Тангенс діелектричних втрат | Тест кута втрат | Тест коефіцієнту дисипації

Принцип тесту тангенса дельта

Чистий ізолятор, коли він підключений між лінією та землею, поводиться як конденсатор. У ідеальному ізоляторі, де матеріал, що діє як діелектрик, є на 100 % чистим, електричний струм, що проходить через ізолятор, має лише капацитивну компоненту. Немає резистивної компоненти струму, що протікає від лінії до землі через ізолятор, оскільки в ідеальному ізоляційному матеріалі немає жодного відсотка забруднення.

У чистому конденсаторі капацитивний електричний струм опережає прикладене напругу на 90°.
На практиці, ізолятор не можна зробити на 100% чистим. Також через старіння ізоляторів, забруднення, такі як бруд та волога, потрапляють у нього. Ці забруднення надають провідний шлях для струму. В результаті, електричний струм утечки, що протікає від лінії до землі через ізолятор, має резистивну компоненту.

Тому, без сумніву, для хорошого ізолятора ця резистивна компонента електричного струму утечки досить низька. Іншим способом, стан електричного ізолятора можна визначити за співвідношенням резистивної компоненти до капацитивної. Для хорошого ізолятора це співвідношення буде досить низьке. Це співвідношення загальновідоме як tanδ або тангенс дельта. Іноді його також називають коефіцієнтом дисипації.

На векторній діаграмі вище, системна напруга проведена вздовж осі x. Провідний електричний струм, тобто резистивна компонента струму утечки, IR також буде вздовж осі x.
Оскільки капацитивна компонента струму утечки IC опережає системну напругу на 90°, вона буде проведена вздовж осі y.
Тепер, загальний струм утечки IL(Ic + IR) утворює кут δ (наприклад) з віссю y.
З діаграми вище видно, що співвідношення, IR до IC є нічим іншим, як tanδ або тангенс дельта.

ПРИМІТКА: Цей кут δ відомий як кут втрат.

Методика проведення тесту тангенса дельта

Кабель, обмотка, трансформатор струму, трансформатор напруги, втулка трансформатора, на яких проводиться тест тангенса дельта або тест коефіцієнта дисипації, спочатку відокремлюються від системи. На обладнання, чия ізоляція буде перевірена, прикладається дуже низькочастотне тестове напруга.

Спочатку прикладається нормальна напруга. Якщо значення тангенса дельта виглядає достатньо добре, напруга збільшується до 1,5-2 разів від нормальної напруги обладнання. Одиниця керування тесту тангенса дельта виконує вимірювання значень тангенса дельта. Аналізатор кута втрат під'єднуються до одиниці вимірювання тангенса дельта для порівняння значень тангенса дельта при нормальній напрузі та вищих напругах та аналізу результатів.

Під час тесту необхідно прикладати тестову напругу з дуже низькою частотою.

Причина застосування дуже низької частоти

Якщо частота прикладеної напруги висока, то капацитивна реактивна опір ізолятора стає низькою, отже, капацитивна компонента електричного струму висока. Резистивна компонента майже фіксована; вона залежить від прикладеної напруги та провідності ізолятора. При високій частоті, оскільки капацитивний струм великий, амплітуда векторної суми капацитивної та резистивної компонент електричного струму також велика.

Тому, потужність, необхідна для тесту тангенса дельта, стає досить високою, що не практично. Тому, щоб зберегти вимоги до потужності для цього тесту коефіцієнта дисипації, необхідна дуже низькочастотна тестова напруга. Діапазон частот для тесту тангенса дельта зазвичай становить від 0,1 до 0,01 Гц, залежно від розміру та характеру ізоляції.

Існує ще одна причина, чому важливо зберігати частоту входу тесту якомога нижчою.

Як відомо,

Це означає, що коефіцієнт дисипації tanδ ∝ 1/f.
Отже, при низькій частоті, число тангенса дельта вище, і вимірювання стають легшими.

Як передбачити результат тесту тангенса дельта

Існує два способи передбачити стан системи ізоляції під час тесту тангенса дельта або тесту коефіцієнта дисипації.

Перший, це порівняння результатів попередніх тестів, щоб визначити, як змінюється стан ізоляції через процес старіння.

Другий, це визначення стану ізоляції безпосередньо за значенням tanδ. Не потрібно порівнювати попередні результати тесту тангенса дельта.

Якщо ізоляція ідеальна, коефіцієнт втрат буде приблизно однаковим для всього діапазону тестових напруг. Але якщо ізоляція недостатня, значення тангенса дельта збільшується в більшому діапазоні тестових напруг.

З графіка видно, що число тангенса дельта нелінійно зростає зі зростанням тестової напруги дуже низької частоти. Зростання tan&δ, означає, що резистивна компонента електричного струму у ізоляції висока. Ці результати можна порівняти з результатами попередньо тестованих ізоляторів, щоб прийняти правильне рішення, чи треба замінити обладнання, чи ні.

Заява: Поважайте оригінал, добре написані статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.