Параметры используемые при диагностике электрооборудования

Тангенсом угла диэлектрических потерь называется отношение активной составляющей тока Iа, протекающего через изоляцию при приложении к ней переменного напряжения, к его емкостной составляющей Iс. Этот показатель принято выражать в процентах:

                             (1.7)

В изоляции, находящейся под воздействием переменного напряжения, происходит поглощение некоторого количества электроэнергии, которая превращается в тепло. Поглощаемая в единицу времени энергия (мощность) определяет собой диэлектрические потери в изоляции. Если бы диэлектрических потерь не было, угол сдвига фаз φ между напряжением на изоляции и током, проходящим через изоляцию, был бы точно равен 90°.

В изоляции, выполненной из любых применяемых материалов, при наличии диэлектрических потерь угол сдвига фаз между напряжением и током меньше 90°; разность между углом 90° и углом сдвига фаз обозначается δ и называется углом диэлектрических потерь, или сокращенно – углом потерь. Диэлектрические потери на участке изоляции с емкостью С и углом потерь δ при напряжении на изоляции U и частоте f составляют

P = UI = UIcos (φ) = U22π f C tgδ = U2ω C tgδ,

Потери Р в диэлектрике пропорциональны углу диэлектрических потерь tgδ. Чем больше tgδ, тем при прочих равных условиях больше диэлектрические потери, т.е. качество диэлектрика хуже. При приложении к изоляции переменного напряжения процесс зарядки емкостей и протекания тока через сопротивления схемы повторяется каждый период. Установившийся полный ток будет определяться двумя составляющими: Iа –активной составляющей тока, зависящей от сопротивления изоляции, и Iс –реактивной составляющей, зависящей от геометрической емкости. Так как диэлектрические потери зависят не только от свойств и состояния изоляции, но и от приложенного напряжения, то по значению активной составляющей тока еще нельзя судить о качестве изоляции.

Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует общее состояние изоляции, и в первую очередь её увлажненность, независимо от геометрических размеров. Параметр tgδ практически не зависит от размеров диэлектрика, так как с изменением его размеров пропорционально изменяются активная и реактивная составляющие тока, протекающего через диэлектрик, а также надежность изоляции по отношению к ее тепловому пробою и общее старение изоляции. Угол диэлектрических потерь изоляции меняется в зависимости от общего состояния изоляции. Если изоляция отсырела или в ней появились посторонние включения, вызванные ионизацией в воздушных включениях, то tgδ резко увеличивается. Угол диэлектрических потерь у крупных объектов позволяет судить только о среднем состоянии изоляции, так как местные и сосредоточенные дефекты в изоляции большого объема измерением tgδ обнаруживаются плохо или вообще не выявляются. Это можно объяснить тем, что увеличение Iа вызывается в таких случаях ухудшением небольшой части объема изоляции, а Iс практически остается неизменным и определяется всем объемом изоляции. У объектов с малыми геометрическими размерами по tgδ могут быть обнаружены местные и сосредоточенные дефекты. Методом диэлектрических потерь проверяются изоляция проходных изоляторов, вводов и обмоток конденсаторов, трансформаторов, трансформаторов тока, а также длинных кабелей и другие виды изоляции (кроме фарфоровой). Измерение диэлектрических потерь широко применяется в лабораторных условиях и ремонтных мастерских для проверки изоляции после ремонта, а также для контроля диэлектрических потерь масел и заливочных масс.