Tan Delta Test | Test úhlu ztráty | Test faktoru disipace

Princip tan delta testu

Čistý izolátor, když je připojen mezi vedení a zem, chová se jako kapacitor. V ideálním izolátoru, kde izolační materiál, který působí jako dielektrikum, je 100 % čistý, elektrický proud procházející izolátorem, má pouze kapacitní složku. Neexistuje žádná rezistivní složka proudu, který by procházel izolátorem od vedení k zemi, protože v ideálním izolačním materiálu je nulové procento nečistot.

V čistém kondenzátoru kapacitní elektrický proud následuje aplikované napětí s fázovým posunem 90°.
V praxi nelze izolátor vyrobit 100% čistý. Díky stárnutí izolátorů do nich pronikají nečistoty, jako jsou špína a vlhkost. Tyto nečistoty poskytují vodivou cestu pro proud. Následně elektrický únikový proud, který prochází izolátorem od vedení k zemi, má rezistivní složku.

Je tedy jasné, že pro dobrý izolátor je tato rezistivní složka elektrického únikového proudu velmi nízká. Jinými slovy, stav elektrického izolátoru lze určit podle poměru rezistivní složky k kapacitní složce. Pro dobrý izolátor by tento poměr měl být velmi nízký. Tento poměr je obecně známý jako tanδ nebo tan delta. Někdy se také nazývá faktor disipace.

V vektorovém diagramu výše je systémové napětí nakresleno podél osy x. Vodivý elektrický proud, tj. rezistivní složka únikového proudu, IR, bude také podél osy x.
Jelikož kapacitní složka únikového elektrického proudu IC následuje systémové napětí s fázovým posunem 90°, bude nakreslena podél osy y.
Nyní celkový únikový elektrický proud IL(Ic + IR) svírá úhel δ (řekněme) s osou y.
Z diagramu výše je zřejmé, že poměr, IR ku IC je nic jiného než tanδ nebo tan delta.

POZNÁMKA: Tento úhel δ je znám jako ztrátový úhel.

Metoda tan delta testu

Kabel, vinutí, proudový transformátor, napěťový transformátor, transformátorové čepice, na kterých se má provést tan delta test nebo test faktoru disipace, jsou nejprve izolovány od systému. Na zařízení, jehož izolaci se má otestovat, je aplikováno velmi nízkofrekvenční testovací napětí.

Nejprve se aplikuje normální napětí. Pokud hodnota tan delta vypadá dostatečně dobře, je aplikované napětí zvýšeno na 1,5 až 2krát normální napětí zařízení. Jednotka řízení tan delta měří hodnoty tan delta. Analýza ztrátového úhlu je spojena s měřicí jednotkou tan delta pro porovnání hodnot tan delta při normálním napětí a vyšších napětích a analýzu výsledků.

Během testu je nezbytné aplikovat testovací napětí s velmi nízkou frekvencí.

Důvod použití velmi nízké frekvence

Pokud je frekvence aplikovaného napětí vysoká, pak kapacitivní reaktance izolátoru je nízká, což znamená, že kapacitní složka elektrického proudu je vysoká. Rezistivní složka je téměř pevná; závisí na aplikovaném napětí a vodivosti izolátoru. Při vysoké frekvenci, kdy kapacitní proud je velký, amplituda vektorového součtu kapacitní a rezistivní složky elektrického proudu se také zvětší.

Proto by požadovaný zdánlivý výkon pro tan delta test byl dostatečně vysoký, což není praktické. Aby se udržel výkon pro tento test faktoru disipace nízký, je potřeba použít velmi nízkofrekvenční testovací napětí. Frekvenční rozsah pro tan delta test obvykle kolísá od 0,1 do 0,01 Hz, v závislosti na velikosti a povaze izolace.

Existuje další důvod, proč je nezbytné udržet vstupní frekvenci testu co nejnižší možnou.

Jak víme,

To znamená, že faktor disipace tanδ ∝ 1/f.
Tedy, při nízké frekvenci je číslo tan delta vyšší a měření se zjednodušuje.

Jak předpovědět výsledek tan delta testu

Existují dva způsoby, jak předpovědět stav izolačního systému během tan delta testu nebo testu faktoru disipace.

První způsob spočívá v porovnání výsledků předchozích testů, aby se určilo opotřebení stavu izolace v důsledku stárnutí.

Druhý způsob spočívá v určení stavu izolace přímo z hodnoty tanδ. Není nutné porovnávat předchozí výsledky tan delta testu.

Pokud je izolace dokonalá, bude faktor ztrát přibližně stejný pro všechny rozsahy testovacích napětí. Pokud však izolace není dostatečná, hodnota tan delta se zvýší v vyšším rozsahu testovacích napětí.

Z grafu je zřejmé, že hodnota tan a delta nelineárně roste s rostoucím testovacím napětím velmi nízké frekvence. Rostoucí tan&delta znamená, že v izolaci je vysoká rezistivní složka elektrického proudu. Tyto výsledky lze porovnat s výsledky předchozích otestovaných izolátorů, aby se správně rozhodlo, zda se zařízení nahradí nebo ne.

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře napsané články jsou hodné sdílení, pokud je porušeno autorské právo, prosím, kontaktujte nás pro odstranění.