Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и ёмкости

Тангенс угла диэлектрических потерь и ёмкости

  Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в электроизоляционном материале под воздействием на него электрического поля. Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь. При испытании диэлектрик рассматривается как диэлектрик конденсатора, у которого измеряется емкость и угол δ, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи. Этот угол называется углом диэлектрических потерь.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Для измерения  емкости и угла диэлектрических  потерь (или tgδ) эквивалентную схему конденсатора представляют как идеальный конденсатор с последовательно включенным активным сопротивлением (последовательная схема) или как идеальный конденсатор с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема)

Значение  потерь пропорционально квадрату приложенного к диэлектрику напряжения и частоте, что необходимо учитывать при  выборе электроизоляционных материалов для аппаратуры высокого напряжения и высокочастотной аппаратуры. С увеличением приложенного к диэлектрику напряжения до некоторого значения Uо начинается ионизация имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений, при этом δ начинает резко возрастать за счет дополнительных потерь, вызванных ионизацией.

Значение  тангенса угла диэлектрических потерь измеряют при напряжениях, меньших Uо (обычно 3 - 10 кВ). Напряжение выбирается так, чтобы облегчить испытательное устройство при сохранении достаточной чувствительности прибора. Значение тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) нормируется для температуры 20 °С, поэтому измерение следует производить при температурах, близких к нормированной (10 - 20 °С). В этом диапазоне температур изменение диэлектрических потерь невелико, и для некоторых типов изоляции измеренное значение может без пересчета сравниваться с нормированным для 20 °С. Для устранения влияния токов утечки и внешних электростатических полей на результаты измерения на испытуемом объекте и вокруг измерительной схемы монтируют защитные приспособления в виде охранных колец и экранов. Наличие заземленных экранов вызывает появление паразитных емкостей; для компенсации их влияния обычно применяют метод защитного - напряжения, регулируемого по значению и фазе.

Наибольшее распространение  получили мостовые схемы измерения  емкости и тангенса угла диэлектрических  потерь. В настоящее время промышленность выпускает мосты переменного  тока.

Уравновешивание моста производится путем многократного регулирования  элементов схемы моста и защитного  напряжения, для чего индикатор равновесия включается то в диагональ, то между  экраном и диагональю. Мост считается  уравновешенным, если при обоих включениях индикатора равновесия ток через  него не проходит. Тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторов и электрических машин измеряют между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках.