, znanej jako tan delta lub współczynnik dyspersji.

Na powyższym diagramie wektorowym, napięcie systemowe jest narysowane wzdłuż osi x. Prąd przewodzący, czyli składowa oporowa prądu wycieku, IR, również będzie wzdłuż osi x.

Ponieważ składowa pojemnościowa prądu wycieku IC wyprzedza napięcie systemowe o 90o, zostanie narysowana wzdłuż osi y.

Teraz, całkowity prąd wycieku IL (IC + IR) tworzy kąt δ (powiedzmy) z osią y.

Z powyższego diagramu wynika, że stosunek IR do IC to nic innego jak tanδ lub tan delta.

Uwaga: Ten kąt δ jest znany jako kąt strat.

Metoda przeprowadzania testu tan delta

Przewód, cewka, transformator prądowy, transformator napięciowy, izolator transformatora, na którym ma być przeprowadzony test tan delta lub test współczynnika dyspersji, jest najpierw odizolowany od systemu. Następnie, niskoczęstotliwościowe napięcie testowe jest zastosowane do urządzenia, którego izolacja ma być sprawdzona.

Najpierw zastosowane jest normalne napięcie. Jeśli wartość tan delta wydaje się wystarczająco dobra, napięcie zwiększa się do 1,5-2 razy napięcia normalnego urządzenia. Jednostka sterująca tan delta dokonuje pomiaru wartości tan delta. Analizator kąta strat jest podłączony do jednostki pomiarowej tan delta, aby porównać wartości tan delta przy normalnym napięciu i wyższych napięciach oraz przeanalizować wyniki.

Podczas testu ważne jest, aby zastosować napięcie testowe o bardzo niskiej częstotliwości.

Powód zastosowania bardzo niskiej częstotliwości

Przy wyższych częstotliwościach reaktancja pojemnościowa izolatora spada, zwiększając składową prądu pojemnościowego. Ponieważ składowa oporowa pozostaje stosunkowo stała, zależna od napięcia i przewodnictwa izolatora, amplituda całkowitego prądu również wzrasta.

Dlatego wymagana moc pozorna dla testu tan delta staje się wystarczająco wysoka, co jest niepraktyczne. Dlatego, aby zachować wymaganą moc dla tego testu współczynnika dyspersji, potrzebne jest niskoczęstotliwościowe napięcie testowe. Zakres częstotliwości dla testu tan delta wynosi zwykle od 0,1 do 0,01 Hz, w zależności od rozmiaru i natury izolacji.

Istnieje jeszcze jeden powód, dla którego niezbędne jest utrzymanie częstotliwości wejściowej testu jak najniższej.

Jak wiadomo,

To oznacza, że współczynnik dyspersji tanδ ∝ 1/f.Stąd, przy niskiej częstotliwości, liczba tan delta jest wyższa, a pomiary stają się łatwiejsze.

Jak przewidzieć wynik testu tan delta

Istnieją dwa sposoby przewidywania stanu systemu izolacyjnego podczas testu tan delta lub testu współczynnika dyspersji.

Pierwszym sposobem jest porównanie wyników poprzednich testów, aby określić, jak proces starzenia się wpływa na stan izolacji.

Drugi sposób polega na bezpośrednim określeniu stanu izolacji na podstawie wartości tanδ, bez konieczności porównywania poprzednich wyników testu tan delta.

Jeśli izolacja jest doskonała, współczynnik strat będzie mniej więcej taki sam dla całego zakresu napięć testowych. Ale jeśli izolacja jest niewystarczająca, wartość tan delta wzrasta w wyższym zakresie napięcia testowego.

Z wykresu wynika, że tan i liczba delta nieliniowo zwiększają się wraz ze wzrostem napięcia testowego o bardzo niskiej częstotliwości. Zwiększający się tan&delta oznacza, że w izolacji występuje duża składowa prądu oporowego. Te wyniki można porównać z wynikami wcześniej testowanych izolatorów, aby podjąć właściwą decyzję, czy urządzenie powinno zostać wymienione, czy nie.