اختبار زاوية الظل | اختبار زاوية الخسارة | اختبار عامل التبديد

مبدأ اختبار تان دلتا

عند ربط العازل النقي بين الخط والأرض، يتصرف كـ موصل كهربائي. في العازل المثالي، حيث يكون مادة العزل التي تعمل كمادة عازلة أيضاً نظيفة بنسبة 100٪، فإن التيار الكهربائي الذي يمر عبر العازل يحتوي فقط على مكون سعوي. لا يوجد مكون مقاوم للتيار، يتدفق من الخط إلى الأرض عبر العازل لأن المادة العازلة المثالية خالية تماماً من الشوائب.

في الموصل السعوي النقي، يسبق التيار السعوي الكهربائي الجهد المطبق بمقدار 90°.
عملياً، لا يمكن تصنيع العازل بنسبة 100٪ من النقاء. بالإضافة إلى ذلك، بسبب تقادم العوازل، تدخل الشوائب مثل الأتربة والرطوبة إليه. هذه الشوائب توفر مساراً موصلًا للتيار. وبالتالي، يكون هناك تيار تسرب كهربائي يتدفق من الخط إلى الأرض عبر العازل ويحتوي على مكون مقاوم.

وبالتالي، لا يحتاج الأمر إلى القول أن مكون التيار المقاوم هذا يكون قليل جداً بالنسبة للعوازل الجيدة. بعبارة أخرى، يمكن تحديد صحة العازل الكهربائي من خلال نسبة المكون المقاوم إلى المكون السعوي. بالنسبة للعوازل الجيدة، ستكون هذه النسبة قليلة جداً. تعرف هذه النسبة بشكل شائع باسم tanδ أو tan delta. أحياناً يشار إليها أيضًا باسم عامل الاستهلاك.

في الرسم البياني المتجهي أعلاه، يتم رسم جهد النظام على محور x. التيار الكهربائي الموصل أي المكون المقاوم لتيار التسرب IR سيكون أيضًا على محور x.
بما أن المكون السعوي لتيار التسرب الكهربائي IC يسبق جهد النظام بمقدار 90°، سيتم رسمه على محور y.
الآن، التيار الكهربائي الكلي للتسرب IL(Ic + IR) يشكل زاوية δ (لنفترض) مع محور y.
من الرسم البياني أعلاه، يتضح أن النسبة IR إلى IC هي tanδ أو tan delta.

ملاحظة: هذه الزاوية δ تُعرف باسم زاوية الخسارة.

طريقة اختبار تان دلتا

يتم فصل الكابل، واللفائف، و المحول الكهربائي، و المحول الكهربائي، ومحول الجهد، وأكمام المحولات، والتي سيتم إجراء عليها اختبار تان دلتا أو اختبار عامل الاستهلاك، عن النظام أولاً. يتم تطبيق جهد اختبار ذو تردد منخفض جداً عبر المعدات التي سيتم اختبار عزلها.

أولاً، يتم تطبيق الجهد الطبيعي. إذا كان قيمة tan delta تبدو جيدة بما فيه الكفاية، يتم زيادة الجهد المطبق إلى 1.5 إلى 2 مرة من الجهد الطبيعي للمعدات. الوحدة المتحكم في tan delta تقوم بقياس قيم tan delta. يتم توصيل محلل زاوية الخسارة بوحدة قياس tan delta لمقارنة قيم tan delta عند الجهد الطبيعي والجهد العالي وتحليل النتائج.

خلال الاختبار، من الضروري تطبيق جهد الاختبار بتردد منخفض جداً.

سبب تطبيق التردد المنخفض جداً

إذا كان تردد الجهد المطبق عالياً، فإن المقاومة السعوية للعازل تصبح منخفضة، وبالتالي يكون المكون السعوي للتيار الكهربائي مرتفعاً. المكون المقاوم ثابت تقريباً؛ فهو يعتمد على الجهد المطبق ومعدل التوصيل للعازل. عند التردد العالي، يكون التيار السعوي كبيراً، وبالتالي تكون سعة المجموع المتجهي للمكونين السعوي والمقاوم للتيار الكهربائي كبيرة أيضاً.

لذلك، سيصبح الطاقة الظاهرية المطلوبة لـ اختبار تان دلتا عالية بما فيه الكفاية وهو أمر غير عملي. لذا لكي تبقى متطلبات الطاقة لهذا اختبار عامل الاستهلاك منخفضة، يجب استخدام جهد اختبار ذو تردد منخفض جداً. نطاق التردد لاختبار تان دلتا عادة ما يكون من 0.1 إلى 0.01 هرتز اعتماداً على حجم وطبيعة العزل.

هناك سبب آخر يجعل من الضروري الحفاظ على تردد الإدخال لأجل الاختبار بأقل مستوى ممكن.

كما نعلم،

وهذا يعني أن عامل الاستهلاك tanδ ∝ 1/f.
وبالتالي، يكون الرقم tan delta أعلى عند التردد المنخفض، مما يجعل القياس أسهل.

كيفية التنبؤ بنتيجة اختبار تان دلتا

هناك طريقتان للتنبؤ بحالة نظام العزل أثناء اختبار تان دلتا أو اختبار عامل الاستهلاك.

الأولى هي مقارنة نتائج الاختبارات السابقة لتحديد تدهور حالة العزل بسبب تأثير التقدم في السن.

الثانية هي تحديد حالة العزل مباشرة من قيمة tanδ. لا حاجة لمقارنة نتائج الاختبارات السابقة لاختبار تان دلتا.

إذا كان العزل مثالياً، سيكون عامل الخسارة تقريباً نفسه لجميع نطاقات جهد الاختبار. ولكن إذا كان العزل غير كافٍ، فإن قيمة tan delta تزداد في نطاقات جهد الاختبار الأعلى.

من الرسم البياني، يتضح أن tan delta يزداد بشكل غير خطي مع زيادة جهد الاختبار ذو التردد المنخفض جداً. زيادة tanδ تعني زيادة في المكون المقاوم للتيار الكهربائي في العزل. يمكن مقارنة هذه النتائج مع نتائج العوازل التي تم اختبارها سابقًا لاتخاذ القرار المناسب بشأن استبدال المعدات أم لا.

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، وإذا كان هناك انتهاك لحقوق الملكية الفكرية يرجى التواصل لإزالة المحتوى.