Điều gì là Thử nghiệm Tan Delta?

Thử nghiệm Tan Delta là gì?

Định nghĩa Thử nghiệm Tan Delta

Tan delta được định nghĩa là tỷ số giữa thành phần điện trở và thành phần điện dung của dòng rò điện, chỉ ra tình trạng sức khỏe của vật liệu cách điện.

Nguyên lý của Thử nghiệm Tan Delta

Khi một chất cách điện thuần túy được kết nối giữa đường dây và đất, nó hoạt động như một tụ điện. Lý tưởng nhất, nếu vật liệu cách điện, cũng đóng vai trò như môi chất điện, là 100% thuần túy, dòng điện đi qua sẽ chỉ có thành phần điện dung, không có thành phần điện trở, do không có tạp chất.

Trong một tụ điện thuần túy, dòng điện điện dung dẫn trước áp suất điện áp được áp dụng 90o. Trong thực tế, không thể đạt được 100% thuần túy trong các chất cách điện. Theo thời gian, các chất cách điện cũ tích lũy tạp chất như bụi bẩn và độ ẩm. Các tạp chất này tạo ra một đường dẫn dẫn điện, giới thiệu thành phần điện trở vào dòng rò từ đường dây đến đất.

Vì vậy, một thành phần điện trở thấp của dòng rò cho thấy chất cách điện tốt. Tình trạng của chất cách điện điện được đo lường bằng tỷ số thấp giữa thành phần điện trở và thành phần điện dung, được gọi là tan delta hoặc hệ số tiêu tán.

Trong sơ đồ vectơ trên, điện áp hệ thống được vẽ dọc theo trục x. Dòng điện dẫn điện, tức là thành phần điện trở của dòng rò, IR cũng sẽ nằm dọc theo trục x.

Vì thành phần điện dung của dòng rò IC dẫn trước điện áp hệ thống 90o, nó sẽ được vẽ dọc theo trục y.

Bây giờ, tổng dòng rò IL (IC + IR) tạo thành góc δ (nói chung) với trục y.

Từ sơ đồ trên, rõ ràng, tỷ số, IR so với IC chính là tanδ hoặc tan delta.

Lưu ý: Góc δ này được gọi là góc mất mát.

Phương pháp Thử nghiệm Tan Delta

Cáp, cuộn dây, biến dòng, biến áp, vỏ biến áp, trên đó thử nghiệm tan delta hoặc thử nghiệm hệ số tiêu tán được tiến hành, đầu tiên phải được tách khỏi hệ thống. Một điện áp thử nghiệm tần số rất thấp được áp dụng lên thiết bị mà cách điện cần được kiểm tra.

Đầu tiên, điện áp bình thường được áp dụng. Nếu giá trị tan delta xuất hiện đủ tốt, điện áp áp dụng được tăng lên 1,5 đến 2 lần điện áp bình thường của thiết bị. Đơn vị điều khiển tan delta đo lường các giá trị tan delta. Máy phân tích góc mất mát được kết nối với đơn vị đo lường tan delta để so sánh các giá trị tan delta ở điện áp bình thường và điện áp cao hơn và phân tích kết quả.

Trong quá trình thử nghiệm, việc áp dụng điện áp thử nghiệm ở tần số rất thấp là cần thiết.

Lý do áp dụng Tần số Rất Thấp

Ở tần số cao, kháng điện dung của chất cách điện giảm, làm tăng thành phần dòng điện dung. Vì thành phần điện trở vẫn giữ nguyên khá ổn định, phụ thuộc vào điện áp và độ dẫn điện của chất cách điện, biên độ dòng điện tổng cộng cũng tăng.

Do đó, công suất biểu kiến yêu cầu cho thử nghiệm tan delta sẽ trở nên đủ lớn, điều này không thực tế. Vì vậy, để giữ yêu cầu công suất cho thử nghiệm hệ số tiêu tán, điện áp thử nghiệm tần số rất thấp là cần thiết. Phạm vi tần số cho thử nghiệm tan delta thường từ 0,1 đến 0,01 Hz tùy thuộc vào kích thước và bản chất của cách điện.

Có một lý do khác khiến việc giữ tần số đầu vào của thử nghiệm càng thấp càng tốt.

Như chúng ta biết,

Điều đó có nghĩa là, hệ số tiêu tán tanδ ∝ 1/f. Do đó, ở tần số thấp, số tan delta cao hơn, và việc đo lường trở nên dễ dàng hơn.

Cách Dự đoán Kết quả Thử nghiệm Tan Delta

Có hai cách để dự đoán tình trạng của hệ thống cách điện trong quá trình thử nghiệm tan delta hoặc hệ số tiêu tán.

Thứ nhất, so sánh kết quả của các lần thử nghiệm trước đó để xác định sự suy giảm tình trạng cách điện do tác động của tuổi thọ.

Thứ hai, xác định tình trạng cách điện từ giá trị tanδ, trực tiếp. Không cần so sánh kết quả thử nghiệm tan delta trước đó.

Nếu cách điện hoàn hảo, hệ số mất mát sẽ gần như giống nhau trong mọi phạm vi điện áp thử nghiệm. Nhưng nếu cách điện không đủ, giá trị tan delta tăng trong phạm vi điện áp thử nghiệm cao hơn.

Từ biểu đồ, rõ ràng rằng số tan và delta tăng phi tuyến tính khi tăng điện áp thử nghiệm tần số rất thấp. Việc tăng tan&delta, có nghĩa là, thành phần dòng điện điện trở cao, trong cách điện. Những kết quả này có thể được so sánh với kết quả của các cách điện đã được thử nghiệm trước đó, để đưa ra quyết định chính xác về việc thay thế thiết bị hay không.