Prueba de Tangente Delta | Prueba de Ángulo de Pérdida | Prueba de Factor de Disipación

Principio de la prueba de tangente delta

Un aislante puro, cuando se conecta entre línea y tierra, se comporta como un condensador. En un aislante ideal, el material aislante que actúa como dieléctrico también, es 100 % puro, por lo que la corriente eléctrica que pasa a través del aislante, solo tiene un componente capacitivo. No hay ningún componente resistivo de la corriente que fluye de la línea a la tierra a través del aislante, ya que en el material aislante ideal, no hay impurezas.

En un condensador puro, la corriente eléctrica capacitiva conduce a la tensión aplicada por 90o.
En la práctica, el aislante no puede ser 100% puro. Además, debido al envejecimiento de los aislantes, las impurezas como suciedad y humedad entran en él. Estas impurezas proporcionan una vía conductiva para la corriente. Como consecuencia, la corriente de fuga eléctrica que fluye de la línea a la tierra a través del aislante tiene un componente resistivo.

Por lo tanto, es innecesario decir que, para un buen aislante, este componente resistivo de la corriente de fuga eléctrica es bastante bajo. De otra manera, la salud de un aislante eléctrico puede determinarse por la relación entre el componente resistivo y el capacitivo. Para un buen aislante, esta relación sería bastante baja. Esta relación es comúnmente conocida como tanδ o tangente delta. A veces también se le llama factor de disipación.

En el diagrama vectorial anterior, la tensión del sistema se dibuja a lo largo del eje x. La corriente eléctrica conductiva, es decir, el componente resistivo de la corriente de fuga, IR, también estará a lo largo del eje x.
Como el componente capacitivo de la corriente de fuga eléctrica IC conduce a la tensión del sistema por 90o, se dibujará a lo largo del eje y.
Ahora, la corriente de fuga eléctrica total IL(Ic + IR) forma un ángulo δ (digamos) con el eje y.
Ahora, a partir del diagrama anterior, queda claro que la relación, IR a IC no es más que tanδ o tangente delta.

NB: Este ángulo δ se conoce como ángulo de pérdida.

Método de prueba de tangente delta

El cable, bobinado, transformador de corriente, transformador de potencial, bujía de transformador, sobre los cuales se va a realizar la prueba de tangente delta o prueba de factor de disipación, primero se aísla del sistema. Se aplica una tensión de prueba de muy baja frecuencia a través del equipo cuyo aislamiento se va a probar.

Primero, se aplica la tensión normal. Si el valor de la tangente delta parece suficientemente bueno, la tensión aplicada se eleva a 1.5 a 2 veces la tensión normal del equipo. La unidad de control de tangente delta toma la medición de los valores de tangente delta. Un analizador de ángulo de pérdida se conecta con la unidad de medición de tangente delta para comparar los valores de tangente delta a tensión normal y a tensiones más altas y analizar los resultados.

Durante la prueba, es esencial aplicar la tensión de prueba a una frecuencia muy baja.

Razón de aplicar una frecuencia muy baja

Si la frecuencia de la tensión aplicada es alta, entonces la reactancia capacitiva del aislante se vuelve baja, por lo que el componente capacitivo de la corriente eléctrica es alto. El componente resistivo es casi fijo; depende de la tensión aplicada y la conductividad del aislante. A alta frecuencia, como la corriente capacitiva es grande, la amplitud de la suma vectorial de los componentes capacitivos y resistivos de la corriente eléctrica también se vuelve grande.

Por lo tanto, la potencia aparente requerida para la prueba de tangente delta se volvería lo suficientemente alta, lo cual no es práctico. Por lo tanto, para mantener el requisito de potencia para esta prueba de factor de disipación, se requiere una tensión de prueba de muy baja frecuencia. El rango de frecuencia para la prueba de tangente delta generalmente oscila entre 0.1 y 0.01 Hz, dependiendo del tamaño y la naturaleza del aislamiento.

Hay otra razón por la cual es esencial mantener la frecuencia de entrada de la prueba lo más baja posible.

Como sabemos,

Eso significa, el factor de disipación tanδ ∝ 1/f.
Por lo tanto, a baja frecuencia, el número de tangente delta es mayor, y la medición se vuelve más fácil.

Cómo predecir el resultado de la prueba de tangente delta

Existen dos formas de predecir la condición de un sistema de aislamiento durante la prueba de tangente delta o factor de disipación.

La primera, es comparar los resultados de pruebas anteriores para determinar la deterioración de la condición del aislamiento debido al efecto del envejecimiento.

La segunda, es determinar la condición del aislamiento a partir del valor de tanδ, directamente. No se requiere comparar los resultados previos de la prueba de tangente delta.

Si el aislamiento es perfecto, el factor de pérdida será aproximadamente el mismo para todo el rango de tensiones de prueba. Pero si el aislamiento no es suficiente, el valor de la tangente delta aumenta en el rango superior de la tensión de prueba.

A partir del gráfico, es evidente que el número de tangente delta aumenta no linealmente con el aumento de la tensión de prueba de muy baja frecuencia. El aumento de tan&delta, significa, un componente de corriente eléctrica resistiva alto, en el aislamiento. Estos resultados pueden compararse con los resultados de aislantes probados previamente, para tomar la decisión adecuada sobre si el equipo debe reemplazarse o no.

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