Що таке тест тангенса діелектричних втрат?

Що таке тест тангенса дельта?

Визначення тесту тангенса дельта

Тангенс дельта визначається як співвідношення резистивної до ємнісної складових електричного струму утечки, що вказує на стан ізоляції.

Принцип тесту тангенса дельта

Коли чистий ізолятор підключений між лінією і землею, він поводиться як конденсатор. Ідеально, якщо ізоляційний матеріал, який служить діелектриком, 100% чистий, то електричний струм, що проходить через нього, має лише ємнісну складову, без резистивної, через відсутність забруднень.

У чистому конденсаторі ємнісний електричний струм опережає прикладене напругу на 90°. Насправді, неможливо досягти 100% чистоти у ізоляторах. З часом старі ізолятори накопичують забруднення, такі як бруд і волога. Ці забруднення створюють провідний шлях, вводячи резистивну складову до струму утечки з лінії на землю.

Отже, низька резистивна складова струму утечки вказує на добре ізоляційне покриття. Стан електричного ізолятора оцінюється за низьким співвідношенням резистивної до ємнісної складових, відомим як тангенс дельта або фактор дисипації.

На векторному діаграмі вище, системна напруга зображена вздовж осі x. Провідний електричний струм, тобто резистивна складова струму утечки, IR, також буде вздовж осі x.

Оскільки ємнісна складова струму утечки IC опережає системну напругу на 90°, вона буде зображена вздовж осі y.

Тепер, загальний струм утечки IL (Ic + IR) утворює кут δ (кажімо) з віссю y.

З діаграми вище, очевидно, що співвідношення IR до IC є нічим іншим, як tanδ або тангенс дельта.

ПРИМІТКА: Цей кут δ відомий як кут втрат.

Методика проведення тесту тангенса дельта

Перед проведеннням тесту тангенса дельта або тесту фактору дисипації, кабель, обмотка, трансформатор струму, потенціальний трансформатор, втулка трансформатора, з яких буде проводитися тест, спочатку відокремлюються від системи. На обладнання, ізоляцію якого тестують, прикладається дуже низькочастотна тестова напруга.

Спочатку прикладається нормальна напруга. Якщо значення тангенса дельта достатньо хороше, напруга підвищується до 1,5-2 разів від нормальної. Блок управління тангенсом дельта вимірює значення тангенсу дельта. Аналізатор кута втрат під'єднується до блоку вимірювання тангенсу дельта для порівняння значень тангенсу дельта при нормальній і вищій напрузі, а також для аналізу результатів.

Під час тесту важливо застосовувати тестову напругу з дуже низькою частотою.

Причина застосування дуже низької частоти

При вищих частотах реактивна ємність ізолятора зменшується, що збільшує ємнісну складову струму. Оскільки резистивна складова залишається приблизно сталою, залежно від напруги і провідності ізолятора, загальна амплітуда струму також збільшується.

Тому необхідна видима потужність для тесту тангенса дельта стає достатньо великою, що не практично. Тому, щоб зберегти потребу в потужності для цього тесту, потрібна дуже низькочастотна тестова напруга. Діапазон частот для тесту тангенса дельта зазвичай становить від 0,1 до 0,01 Гц, залежно від розміру та характеру ізоляції.

Є ще одна причина, чому важливо зберігати частоту входу тесту максимально низькою.

Як відомо,

Це означає, що фактор дисипації tanδ ∝ 1/f. Тому, при низькій частоті, число тангенса дельта вище, і вимірювання стає легшим.

Як передбачити результат тесту тангенса дельта

Існують два способи прогнозування стану ізоляційної системи під час тесту тангенса дельта або фактору дисипації.

Перший — порівняння результатів попередніх тестів, щоб визначити, як вік впливає на витертя стану ізоляції.

Другий — визначення стану ізоляції безпосередньо за значенням tanδ, без потреби порівняння попередніх результатів тесту тангенса дельта.

Якщо ізоляція ідеальна, фактор втрат буде приблизно однаковим для всіх діапазонів тестової напруги. Але якщо ізоляція недостатня, значення тангенса дельта зростає при вищих діапазонах тестової напруги.

З графіка очевидно, що число тангенса дельта нелінійно зростає зі збільшенням тестової напруги дуже низької частоти. Зростання tan&δ означає, що в ізоляції зростає резистивна складова електричного струму. Ці результати можна порівняти з результатами попередньо протестованих ізоляторів, щоб прийняти правильне рішення, чи потрібно замінити обладнання чи ні.