Apparecchiature per il test della perdita dielettrica dell’olio del trasformatore viene utilizzato sia nella fase di controllo della qualità dell’olio prima di immetterlo nel trasformatore sia durante l’utilizzo dell’olio. In questo articolo discuteremo cosa si intende per tangente di perdita dielettrica, da quali parametri dipende, quale algoritmo viene applicato per determinarla e che tipo di apparecchiatura viene utilizzata a tale scopo.

Cosa si intende per tangente di perdita dielettrica?

Se il materiale isolante elettrico viene posto nel campo elettrico, si osserverà la dissipazione di energia. Questa energia è nota come perdita dielettrica. La quantità di energia dissipata è espressa in termini di la tangente di perdita dielettrica.

Il significato fisico di la tangente di perdita dielettrica è come segue.

Immagina che un dielettrico sia un dielettrico tra le armature di un condensatore inserito in un circuito capacitivo.

Se si misura l’angolo di spostamento tra la corrente e la tensione di questo circuito, sarà inferiore a 90°. L’angolo necessario per completare l’angolo di sfasamento fino a 90° è noto come angolo δ o angolo di perdita dielettrica.

La perdita di energia nel condensatore caratterizza la tangente di perdita dielettrica che è numericamente uguale al rapporto tra potenza attiva e potenza reattiva alla tensione sinusoidale di una certa frequenza.

Perché è importante determinare la tangente di perdita dielettrica dell’olio del trasformatore e qual è la differenza nel valore informativo della misurazione di questo parametro e della tensione di rottura? La tensione di guasto è la tensione massima che deve essere applicata all’olio del trasformatore per provocare un guasto istantaneo. In senso stretto, la tensione di rottura è una caratteristica dell’olio sul posto. La tangente di perdita dielettrica è un parametro più flessibile, perché consente:

1. valutare il grado di purificazione di nuovi oli in una raffineria di petrolio durante la produzione e la loro prontezza per l’alimentazione in apparecchiature ad alta tensione;
2. per gli oli in uso, la tangente di perdita dielettrica consente di stimare per quanto tempo possono essere utilizzati in apparecchiature ad alta tensione prima del cambio o della rigenerazione.

Perciò, apparecchiature di prova di perdita dielettrica dovrebbe essere presente nei laboratori sia delle compagnie petrolifere che producono oli isolanti elettrici sia delle aziende che si occupano di manutenzione e riparazione di trasformatori.

Da cosa dipende la tangente di perdita dielettrica?

Il valore della tangente di perdita dielettrica dipende dai seguenti fattori;

• tipo di dielettrico;
• qualità del dielettrico;
• temperatura ambiente (a temperatura ambiente, la tangente di perdita dielettrica è generalmente minima);
• Frequenza CA alla quale viene eseguita la misurazione (all’aumentare della frequenza, aumenta il valore della tangente di perdita dielettrica).

La qualità dell’olio per trasformatori come dielettrico si deteriora a causa dello stoccaggio a lungo termine e dell’uso a lungo termine. Tra i fattori operativi che portano all’aumento della perdita dielettrica tangente dell’olio del trasformatore, segnaliamo l’idratazione e la presenza di aria intrappolata. Se la tangente sale all’aumentare della tensione applicata, significa che l’olio contiene aria intrappolata. Sotto l’influenza di fattori operativi, la tangente di perdita dielettrica può aumentare più volte rispetto allo stesso indicatore per l’olio fresco. Tali aumenti devono essere monitorati tempestivamente utilizzando l’apparecchiatura di prova di perdita dielettrica.

Come viene misurata la tangente di perdita dielettrica dell’olio del trasformatore?

Discutiamo il principio di funzionamento di apparecchiature di prova di perdita dielettrica. Si basa sulla misurazione della differenza tra le ampiezze e le fasi dei segnali ottenuti quando la tensione sinusoidale di prova con un valore effettivo fino a 2 kV viene applicata simultaneamente a un condensatore di riferimento e a un oggetto di misura rappresentato da una cella di misura.

