విద్యుద్వాహక నష్టం టాంజెంట్, విద్యుద్వాహక నష్టం సూచిక కొలత

విద్యుద్వాహక నష్టం అనేది విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో ఇన్సులేటింగ్ పదార్థంలో వెదజల్లబడే శక్తి.

విద్యుద్వాహక క్షేత్రంలో శక్తిని వెదజల్లడానికి విద్యుద్వాహకము యొక్క సామర్ధ్యం సాధారణంగా విద్యుద్వాహక నష్టాల కోణం మరియు కోణ విద్యుద్వాహక నష్టం యొక్క టాంజెంట్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది... పరీక్షలో, విద్యుద్వాహకము కెపాసిటర్ యొక్క విద్యుద్వాహకమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది, కెపాసిటెన్స్ మరియు కోణం కొలుస్తారు. δ, కెపాసిటివ్ సర్క్యూట్‌లో కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య దశ కోణాన్ని 90 °కి పూర్తి చేస్తుంది. ఈ కోణాన్ని విద్యుద్వాహక నష్టం కోణం అంటారు.

ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్‌తో, ఇన్సులేషన్‌లో కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, ఇది 90 డిగ్రీల కంటే తక్కువ కోణంలో ϕ (Fig. 1) వద్ద దరఖాస్తు వోల్టేజ్‌తో దశలో ఉంటుంది. యాక్టివ్ రెసిస్టెన్స్ ఉండటం వల్ల చిన్న కోణం δ వద్ద ఇ-మెయిల్.

అన్నం. 1.నష్టాలతో విద్యుద్వాహకము ద్వారా ప్రవాహాల వెక్టర్ రేఖాచిత్రం: U - విద్యుద్వాహకముపై వోల్టేజ్; నేను విద్యుద్వాహకము ద్వారా మొత్తం కరెంట్; Ia, Ic - మొత్తం కరెంట్ యొక్క క్రియాశీల మరియు కెపాసిటివ్ భాగాలు వరుసగా; ϕ అనువర్తిత వోల్టేజ్ మరియు మొత్తం కరెంట్ మధ్య దశ మార్పు కోణం; δ అనేది మొత్తం కరెంట్ మరియు దాని కెపాసిటివ్ భాగం మధ్య కోణం

ప్రస్తుత Ia యొక్క క్రియాశీల భాగం యొక్క కెపాసిటివ్ కాంపోనెంట్ Ic యొక్క నిష్పత్తిని విద్యుద్వాహక నష్టం కోణం యొక్క టాంజెంట్ అంటారు మరియు ఇది శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:

నష్టాలు లేని ఆదర్శ విద్యుద్వాహకంలో, కోణం δ = 0 మరియు, తదనుగుణంగా, తాన్ δ = 0. చెమ్మగిల్లడం మరియు ఇతర ఇన్సులేషన్ లోపాలు విద్యుద్వాహక నష్టం కరెంట్ మరియు tgδ యొక్క క్రియాశీల భాగం పెరుగుదలకు కారణమవుతాయి. ఈ సందర్భంలో క్రియాశీల భాగం కెపాసిటివ్ కంటే చాలా వేగంగా పెరుగుతుంది కాబట్టి, టాన్ δ సూచిక ఇన్సులేషన్ స్థితిలో మార్పు మరియు దానిలోని నష్టాలను ప్రతిబింబిస్తుంది. తక్కువ మొత్తంలో ఇన్సులేషన్తో, అభివృద్ధి చెందిన స్థానిక మరియు కేంద్రీకృత లోపాలను గుర్తించడం సాధ్యపడుతుంది.

విద్యుద్వాహక నష్టం టాంజెంట్ కొలత

కెపాసిటెన్స్ మరియు విద్యుద్వాహక నష్టం కోణం (లేదా tgδ) కొలవడానికి, కెపాసిటర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన క్రియాశీల నిరోధకతతో ఆదర్శ కెపాసిటర్‌గా సూచించబడుతుంది (సిరీస్ సర్క్యూట్) లేదా సమాంతరంగా (సమాంతర సర్క్యూట్) కనెక్ట్ చేయబడిన క్రియాశీల ప్రతిఘటనతో ఆదర్శ కెపాసిటర్‌గా సూచించబడుతుంది. )

సిరీస్ సర్క్యూట్ కోసం, క్రియాశీల శక్తి:

P = (U2ωtgδ)/(1 + tg2δ), tgδ = ωCR

సమాంతర సర్క్యూట్ కోసం:

P = U2ωtgδ, tgδ = 1 /(ωСR)

ఇక్కడ B. - ఆదర్శ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్; R - క్రియాశీల నిరోధకత.

