Teste de Tangente Delta | Teste do Ângulo de Perdas | Teste do Fator de Dissipação

Princípio do Teste Tan Delta

Um isolante puro, quando conectado entre linha e terra, se comporta como um capacitor. Em um isolante ideal, como o material isolante que atua também como dielétrico é 100% puro, a corrente elétrica passando pelo isolante, tem apenas componente capacitivo. Não há componente resistivo da corrente, fluindo da linha para a terra através do isolante, pois no material isolante ideal, não há impurezas.

Em um capacitor puro, a corrente elétrica capacitiva antecede a tensão aplicada por 90o.
Na prática, o isolante não pode ser feito 100% puro. Além disso, devido ao envelhecimento dos isolantes, as impurezas como sujeira e umidade entram nele. Essas impurezas fornecem um caminho condutivo para a corrente. Consequentemente, uma corrente de fuga elétrica fluindo da linha para a terra através do isolante tem um componente resistivo.

Portanto, é desnecessário dizer que, para um bom isolante, este componente resistivo da corrente de fuga elétrica é bastante baixo. De outra forma, a saúde de um isolante elétrico pode ser determinada pela razão do componente resistivo ao componente capacitivo. Para um bom isolante, esta razão seria bastante baixa. Esta razão é comumente conhecida como tanδ ou tan delta. Às vezes, também é referida como fator de dissipação.

No diagrama vetorial acima, a tensão do sistema é desenhada ao longo do eixo x. A corrente elétrica condutiva, ou seja, o componente resistivo da corrente de fuga, IR também estará ao longo do eixo x.
Já que o componente capacitivo da corrente de fuga elétrica IC antecede a tensão do sistema por 90o, será desenhado ao longo do eixo y.
Agora, a corrente de fuga elétrica total IL(Ic + IR) faz um ângulo δ (digamos) com o eixo y.
Agora, a partir do diagrama acima, fica claro que a razão, IR para IC é nada mais que tanδ ou tan delta.

NB: Este ângulo δ é conhecido como ângulo de perdas.

Método de Teste Tan Delta

O cabo, enrolamento, transformador de corrente, transformador de potencial, bucha do transformador, no qual o teste tan delta ou teste de fator de dissipação deve ser realizado, é primeiro isolado do sistema. Uma tensão de teste de baixa frequência muito baixa é aplicada em todo o equipamento cujo isolamento deve ser testado.

Primeiro, a tensão normal é aplicada. Se o valor de tan delta parecer suficientemente bom, a tensão aplicada é aumentada para 1,5 a 2 vezes a tensão normal do equipamento. A unidade controladora de tan delta realiza a medição dos valores de tan delta. Um analisador de ângulo de perdas é conectado à unidade de medição de tan delta para comparar os valores de tan delta na tensão normal e em tensões mais altas e analisar os resultados.

Durante o teste, é essencial aplicar a tensão de teste em uma frequência muito baixa.

Razão para Aplicar Frequência Muito Baixa

Se a frequência da tensão aplicada for alta, então a reatância capacitiva do isolante torna-se baixa, portanto, o componente capacitivo da corrente elétrica é alto. O componente resistivo é quase fixo; depende da tensão aplicada e da condutividade do isolante. Em alta frequência, como a corrente capacitiva é grande, a amplitude da soma vetorial dos componentes capacitivos e resistivos da corrente elétrica também se torna grande.

Portanto, a potência aparente necessária para o teste tan delta se tornaria alta o suficiente, o que não é prático. Portanto, para manter o requisito de potência para este teste de fator de dissipação, é necessário uma tensão de teste de baixa frequência. A faixa de frequência para o teste tan delta geralmente varia de 0,1 a 0,01 Hz, dependendo do tamanho e natureza do isolamento.

Há outra razão pela qual é essencial manter a frequência de entrada do teste tão baixa quanto possível.

Como sabemos,

Isso significa que, o fator de dissipação tanδ ∝ 1/f.
Portanto, em baixa frequência, o número de tan delta é maior, e a medição se torna mais fácil.

Como Prever o Resultado do Teste Tan Delta

Existem duas maneiras de prever a condição de um sistema de isolamento durante o teste tan delta ou fator de dissipação.

A primeira é comparar os resultados de testes anteriores para determinar a deterioração da condição do isolamento devido ao efeito do envelhecimento.

A segunda é determinar a condição do isolamento a partir do valor de tanδ, diretamente. Não há necessidade de comparar resultados anteriores do teste tan delta.

Se o isolamento for perfeito, o fator de perdas será aproximadamente o mesmo para todas as faixas de tensão de teste. Mas se o isolamento não for suficiente, o valor de tan delta aumenta na faixa superior de tensão de teste.

Do gráfico, é evidente que o número de tan e delta aumenta não linearmente com o aumento da tensão de teste de baixa frequência. O aumento de tan&delta, significa, corrente elétrica resistiva alta, no isolamento. Estes resultados podem ser comparados com os resultados de isolantes testados anteriormente, para tomar a decisão adequada sobre se o equipamento deve ser substituído ou não.

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