Vad är dissipationsfaktor?

Vad är dissipationsfaktor?

Dissipation Factor är ett elektriskt test som hjälper till att definiera det allmänna tillståndet hos ett isolerande material.

Ett dielektriskt material är ett material som är en dålig ledare för elektricitet men en effektiv förstärkare av ett elektrostatiskt fält. När ett elektriskt isolerande material utsätts för ett elektrostatiskt fält bildar motsatta elektriska laddningar i ett dielektriskt material di-poler.

En kondensator är en elektrisk anordning som lagrar en elektrisk laddning genom att placera ett dielektriskt material mellan två ledande plattor. GWI-systemet (Ground Wall Insulation) mellan motorlindningarna och motorramen skapar en naturlig kondensator. Den traditionella metoden för att testa GWI är att mäta värdet på resistansen mot jord.

Detta är ett mycket värdefullt mått för att identifiera svagheter i isoleringen, men det definierar inte det övergripande tillståndet för hela GWI-systemet.

Dissipation Factor ger ytterligare information om GWI:s övergripande tillstånd.

I sin enklaste form, när ett dielektriskt material utsätts för ett likströmsfält, förskjuts dipolerna i dielektriket och riktas in så att den negativa änden av dipolen dras mot den positiva plattan och den positiva änden av dipolen dras mot den negativa plattan.

En del av strömmen som går från källan till de ledande plattorna kommer att rikta dipolerna och skapa förluster i form av värme och en del av strömmen kommer att läcka över det dielektriska materialet. Dessa strömmar är resistiva och förbrukar energi, detta är resistiv ström IR. Återstoden av
strömmen lagras på plattorna strömmen och kommer att lagras urladdas tillbaka in i systemet, denna ström är kapacitiv ström IC.

När de utsätts för ett växelströmsfält kommer dessa dipoler att förskjutas periodiskt när polariteten i det elektrostatiska fältet ändras från positiv till negativ. Denna förskjutning av dipolerna skapar värme och förbrukar energi.

Förenklat kan man säga att den ström som förskjuter dipolerna och läcker över dielektrikum är resistiv IR, medan den ström som lagras för att hålla dipolerna i linje är kapacitiv IC.

Dissipation Factor är förhållandet mellan den resistiva strömmen IR och den kapacitiva strömmen IC, denna provning används ofta på elektrisk utrustning som elmotorer, transformatorer, effektbrytare, generatorer och kablar som används för att bestämma de kapacitiva egenskaperna hos isoleringsmaterialet i lindningarna och ledarna. När GWI försämras över tid blir den mer resistiv, vilket leder till att mängden IR ökar. Kontaminering av isoleringen ändrar GWI:s dielektriska konstant igen, vilket gör att växelströmmen blir mer resistiv och mindre kapacitiv, vilket också gör att avledningsfaktorn ökar. Avledningsfaktorn för ny, ren isolering är vanligtvis 3 till 5%, en DF som är större än 6% indikerar en förändring i utrustningens isoleringstillstånd.

När fukt eller föroreningar finns i GWI eller till och med i isoleringen runt lindningarna, orsakar detta en förändring i den kemiska sammansättningen av det dielektriska material som används som utrustningens isolering. Dessa förändringar resulterar i en förändring av DF och kapacitansen till jord.

En ökning av dissipationsfaktorn indikerar en förändring av isoleringens allmänna skick, och genom att jämföra DF och kapacitans till jord kan man fastställa isoleringssystemens skick över tid. Mätning av spridningsfaktorn vid för hög eller för låg temperatur kan leda till obalanserade resultat och fel vid beräkningen.

IEEE-standard 286-2000 rekommenderar testning vid eller runt en omgivningstemperatur på 77 grader Fahrenheit eller 25 grader Celsius.