విద్యుద్వాహక నష్టాల జ్ఞాన కోణం సాధారణంగా ఏకత్వం యొక్క వందల లేదా పదవ వంతుకు మించదు (అందువల్ల విద్యుద్వాహక నష్టాల కోణం సాధారణంగా శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది), ఆపై 1 + tg2δ≈ 1, మరియు సిరీస్ మరియు సమాంతర సమానమైన సర్క్యూట్‌ల నష్టాలు P = U2ωtgδ, tgδ = 1 / (ωCR)

నష్టాల విలువ విద్యుద్వాహకానికి వర్తించే వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క చతురస్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, ఇది అధిక వోల్టేజ్ మరియు అధిక పౌనఃపున్య పరికరాల కోసం ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలను ఎన్నుకునేటప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

విద్యుద్వాహకానికి ఒక నిర్దిష్ట విలువ UОకి వర్తించే వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో, విద్యుద్వాహకములో ఉన్న గ్యాస్ మరియు ద్రవ చేరికల అయనీకరణ ప్రారంభమవుతుంది, అయితే δ అయనీకరణం వల్ల కలిగే అదనపు నష్టాల కారణంగా తీవ్రంగా పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది. U1 వద్ద, వాయువు అయనీకరణం మరియు తగ్గించబడుతుంది (Fig. 2).

అన్నం. 2. అయనీకరణ వక్రరేఖ tgδ = f (U)

UО (సాధారణంగా 3 — 10 kV) కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌ల వద్ద కొలవబడిన మీన్ డైలెక్ట్రిక్ లాస్ టాంజెంట్. తగినంత ఇన్స్ట్రుమెంట్ సెన్సిటివిటీని కొనసాగిస్తూ పరీక్ష పరికరాన్ని సులభతరం చేయడానికి వోల్టేజ్ ఎంపిక చేయబడింది.

అంటే విద్యుద్వాహక నష్టాల టాంజెంట్ (tgδ) 20 ° C ఉష్ణోగ్రతకు సాధారణీకరించబడింది, కాబట్టి కొలత సాధారణీకరించిన వాటికి (10-20 ° C) దగ్గరగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించబడుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో, విద్యుద్వాహక నష్టాలలో మార్పు చిన్నది, మరియు కొన్ని రకాల ఇన్సులేషన్ కోసం, కొలిచిన విలువను 20 ° C కోసం సాధారణీకరించిన విలువతో తిరిగి లెక్కించకుండా పోల్చవచ్చు.

పరీక్ష వస్తువు యొక్క కొలత ఫలితాలపై మరియు కొలిచే సర్క్యూట్ చుట్టూ లీకేజ్ ప్రవాహాలు మరియు బాహ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌ల ప్రభావాన్ని తొలగించడానికి, రక్షిత వలయాలు మరియు స్క్రీన్‌ల రూపంలో రక్షిత పరికరాలు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి.గ్రౌన్దేడ్ షీల్డ్స్ యొక్క ఉనికి విచ్చలవిడి కెపాసిటెన్స్‌లకు కారణమవుతుంది; వారి ప్రభావాన్ని భర్తీ చేయడానికి, రక్షణ పద్ధతి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది - విలువ మరియు దశలో వోల్టేజ్ సర్దుబాటు.

అవి సర్వసాధారణం వంతెన కొలిచే సర్క్యూట్లు కెపాసిటెన్స్ టాంజెంట్ మరియు విద్యుద్వాహక నష్టాలు.

వాహక వంతెనల వల్ల ఏర్పడే స్థానిక లోపాలు DC ఇన్సులేషన్ నిరోధకతను కొలవడం ద్వారా ఉత్తమంగా గుర్తించబడతాయి. టాన్ δ యొక్క కొలత MD-16, P5026 (P5026M) లేదా P595 రకాల AC వంతెనలతో నిర్వహించబడుతుంది, ఇవి తప్పనిసరిగా కెపాసిటెన్స్ మీటర్లు (షెరింగ్ బ్రిడ్జ్). వంతెన యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3.

