タンデルタ試験 | 損失角試験 | 減衰係数試験

タンデルタ試験の原理

純粋な絶縁体がラインと接地間に接続された場合、それはコンデンサーとして機能します。理想的な絶縁体では、絶縁材料は100％純粋であり、絶縁体を通過する電流は、キャパシティブ成分のみを持ちます。理想的な絶縁材料には不純物がないため、ラインから接地まで絶縁体を介して流れている電流の抵抗成分はありません。

純粋なコンデンサーでは、キャパシティブ電流は適用される電圧に対して90o先行します。
実際には、絶縁体は100％純粋に作ることはできません。また、絶縁体の劣化により、汚れや湿気などの不純物が侵入します。これらの不純物は電流に導電路を提供します。結果として、ラインから接地まで絶縁体を介して流れる漏れ電流には抵抗成分があります。

したがって、良好な絶縁体の場合、この漏れ電流の抵抗成分は非常に低いと言えます。別の言い方をすると、電気絶縁体の健全性は、抵抗成分とキャパシティブ成分の比によって決定できます。良好な絶縁体の場合、この比は非常に低くなります。この比は一般的にtanδまたはtanデルタとして知られています。時には、損失係数とも呼ばれます。

上記のベクトル図では、システム電圧はx軸に描かれています。導電電流つまり漏れ電流の抵抗成分IRもx軸上に描かれます。
漏れ電流のキャパシティブ成分ICはシステム電圧に対して90o先行するため、y軸上に描かれます。
現在、総漏れ電流IL(Ic + IR)はy軸に対してδ（例えば）の角度を作ります。
上記の図から、IR対ICの比がtanδまたはtanデルタであることがわかります。

注：このδ角度は損失角として知られています。

タンデルタ試験の方法

ケーブル、巻線、電流変換器、電圧変換器、トランスフォーマーのブッシングなど、タンデルタ試験または損失係数試験を行う装置は、まずシステムから分離されます。試験電圧が非常に低い周波数で、その絶縁を試験する装置に適用されます。

最初に通常の電圧が適用されます。もしtanデルタの値が十分に良ければ、適用電圧は装置の通常電圧の1.5〜2倍に上げられます。タンデルタコントローラユニットがtanデルタ値を測定します。損失角アナライザーがtanデルタ測定ユニットに接続され、通常電圧と高い電圧でのtanデルタ値を比較し、結果を分析します。

試験中、非常に低い周波数で試験電圧を適用することが重要です。

非常に低い周波数を適用する理由

適用電圧の周波数が高い場合、絶縁体のキャパシティブリアクタンスが低くなり、キャパシティブ電流の成分が高くなります。抵抗成分はほぼ固定であり、適用電圧と絶縁体の導電性に依存します。高い周波数ではキャパシティブ電流が大きいため、キャパシティブと抵抗成分の電流のベクトル和の振幅も大きくなります。

したがって、タンデルタ試験に必要な見かけ上の電力は非常に高くなるため、これは実用的ではありません。そのため、この損失係数試験の電力要件を維持するために、非常に低い周波数の試験電圧が必要です。タンデルタ試験の周波数範囲は、一般的に絶縁のサイズと性質に応じて0.1〜0.01 Hzです。

試験の入力周波数を可能な限り低く保つ必要があるもう一つの理由があります。

私たちは知っています、

つまり、損失係数tanδ ∝ 1/f.
したがって、低い周波数ではtanデルタの値が高く、測定が容易になります。

タンデルタ試験の結果を予測する方法

タンデルタまたは損失係数試験中に絶縁システムの状態を予測する方法は2つあります。

最初の1つは、以前の試験結果と比較して絶縁の劣化を判定することです。

2つ目は、tanδの値から直接絶縁の状態を決定することです。以前のタンデルタ試験結果との比較は必要ありません。

絶縁が完全であれば、試験電圧の全範囲で損失係数はほぼ同じです。しかし、絶縁が十分でない場合、試験電圧の高い範囲でtanデルタの値が増加します。

グラフから、非常に低い周波数の試験電圧が増加すると、tanデルタの値が非線形的に増加することがわかります。増加するtanデルタは、絶縁体における抵抗電流成分が高いことを意味します。これらの結果は、以前に試験された絶縁体の結果と比較して、装置を交換するかどうかの適切な決定を下すことができます。

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