Тест тангенса угла диэлектрических потерь | Тест на угол потерь | Тест коэффициента диссипации

Принцип теста на тангенс угла диэлектрических потерь

Идеальный изолятор, подключенный между линией и землей, ведет себя как конденсатор. В идеальном изоляторе, где изолирующий материал, действующий также как диэлектрик, абсолютно чист, электрический ток, проходящий через изолятор, имеет только емкостную составляющую. Нет резистивной составляющей тока, текущего от линии к земле через изолятор, так как в идеальном изолирующем материале нет ни одного процента примесей.

В чистом конденсаторе емкостный электрический ток опережает приложенное напряжение на 90о.
На практике изолятор не может быть изготовлен на 100% чистым. Также из-за старения изоляторов, примеси, такие как грязь и влага, проникают в него. Эти примеси предоставляют проводящий путь для тока. В результате, электрический ток утечки, текущий от линии к земле через изолятор, имеет резистивную составляющую.

Следовательно, не стоит говорить, что для хорошего изолятора эта резистивная составляющая электрического тока утечки очень мала. Другими словами, состояние электрического изолятора можно определить по соотношению резистивной составляющей к емкостной. Для хорошего изолятора это соотношение будет очень низким. Это соотношение обычно называют tanδ или тангенс угла диэлектрических потерь. Иногда его также называют фактором диссипации.

На векторной диаграмме выше системное напряжение отображено вдоль оси x. Проводящий электрический ток, то есть резистивная составляющая тока утечки, IR, также будет вдоль оси x.
Так как емкостная составляющая тока утечки IC опережает системное напряжение на 90о, она будет отображена вдоль оси y.
Теперь, общий ток утечки IL(Ic + IR) образует угол δ (например) с осью y.
Из приведенной выше диаграммы ясно, что отношение IR к IC является ничем иным, как tanδ или тангенс угла диэлектрических потерь.

NB: Этот угол δ известен как угол потерь.

Метод проведения теста на тангенс угла диэлектрических потерь

Кабель, обмотка, токовый трансформатор, потенциальный трансформатор, втулка трансформатора, на которых проводится тест на тангенс угла диэлектрических потерь или тест на коэффициент диссипации, сначала изолируется от системы. На оборудование, изоляцию которого необходимо проверить, применяется очень низкочастотное тестовое напряжение.

Сначала применяется нормальное напряжение. Если значение тангенса угла диэлектрических потерь кажется достаточно хорошим, напряжение повышается до 1,5-2 раз нормального значения оборудования. Устройство управления тестом на тангенс угла диэлектрических потерь измеряет значения тангенса угла диэлектрических потерь. Анализатор угла потерь подключен к устройству измерения тангенса угла диэлектрических потерь для сравнения значений тангенса угла диэлектрических потерь при нормальном и повышенном напряжении и анализа результатов.

Во время теста важно применять тестовое напряжение на очень низкой частоте.

Причина применения очень низкой частоты

Если частота приложенного напряжения высокая, то емкостное сопротивление изолятора становится низким, следовательно, емкостная составляющая электрического тока высокая. Резистивная составляющая почти постоянна; она зависит от приложенного напряжения и проводимости изолятора. При высокой частоте, поскольку емкостной ток велик, амплитуда векторной суммы емкостной и резистивной составляющих электрического тока также велика.

Поэтому необходимая видимая мощность для теста на тангенс угла диэлектрических потерь станет достаточно высокой, что непрактично. Поэтому, чтобы сохранить требования к мощности для этого теста на коэффициент диссипации, требуется очень низкочастотное тестовое напряжение. Диапазон частот для теста на тангенс угла диэлектрических потерь обычно составляет от 0,1 до 0,01 Гц в зависимости от размера и природы изоляции.

Есть еще одна причина, по которой необходимо поддерживать входную частоту теста как можно ниже.

Как мы знаем,

Это означает, что коэффициент диссипации tanδ ∝ 1/f.
Следовательно, при низкой частоте число тангенса угла диэлектрических потерь выше, и измерение становится легче.

Как предсказать результат теста на тангенс угла диэлектрических потерь

Существует два способа предсказать состояние изоляционной системы во время теста на тангенс угла диэлектрических потерь или теста на коэффициент диссипации.

Первый способ - это сравнение результатов предыдущих тестов, чтобы определить ухудшение состояния изоляции из-за эффекта старения.

Второй способ - это определение состояния изоляции непосредственно по значению tanδ. Не требуется сравнивать предыдущие результаты теста на тангенс угла диэлектрических потерь.

Если изоляция идеальна, коэффициент потерь будет примерно одинаковым для всего диапазона тестовых напряжений. Но если изоляция недостаточна, значение тангенса угла диэлектрических потерь увеличивается при более высоких значениях тестового напряжения.

Из графика видно, что значение тангенса угла диэлектрических потерь нелинейно увеличивается с увеличением тестового напряжения на очень низкой частоте. Увеличивающееся значение tanδ означает высокую резистивную составляющую электрического тока в изоляции. Эти результаты можно сравнить с результатами предыдущих тестов изоляторов, чтобы принять правильное решение, нужно ли заменить оборудование или нет.

Заявление: Уважайте оригинальные, хорошие статьи стоят того, чтобы их делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.