ఈ పథకంలో, లాస్‌లెస్ కెపాసిటర్ C మరియు రెసిస్టర్ R యొక్క సిరీస్ కనెక్షన్‌తో సమానమైన సర్క్యూట్‌కు సంబంధించిన ఐసోలేషన్ నిర్మాణం యొక్క పారామితులు నిర్ణయించబడతాయి, దీని కోసం టాన్ δ = ωRC, ఇక్కడ ω అనేది నెట్‌వర్క్ యొక్క కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీ.

రెసిస్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన మరియు కెపాసిటర్ బాక్స్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌ను వరుసగా సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్‌ను బ్యాలెన్సింగ్ (బ్యాలెన్సింగ్) చేయడంలో కొలత ప్రక్రియ ఉంటుంది. వంతెన సమతౌల్యంలో ఉన్నప్పుడు, కొలిచే పరికరం P ద్వారా సూచించబడినట్లుగా, సమానత్వం సంతృప్తి చెందుతుంది. కెపాసిటెన్స్ C యొక్క విలువ మైక్రోఫారడ్స్‌లో వ్యక్తీకరించబడితే, అప్పుడు నెట్వర్క్ f = 50 Hz యొక్క పారిశ్రామిక పౌనఃపున్యం వద్ద మనకు ω = 2πf = 100π ఉంటుంది మరియు అందువలన టాన్ δ% = 0.01πRC ఉంటుంది.

P525 వంతెన యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3.

అన్నం. 3. AC కొలిచే వంతెన P525 యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

సైట్ యొక్క ఇన్సులేషన్ తరగతి మరియు సామర్థ్యాన్ని బట్టి 1 kV వరకు మరియు 1 kV (3-10 kV) కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌లకు కొలత సాధ్యమవుతుంది. వోల్టేజ్ కొలిచే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ శక్తి వనరుగా ఉపయోగపడుతుంది. వంతెన బాహ్య వాయు కెపాసిటర్ C0తో ఉపయోగించబడుతుంది.టాన్ δని కొలిచేటప్పుడు పరికరాలను చేర్చడం యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 4.

అన్నం. 4. విద్యుద్వాహక నష్టాల కోణం యొక్క టాంజెంట్ను కొలిచేటప్పుడు పరీక్ష ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క కనెక్షన్ రేఖాచిత్రం: S - స్విచ్; TAB - ఆటోట్రాన్స్ఫార్మర్ సర్దుబాటు; SAC — టెస్ట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ T కోసం పొలారిటీ స్విచ్

రెండు బ్రిడ్జ్ స్విచింగ్ సర్క్యూట్‌లు ఉపయోగించబడతాయి: సాధారణ లేదా సూటిగా పిలవబడేవి, దీనిలో కొలిచే మూలకం P పరీక్షించిన ఇన్సులేటింగ్ నిర్మాణం మరియు భూమి యొక్క ఎలక్ట్రోడ్‌లలో ఒకదాని మధ్య అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు విలోమంగా, పరీక్షించిన ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. వస్తువు మరియు వంతెన యొక్క అధిక-వోల్టేజ్ టెర్మినల్. రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు భూమి నుండి వేరుచేయబడినప్పుడు, రివర్స్ చేయబడినప్పుడు సాధారణ సర్క్యూట్ ఉపయోగించబడుతుంది - ఎలక్ట్రోడ్లలో ఒకటి భూమికి గట్టిగా అనుసంధానించబడినప్పుడు.

తరువాతి సందర్భంలో వంతెన యొక్క వ్యక్తిగత అంశాలు పూర్తి పరీక్ష ఉద్రిక్తతకు గురవుతాయని గుర్తుంచుకోవాలి. సైట్ యొక్క ఇన్సులేషన్ తరగతి మరియు సామర్థ్యాన్ని బట్టి 1 kV వరకు మరియు 1 kV (3-10 kV) కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌లలో కొలత సాధ్యమవుతుంది. వోల్టేజ్ కొలిచే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ శక్తి వనరుగా ఉపయోగపడుతుంది.

