Test Tan Delta | Test dell'Angolo di Perdita | Test del Fattore di Dissipazione
Principio del Test Tan Delta
Un isolante puro, quando è collegato tra linea e terra, si comporta come un condensatore. In un isolante ideale, in cui il materiale isolante che agisce anche come dielettrico è al 100% puro, la corrente elettrica che passa attraverso l'isolante ha solo una componente capacitiva. Non c'è alcuna componente resistiva della corrente, che fluisce dalla linea alla terra attraverso l'isolante, poiché nel materiale isolante ideale non ci sono impurità.
In un condensatore puro, la corrente capacitiva elettrica precede la tensione applicata di 90°.
In pratica, l'isolante non può essere realizzato al 100% puro. Inoltre, a causa dell'invecchiamento degli isolanti, le impurità come sporco e umidità vi penetrano. Queste impurità forniscono un percorso conduttivo alla corrente. Di conseguenza, la corrente di fuga elettrica che fluisce dalla linea alla terra attraverso l'isolante ha una componente resistiva.
Pertanto, è superfluo dire che, per un buon isolante, questa componente resistiva della corrente di fuga elettrica è piuttosto bassa. In altre parole, la salute di un isolante elettrico può essere determinata dal rapporto tra la componente resistiva e quella capacitiva. Per un buon isolante, questo rapporto sarebbe piuttosto basso. Questo rapporto è comunemente noto come tanδ o tan delta. A volte viene anche chiamato fattore di dissipazione.
Nel diagramma vettoriale sopra, la tensione del sistema è disegnata lungo l'asse x. La corrente elettrica conduttiva, cioè la componente resistiva della corrente di fuga IR, sarà anch'essa lungo l'asse x.
Poiché la componente capacitiva della corrente di fuga elettrica IC precede la tensione del sistema di 90°, sarà disegnata lungo l'asse y.
Ora, la corrente di fuga elettrica totale IL(Ic + IR) forma un angolo δ (per esempio) con l'asse y.
Dal diagramma sopra, risulta chiaro che il rapporto, IR a IC è niente altro che tanδ o tan delta.
NB: Questo angolo δ è noto come angolo di perdita.
Metodo di Prova Tan Delta
Il cavo, l'avvolgimento, il trasformatore di corrente, il trasformatore di tensione, il bocchettone del trasformatore, su cui deve essere effettuata la prova tan delta o la prova del fattore di dissipazione, viene prima isolato dal sistema. Viene applicata una tensione di prova a frequenza molto bassa all'equipaggiamento il cui isolamento deve essere testato.
In primo luogo, viene applicata la tensione normale. Se il valore di tan delta appare sufficientemente buono, la tensione applicata viene aumentata da 1,5 a 2 volte la tensione normale dell'equipaggiamento. L'unità di controllo tan delta misura i valori di tan delta. Un analizzatore di angolo di perdita è connesso all'unità di misura tan delta per confrontare i valori di tan delta a tensione normale e a tensioni più elevate e analizzare i risultati.
Durante il test, è essenziale applicare la tensione di prova a una frequenza molto bassa.
Ragione dell'Applicazione di Frequenza Molto Bassa
Se la frequenza della tensione applicata è alta, allora la reattanza capacitiva dell'isolante diventa bassa, quindi la componente capacitiva della corrente elettrica è alta. La componente resistiva è quasi fissa; dipende dalla tensione applicata e dalla conducibilità dell'isolante. A frequenza elevata, dato che la corrente capacitiva è grande, l'ampiezza della somma vettoriale delle componenti capacitiva e resistiva della corrente elettrica diventa grande.
Quindi, la potenza apparente richiesta per il test tan delta diventerebbe abbastanza alta, il che non è pratico. Pertanto, per mantenere il requisito di potenza per questo test del fattore di dissipazione, è necessaria una tensione di prova a frequenza molto bassa. Il range di frequenza per il test tan delta è generalmente da 0,1 a 0,01 Hz a seconda della dimensione e della natura dell'isolamento.
C'è un'altra ragione per cui è essenziale mantenere la frequenza d'ingresso del test il più bassa possibile.
Come sappiamo,
Ciò significa, il fattore di dissipazione tanδ ∝ 1/f.
Pertanto, a frequenza bassa, il numero di tan delta è più alto, e la misurazione diventa più facile.
Come Prevedere il Risultato del Test Tan Delta
Ci sono due modi per prevedere la condizione di un sistema di isolamento durante il test tan delta o del fattore di dissipazione.
Il primo è confrontare i risultati dei test precedenti per determinare il deterioramento della condizione dell'isolamento a causa dell'effetto dell'invecchiamento.
Il secondo è determinare la condizione dell'isolamento direttamente dal valore di tanδ, senza la necessità di confrontare i risultati precedenti del test tan delta.
Se l'isolamento è perfetto, il fattore di perdita sarà approssimativamente lo stesso per tutte le gamme di tensione di prova. Ma se l'isolamento non è sufficiente, il valore di tan delta aumenta nella gamma superiore di tensione di prova.
Dal grafico, risulta evidente che il numero di tan e delta aumenta non linearmente con l'aumentare della tensione di prova a frequenza molto bassa. L'aumento di tan&delta, significa, alta componente di corrente elettrica resistiva, nell'isolamento. Questi risultati possono essere confrontati con quelli degli isolanti precedentemente testati, per prendere la decisione appropriata se l'equipaggiamento debba essere sostituito o meno.
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