Tangens Delta (tgδ), Współczynnik Stratności, Kąt Strat, to
różne określenia tego samego pomiaru, który staje się bardzo rutynowym badaniem.
Napięcie o przebiegu sinusoidalnym wytwarzane przez
System WN VLF jest
przykładane do kabla, jednocześnie wykonywane są pomiary tangensa delta, których wyniki są rejestrowane.
Niniejszy artykuł dostarcza krótkie
wytyczne dotyczące procedury pomiarowej oraz służy, jako wprowadzenie do
interpretacji wyników pomiarów.
Podczas badania tgδ, intencją jest określenie poziomu degradacji izolacji w
systemie kablowym. Jest to doskonała metoda do określenia istnienia drzewka wody
w izolacji kabla. Ponieważ różne typy izolacji (XLPE, EPR, PILC) wykazują różne
charakterystyki tgδ, dlatego silnie zaleca się, żeby badanie tgδ było wykonywane
na pojedynczym typie izolacji. Systemy kablowe o mieszanej izolacji będą
dostarczały nieczytelne wyniki. Również, akcesoria mogą wpływać na wartość tgδ.
Na przykład, istnienie kilku miejsc łączeń, które używają materiałów o
stopniowanej wytrzymałości z nieliniowymi charakterystykami, będzie wykazywać
zwiększanie wartości tgδ wraz ze wzrostem przyłożonego napięcia (patrz krzywe na
rys. 2). Podczas interpretowania wyników tgδ, dwa główne kryteria są
obserwowane: absolutna zmierzona wartość tgδ oraz zmiana wartości tgδ w
zależności od wzrostu napięcia przyłożonego do kabla.
Poniższa tabela została zaczerpnięta z normy IEEE400-2001. Wartość tgδ została
pokazana dla nowej izolacji XLPE. Po zainstalowaniu kabla, spodziewana wartość
będzie rosła. Wartość ta będzie rosła jak tylko rozpocznie się proces starzenia.
Dlatego, wartości pokazane poniżej są rzadko napotykane podczas badań tgδ. Typowe
wartości dla XLPE mogą być 4 - 5 razy wieksze niż to, co jest pokazane w tabeli.
Dla kabli typu EPR, mogą być 5 - 10 razy większe oraz dla PILC 30 - 50 razy większe.
Również, napięcie pomiarowe często nie jest podnoszone aż do 2V0, jak
pokazano. Jeżeli izolacja kabla okazuje się być słaba, wtedy napięcie nie jest
podnoszone powyżej 1,5V0 w celu zapobieganiu przebiciu.
| tgδ przy 2V0
|
Różnica w tgδ
tgδ 2V0 - tgδ V0
|
Ocena
|
| Mniej niż 1,2 x 10 -3
|
Mniej niż 0,6 x 10 -3
|
Dobra
|
| Równo lub powyżej 1,2 x 10 -3
|
Równo lub powyżej 0,6 x 10 -3
|
Wiekowy
|
| Równo lub powyżej 2,2 x 10 -3
|
Równo lub powyżej 1,0 x 10 -3
|
Mocno zdegradowany
|
|
UWAGA: Odkryto, że materiały dielektryczne kopolimerowe takie, jak TR-XLPE
lub uzdatnione płynnym silikonem izolacje wykazują różne charakterystyki tgδ,
dlatego, obowiązują wtedy inne kryteria. |
Chociaż bezwzględne wyniki pomiarów są ważne, są jedna mniej ważne niż zmiana
wartości ze wzrostem napięcia. Niezależnie od tego, czy wynik tgδ dla kabla jest
1 lub 10, kabel jest rozpatrywany jako "dobry" tak długo, jak długo wartość nie rośnie znacząco wraz
ze wzrostem napięcia. Szybka "próba ogniowa" polega na porównaniu wartości przy
1,5V0 w stosunku do 0,5V0. Im większa jest różnica zmiany, tym
większa jest degradacja. Zwiększenie o 50% jest akceptowalne, podczas, gdy podwojenie
wartości już nie.
To nie jest nauka ścisła. Typową intencją badania tgδ jest test znacznej populacji kabli
w celu ich porównania i oceny. Jest to w dużej mierze test porównawczy, z wynikami
pomagającymi użytkownikowi w ustaleniu priorytetów wymiany kabli i /lub wstrzykiwania
silikonu lub w celu pomocy w decyzji, jakie inne pomiary mogą być użyteczne, takie, jak
próba wytrzymałości VLF lub pomiar wyładowań niezupełnych. Wykonanie pomiaru tgδ dla
nowych instalacji, dla uzyskania wyników bazowych, jest również użyteczne dla późniejszych
badań.