వంతెన బాహ్య సూచన ఎయిర్ కెపాసిటర్‌తో ఉపయోగించబడుతుంది. వంతెన మరియు అవసరమైన పరికరాలు పరీక్షా స్థలానికి సమీపంలో ఉంచబడతాయి మరియు కంచె వ్యవస్థాపించబడుతుంది. టెస్ట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ T నుండి మోడల్ కెపాసిటర్ C కి దారితీసే వైర్, అలాగే వోల్టేజ్ కింద ఉన్న వంతెన P యొక్క కనెక్టింగ్ కేబుల్స్ కనీసం 100-150 mm ద్వారా గ్రౌన్దేడ్ వస్తువుల నుండి తొలగించబడాలి ట్రాన్స్ఫార్మర్ T మరియు దాని నియంత్రణ పరికరం TAB (LATR) తప్పనిసరిగా వంతెన నుండి కనీసం 0.5 మీటర్ల దూరంలో ఉండాలి.వంతెన, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ మరియు రెగ్యులేటర్ హౌసింగ్‌లు, అలాగే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క ఒక టెర్మినల్ తప్పనిసరిగా ఎర్త్ చేయబడాలి.

సూచిక టాన్ δ తరచుగా కార్యాచరణ స్విచ్ గేర్ ప్రాంతంలో కొలుస్తారు, మరియు పరీక్ష వస్తువు మరియు స్విచ్ గేర్ మూలకాల మధ్య ఎల్లప్పుడూ కెపాసిటివ్ కనెక్షన్ ఉన్నందున, ప్రభావవంతమైన విద్యుత్తు పరీక్ష వస్తువు ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. ఈ కరెంట్, ప్రభావితం చేసే వోల్టేజ్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు దశ మరియు కనెక్షన్ యొక్క మొత్తం కెపాసిటెన్స్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఇన్సులేషన్ స్థితిని తప్పుగా అంచనా వేయడానికి దారితీస్తుంది, ప్రత్యేకించి చిన్న కెపాసిటెన్స్ ఉన్న వస్తువులపై, ప్రత్యేక బుషింగ్‌లలో (1000-2000 వరకు. pF).

వంతెనను సంతులనం చేయడం అనేది వంతెన సర్క్యూట్ మరియు రక్షిత వోల్టేజ్ యొక్క మూలకాలను పదేపదే సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా జరుగుతుంది, దీని కోసం బ్యాలెన్స్ సూచిక వికర్ణంలో లేదా స్క్రీన్ మరియు వికర్ణం మధ్య చేర్చబడుతుంది. బ్యాలెన్స్ ఇండికేటర్ యొక్క ఏకకాల చేరికతో దాని ద్వారా ప్రస్తుతము లేనట్లయితే వంతెన సమతుల్యంగా పరిగణించబడుతుంది.

వంతెన బ్యాలెన్సింగ్ సమయంలో

Gde f అనేది సర్క్యూట్‌కు సరఫరా చేసే ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ

° Cx = (R4 / Rx) కో

స్థిరమైన ప్రతిఘటన R4 104/π Ωకి సమానంగా ఎంపిక చేయబడింది, ఈ సందర్భంలో tgδ = C4, ఇక్కడ కెపాసిటెన్స్ C4 మైక్రోఫారడ్స్‌లో వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

కొలత f '50Hz కంటే ఇతర ఫ్రీక్వెన్సీతో చేసినట్లయితే, అప్పుడు tgδ = (f'/ 50) C4

విద్యుద్వాహక నష్టం టాంజెంట్ కొలత కేబుల్ యొక్క చిన్న విభాగాలు లేదా ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాల నమూనాలపై నిర్వహించినప్పుడు; తక్కువ సామర్థ్యం కారణంగా, ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైయర్లు అవసరం (ఉదాహరణకు, F-50-1 రకం 60 లాభంతో).వంతెన పరీక్ష వస్తువుకు వంతెనను అనుసంధానించే వైర్‌లోని నష్టాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుందని గమనించండి మరియు కొలవబడిన విద్యుద్వాహక నష్టం టాంజెంట్ విలువ 2πfRzCx వద్ద మరింత చెల్లుబాటు అవుతుంది, ఇక్కడ Rz — వైర్ యొక్క ప్రతిఘటన.

