
2025-10-27
Почему Tanδ является критически важным параметром?
В диагностике изоляции высоковольтного электрооборудования испытательный комплект для измерения tanδ является основным инструментом оценки состояния изоляции. Измеряемый им тангенс угла диэлектрических потерь (tanδ) широко считается ключевым параметром для оценки характеристик изоляционного материала. По сравнению с сопротивлением изоляции, которое отражает только электрическое сопротивление, tanδ показывает характер потерь энергии в изоляции в переменных электрических полях и более чувствителен к ранним дефектам.
I. Основной принцип: Количественная оценка потерь энергии
Идеальный изолятор эквивалентен чистому конденсатору, в котором ток опережает напряжение на 90 градусов и не рассеивает энергию. Однако реальные диэлектрики имеют потери и могут быть эквивалентны параллельной цепи из конденсатора C и резистора R. В этом случае разность фаз между полным током и током конденсатора составляет небольшой угол δ, который является углом диэлектрических потерь.
Tanδ определяется как отношение энергии, теряемой диэлектриком, к энергии, запасённой в нём за каждый цикл переменного тока (tanδ = активная мощность/реактивная мощность). Это безразмерное отношение, которое напрямую отражает эффективность изоляционного материала в преобразовании электрической энергии в тепло.
II. Почему tanδ является критически важным параметром?
1. Высокая чувствительность и способность раннего оповещения
Tanδ чрезвычайно чувствителен к распределённым дефектам изоляции (таким как общая влажность, обширное старение и равномерно распределённые примеси). Эти дефекты значительно увеличивают проводимость и поляризационные потери диэлектрика, что приводит к значительному увеличению значения tanδ. Его способность обеспечивать раннее оповещение до существенного ухудшения прочности изоляции является его основным значением как ключевого параметра.
2. Внутренний параметр, не зависящий от размера
Для одного и того же типа изоляционного материала tan δ является внутренним свойством материала и не зависит от геометрических размеров устройства (объёма или площади). Это позволяет нам напрямую оценивать качество изоляции на основе абсолютного значения тангенса угла диэлектрических потерь (tan δ), что облегчает разработку единых стандартов и позволяет проводить горизонтальное и вертикальное сравнение с аналогичными устройствами или архивными данными.
3. Эффективное выявление влаги и старения
◦ Влага: Влага — высокополярная среда, которая значительно увеличивает потери поляризации и проводимости, что приводит к значительному увеличению значения tan δ, особенно при низких температурах.
◦ Старение: По мере старения изоляционных материалов под действием электрических и термических нагрузок молекулярные цепи разрываются или окисляются, образуя больше полярных групп, что также увеличивает значение tan δ.
III. Принцип работы набора для измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tan delta)
Набор для измерения тангенса угла диэлектрических потерь (tan delta) (обычно основанный на мосте Шиллинга или полностью автоматизированном цифровом принципе измерения) точно измеряет этот критический параметр. Он подает синусоидальное переменное испытательное напряжение на изолирующий диэлектрик и точно измеряет разность фаз между током, протекающим через диэлектрик, и напряжением, напрямую вычисляя значение tan delta. Отслеживая кривую тангенса дельта, изменяющуюся в зависимости от испытательного напряжения («восходящая кривая тангенса дельта»), можно также эффективно диагностировать концентрированные дефекты, такие как воздушные зазоры в изоляции.
Подводя итог, можно сказать, что тангенс дельта является критически важным параметром, поскольку он выходит за рамки простого понятия «сопротивления» и непосредственно количественно определяет степень «дефектности» изолирующего диэлектрика в переменном электрическом поле с точки зрения потерь энергии. Высокая чувствительность и важнейшие характеристики делают его незаменимым индикатором для оценки общего качества изоляции, диагностики преждевременного старения и воздействия влаги, что, по сути, и является целью использования набора для измерения тангенса дельта.
Комплект для измерения тангенса угла диэлектрических потерь MS-101G автоматически подает напряжение до 12 кВ и автоматически отфильтровывает помехи частотой 50 Гц, что делает его пригодным для полевых испытаний в зонах с высоким уровнем электромагнитных помех, таких как подстанции.
1. Он поддерживает испытания на самовозбуждение емкостных трансформаторов напряжения (ЕТН), позволяя одновременно измерять емкость и tgδ конденсаторов C1 и C2 при одном подключении.
2. Он оснащен защитой от обратного подключения низковольтных и высоковольтных цепей. Даже при заземленной шине ЕТН он может выполнять измерения диэлектрических потерь при обратном подключении 10 кВ на конденсаторе C11 без отсоединения проводов.
3. Он обеспечивает измерение приложенного напряжения и приложенного тока CN.
4. Он поддерживает измерение коэффициента трансформации ЕТН, что соответствует требованиям к измерениям коэффициента трансформации ЕТН в диапазоне от 35 до 500 кВ.
5. Он обеспечивает многоканальное одновременное измерение, что позволяет одновременно измерять значения диэлектрических потерь на четырех испытательных блоках.
6. Поддерживает измерение сопротивления изоляции, включая индекс поляризации, коэффициент абсорбции и сопротивление изоляции.
7. Автоматическое измерение LCR позволяет измерять индуктивность, емкость и сопротивление.