Una cella di misura è un recipiente metallico costituito da due parti elettricamente isolate (elettrodi interno ed esterno) tra le quali viene versato l’olio del trasformatore.

Una cella di misura è infatti un condensatore elettrico le cui armature costituiscono elettrodi interni ed esterni. La tensione di prova viene applicata all’elettrodo esterno e il segnale desiderato viene prelevato dall’elettrodo interno.

L’ampiezza e la fase del segnale proveniente dal condensatore di riferimento rientrano nel campo delle tolleranze ammissibili e sono considerate costanti.

La differenza di ampiezza dei segnali prelevati dal condensatore di riferimento e dall’elettrodo interno della cella di misura è proporzionale alla permittività dielettrica del liquido in esame.

La differenza di fase tra i segnali prelevati dal condensatore di riferimento e l’elettrodo interno della cella di misura caratterizza la tangente di perdita dielettrica valore.

Tester delta tangente olio TOR-3

GlobeCore ha sviluppato un tester di perdita dielettrica noto come TOR-3 che include la misurazione della permittività dielettrica degli oli isolanti. I principali vantaggi dello strumento sono misurazioni automatiche, precisione, versatilità, praticità, sicurezza operativa e affidabilità.

Il funzionamento dello strumento TOR-3 è controllato tramite un computer dando comandi per eseguire determinate azioni. Dopo aver immesso l’olio nella cella di misura e dopo aver collegato lo strumento alla rete di alimentazione, viene dato un comando per l’avvio delle misure. Lo strumento raggiunge le caratteristiche specificate e inizia ad assumere i primi valori della tangente di perdita dielettrica e successivamente della permittività dielettrica.

La tolleranza di misurazione della tangente di perdita dielettrica non supera l’uno percento più ottocento millesimi e quella della permittività dielettrica – due percento. L’elevata precisione di misurazione è raggiunta grazie al nuovo GlobeCore tecnologie utilizzate nello sviluppo della struttura di un condensatore di riferimento, nonché calibrazione predeterminata di una cella di misura vuota utilizzando uno speciale programma software.

Non è necessario rimuovere la cuvetta quando si procede all’analisi del campione successivo. È sufficiente dare un comando dal computer per aprire la valvola di scarico dell’olio in un apposito vassoio. L’olio del vassoio viene rimosso in un contenitore separato e il campione successivo viene inserito nella cella.

Tutti i moduli e le parti elettroniche sono posizionati in modo compatto in un unico alloggiamento; pertanto nessuno degli strumenti ha dimensioni complessive superiori a quarantacinque centimetri e il peso non supera i cinque chilogrammi e mezzo. Grazie alla compattezza e leggerezza, e alle maniglie integrate nell’alloggiamento, lo strumento TOR-3 può essere facilmente spostato sulla scrivania o trasportato all’interno del laboratorio.

Un microprocessore, un convertitore digitale-analogico e un amplificatore ad alta tensione contenuti nello strumento consentono di generare un segnale di prova di qualsiasi forma e operare in un’ampia gamma di ampiezze. Pertanto, TOR-3 è versatile e può essere utilizzato per misurare la tangente di perdita dielettrica secondo standard con diversi requisiti di tensione di prova.

La sicurezza operativa di il delta tester della tangente dell’olio si ottiene realizzando l’alloggiamento e lo strato superiore della copertura della cella di misura in materiale isolante resistente. Protegge il personale di laboratorio dalle scosse elettriche.

La presenza del tester di perdita dielettrica TOR-3 nel tuo laboratorio consente di risolvere due problemi contemporaneamente: determinare l’idoneità del nuovo olio per l’alimentazione del trasformatore e scoprire per quanto tempo l’olio può essere utilizzato senza modifiche o rigenerazione. Migliora l’affidabilità operativa dei trasformatori ed elimina le emergenze associate a malfunzionamenti del sistema di isolamento. Se segui le regole operative, puoi essere certo che questi problemi saranno risolti con successo utilizzando uno strumento per almeno dieci anni.