విలోమ వంతెన పథకం ప్రకారం కొలిచేటప్పుడు, కొలిచే సర్క్యూట్ యొక్క సర్దుబాటు అంశాలు అధిక వోల్టేజ్‌లో ఉంటాయి, కాబట్టి వంతెన మూలకాల సర్దుబాటు దూరం ఇన్సులేటింగ్ రాడ్‌లను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది లేదా ఆపరేటర్ కొలిచే సాధారణ స్క్రీన్‌లో ఉంచబడుతుంది. అంశాలు.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు ఎలక్ట్రికల్ మెషీన్‌ల విద్యుద్వాహక నష్టం కోణం యొక్క టాంజెంట్ ప్రతి వైండింగ్ మరియు గ్రౌండెడ్ ఫ్రీ వైండింగ్‌లతో ఉన్న గృహాల మధ్య కొలుస్తారు.

విద్యుత్ క్షేత్ర ప్రభావాలు

విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ మరియు విద్యుదయస్కాంత ప్రభావాల మధ్య తేడాను గుర్తించండి. విద్యుదయస్కాంత ప్రభావాలు పూర్తి షీల్డింగ్ ద్వారా మినహాయించబడ్డాయి. కొలిచే మూలకాలు మెటల్ హౌసింగ్‌లో ఉంచబడతాయి (ఉదా. వంతెనలు P5026 మరియు P595). ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ప్రభావాలు స్విచ్ గేర్ మరియు పవర్ లైన్ల ప్రత్యక్ష భాగాల ద్వారా సృష్టించబడతాయి. ప్రభావవంతమైన వోల్టేజ్ వెక్టర్ పరీక్ష వోల్టేజ్ వెక్టర్‌కు సంబంధించి ఏదైనా స్థానాన్ని ఆక్రమించగలదు.

టాన్ δ కొలతల ఫలితాలపై ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ క్షేత్రాల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి:

• ప్రభావితం చేసే ఫీల్డ్‌ను ఉత్పత్తి చేసే వోల్టేజ్‌ని స్విచ్ ఆఫ్ చేయడం. ఈ పద్ధతి అత్యంత ప్రభావవంతమైనది, కానీ వినియోగదారులకు శక్తి సరఫరా పరంగా ఎల్లప్పుడూ వర్తించదు;

• ప్రభావ ప్రాంతం నుండి పరీక్ష వస్తువును ఉపసంహరించుకోవడం. లక్ష్యం సాధించబడింది, కానీ వస్తువును రవాణా చేయడం అవాంఛనీయమైనది మరియు ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు;

• 50 Hz కంటే ఇతర ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవడం. ప్రత్యేక పరికరాలు అవసరం కాబట్టి ఇది చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది;

• లోపం మినహాయింపు కోసం గణన పద్ధతులు;

• ప్రభావాల పరిహారం యొక్క పద్ధతి, దీనిలో పరీక్ష వోల్టేజ్ యొక్క వెక్టర్స్ మరియు ప్రభావిత ఫీల్డ్ యొక్క EMF యొక్క అమరిక సాధించబడుతుంది.

ఈ ప్రయోజనం కోసం, వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్ సర్క్యూట్లో ఒక దశ షిఫ్టర్ చేర్చబడుతుంది మరియు పరీక్ష వస్తువు స్విచ్ ఆఫ్ అయినప్పుడు, వంతెన సంతులనం సాధించబడుతుంది. ఫేజ్ రెగ్యులేటర్ లేనప్పుడు, మూడు-దశల వ్యవస్థ యొక్క ఈ వోల్టేజ్ నుండి వంతెనను సరఫరా చేయడం (ధ్రువణతను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం) సమర్థవంతమైన కొలతగా ఉంటుంది, ఈ సందర్భంలో కొలత ఫలితం తక్కువగా ఉంటుంది. పరీక్ష వోల్టేజ్ మరియు వంతెన గాల్వనోమీటర్ అనుసంధానించబడిన వివిధ ధ్రువణతలతో కొలతను నాలుగు సార్లు నిర్వహించడం తరచుగా సరిపోతుంది; అవి స్వతంత్రంగా మరియు ఇతర పద్ధతుల ద్వారా పొందిన ఫలితాలను మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించబడతాయి.