Was ist ein Verlustfaktor?
Der Verlustfaktor ist ein elektrischer Test, der hilft, den Gesamtzustand eines Isoliermaterials zu definieren.
Ein di-elektrisches Material ist ein Material, das Elektrizität schlecht leitet, aber ein elektrostatisches Feld effizient unterstützt. Wenn ein elektrisch isolierendes Material einem elektrostatischen Feld ausgesetzt wird, bilden die entgegengesetzten elektrischen Ladungen im di-elektrischen Material Di-Pole.
Ein Kondensator ist ein elektrisches Gerät, das eine elektrische Ladung speichert, indem es ein dielektrisches Material zwischen zwei leitende Platten legt. Das Ground Wall Insulation (GWI) System zwischen den Motorwicklungen und dem Motorrahmen bildet einen natürlichen Kondensator. Die traditionelle Methode zum Testen des GWI besteht darin, den Wert des Widerstands gegen Erde zu messen.
Dies ist eine sehr wertvolle Messung zur Identifizierung von Schwachstellen in der Isolierung, gibt aber keinen Aufschluss über den Gesamtzustand des gesamten GWI-Systems.
Der Dissipationsfaktor liefert zusätzliche Informationen über den Gesamtzustand des GWI.
In der einfachsten Form, wenn ein dielektrisches Material einem Gleichstromfeld ausgesetzt wird, werden die Dipole im Dielektrikum verschoben und so ausgerichtet, dass das negative Ende des Dipols von der positiven Platte angezogen wird und das positive Ende des Dipols von der negativen Platte angezogen wird.
Ein Teil des Stroms, der von der Quelle zu den leitenden Platten fließt, richtet die Dipole aus und erzeugt Verluste in Form von Wärme, und ein Teil des Stroms entweicht durch das Dielektrikum. Diese Ströme sind ohmsch und verbrauchen Energie, das ist der Widerstandsstrom IR. Der Rest des
Der Strom wird auf den Platten gespeichert und zurück in das System entladen. Dieser Strom ist ein kapazitiver Strom IC.
Wenn sie einem Wechselstromfeld ausgesetzt sind, verschieben sich diese Dipole periodisch, wenn sich die Polarität des elektrostatischen Feldes von positiv zu negativ ändert. Diese Verschiebung der Dipole erzeugt Wärme und verbraucht Energie.
Vereinfacht gesagt sind die Ströme, die die Dipole verschieben und über das Dielektrikum entweichen, resistive IR, der Strom, der gespeichert wird, um die Dipole in Ausrichtung zu halten, ist kapazitive IC.
Der Verlustfaktor ist das Verhältnis des ohmschen Stroms IR zum kapazitiven Strom IC. Dieser Test wird häufig bei elektrischen Geräten wie Elektromotoren, Transformatoren, Leistungsschaltern, Generatoren und Kabeln eingesetzt, um die kapazitiven Eigenschaften des Isoliermaterials von Wicklungen und Leitern zu bestimmen. Wenn sich der GWI mit der Zeit verschlechtert, wird er widerstandsfähiger und die IR-Menge nimmt zu. Durch die Verschmutzung der Isolierung ändert sich die Dielektrizitätskonstante des GWI, was wiederum dazu führt, dass der Wechselstrom resistiver und weniger kapazitiv wird, wodurch sich auch der Verlustfaktor erhöht. Der Verlustfaktor einer neuen, sauberen Isolierung liegt in der Regel bei 3 bis 5 %, ein DF von mehr als 6 % deutet auf eine Veränderung des Zustands der Isolierung des Geräts hin.
Wenn sich Feuchtigkeit oder Verunreinigungen im GWI oder sogar in der Isolierung um die Wicklungen herum befinden, führt dies zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung des dielektrischen Materials, das als Isolierung des Geräts verwendet wird. Diese Änderungen führen zu einer Änderung des DF und der Kapazität gegen Erde.
Ein Anstieg des Verlustfaktors deutet auf eine Veränderung des Gesamtzustands der Isolierung hin. Der Vergleich von DF und Kapazität gegen Erde hilft, den Zustand von Isoliersystemen im Laufe der Zeit zu bestimmen. Die Messung des Verlustfaktors bei einer zu hohen oder zu niedrigen Temperatur kann zu unausgewogenen Ergebnissen führen und Fehler bei der Berechnung verursachen.
Der IEEE-Standard 286-2000 empfiehlt Tests bei oder um eine Umgebungstemperatur von 77 Grad Fahrenheit oder 25 Grad Celsius.
