Hvad er dissipationsfaktor?

Hvad er dissipationsfaktor?

Dissipation Factor er en elektrisk test, der hjælper med at definere et isolerende materiales generelle tilstand.

Et dielektrisk materiale er et materiale, som er en dårlig leder af elektricitet, men en effektiv understøttelse af et elektrostatisk felt. Når et elektrisk isolerende materiale udsættes for et elektrostatisk felt, danner modsatrettede elektriske ladninger i di-elektrisk materiale di-poler.

En kondensator er en elektrisk enhed, der lagrer en elektrisk ladning ved at placere et dielektrisk materiale mellem to ledende plader. GWI-systemet (Ground Wall Insulation) mellem motorviklingerne og motorrammen skaber en naturlig kondensator. Den traditionelle metode til at teste GWI er at måle værdien af modstanden til jord.

Det er en meget værdifuld måling til at identificere svagheder i isoleringen, men den definerer ikke hele GWI-systemets generelle tilstand.

Dissipationsfaktoren giver yderligere oplysninger om GWI’ens generelle tilstand.

I den simpleste form, når et dielektrisk materiale udsættes for et jævnstrømsfelt, forskydes og justeres dipolerne i dielektrikummet, så den negative ende af dipolen tiltrækkes mod den positive plade, og den positive ende af dipolen tiltrækkes mod den negative plade.

Noget af den strøm, der flyder fra kilden til de ledende plader, vil justere dipolerne og skabe tab i form af varme, og noget af strømmen vil lække over dielektrikummet. Disse strømme er resistive og bruger energi, dette er resistiv strøm IR. Den resterende del af
strøm lagres på pladerne strøm og vil blive lagret udledes tilbage i systemet, denne strøm er kapacitiv strøm IC.

Når de udsættes for et vekselstrømsfelt, vil disse dipoler periodisk forskydes, når polariteten i det elektrostatiske felt ændres fra positiv til negativ. Denne forskydning af dipolerne skaber varme og bruger energi.

Forenklet sagt er de strømme, der forskyder dipolerne og lækker over dielektrikummet, resistiv IR, mens den strøm, der lagres for at holde dipolerne på linje, er kapacitiv IC.

Dissipation Factor er forholdet mellem den resistive strøm IR og den kapacitive strøm IC. Denne test anvendes i vid udstrækning på elektrisk udstyr som elmotorer, transformatorer, afbrydere, generatorer og kabler, hvor den bruges til at bestemme de kapacitive egenskaber ved isoleringsmaterialet i viklinger og ledere. Når GWI’en nedbrydes over tid, bliver den mere resistiv, hvilket får mængden af IR til at stige. Forurening af isoleringen ændrer GWI’ens dielektriske konstant, hvilket igen får vekselstrømmen til at blive mere resistiv og mindre kapacitiv, hvilket også får afledningsfaktoren til at stige. Dissipationsfaktoren for ny, ren isolering er normalt 3 til 5%, og en DF på mere end 6% indikerer en ændring i udstyrets isoleringstilstand.

Når der er fugt eller forurenende stoffer til stede i GWI eller endda i isoleringen omkring viklingerne, forårsager det en ændring i den kemiske sammensætning af det dielektriske materiale, der bruges som udstyrets isolering. Disse ændringer resulterer i en ændring i DF og kapacitansen til jord.

En stigning i Dissipation Factor indikerer en ændring i isoleringens generelle tilstand, og sammenligning af DF og kapacitans til jord hjælper med at bestemme isoleringssystemers tilstand over tid. Måling af Dissipation Factor ved for høj eller for lav temperatur kan resultere i ubalancerede resultater og medføre fejl under beregningen.

IEEE-standard 286-2000 anbefaler test ved eller omkring en omgivelsestemperatur på 77 grader Fahrenheit eller 25 grader Celsius.