変圧器のタンデルタ テストは、私たちの業界における絶縁の定期的な健康診断に最も近いものです。絶縁体がまだ電流を遮断しているかどうかだけを問うのではなく、巻線が通電されるたびに絶縁体が熱としてどれだけのエネルギーを浪費するかを測定します。そして、その数値は故障が発生するずっと前から動き始めます。

油浸電源変圧器、乾式ユニット、またはブッシングの責任者にとって、テストで何を測定するか、適切に実行する方法、どの測定値が再確認に値するかを知ることは、すぐに役に立ちます。

変圧器のタンデルタテストで実際に測定されるもの

すべての絶縁システムは、抵抗漏れが小さいコンデンサのように動作します。完全なコンデンサでは、電流は電圧より正確に 90 度進みます。実際の絶縁体はリードの一部を失い、不足する角度はデルタ (δ) です。その角度の正接 (tan δ) は、抵抗電流と容量電流の比です。

同じ量が、散逸率、損失正接、力率などのいくつかの名前で表示されます。テスターが力率を報告する場合、それはタンδにδのコサインを乗算したものになります。δは小さいため、実際には 2 つの数値はほぼ同じです。

すべての測定において 2 つの出力が重要です。

• 静電容量 — 変化は形状や水分含有量が変化したことを示唆しており、多くの場合、それが最初の警告サインです。
• タンデルタ — 値の上昇は、通常、湿気、経年劣化、汚染、または部分放電による損傷によって損失が増加していることを意味します。

どちらもパーセンテージとして報告されるため、読み取り値 0.5 パーセントは、tan δ = 0.005 を意味します。

1 つの絶縁抵抗測定値だけでは不十分な理由

絶縁抵抗と分極指数は優れたスクリーニング試験ですが、粗いです。巻線はギガオームの範囲にあるにもかかわらず、すぐに劣化してしまうほど十分に濡れている可能性があります。タンデルタは、分散した水分や紙、油、樹脂のゆっくりとした分解に対してはるかに早く反応するため、植物はタンデルタを合否判定ではなくトレンドツールとして扱います。作業ルールは単純です。絶対数はその傾向よりも重要であり、傾向は同じ温度で測定された姉妹ユニットとの比較よりも重要です。

現場での変圧器のタンデルタ試験の実行方法

遭遇するテストモード

ほとんどの自動テスト セットには 4 つの構成が用意されており、どれを使用しているかを知ることで、驚くべき結果の半分が説明されます。

• GST (接地試験片試験) — タンクが接地された巻線の標準接続。
• ガード付き GST — 表面漏れ電流を測定から遠ざけます。
• UST (非接地試験体試験) — 一方の巻線を浮かせた状態で他方の巻線を測定します。これは、どの巻線が劣化しているかを特定するのに役立ちます。
• GSTg — ガード回路を介して試験片を接地します。巻線がしっかりと接地されていない場合に役立ちます。

実践的なテスト手順

1. ユニットを隔離してロックアウトし、放電し、テストが開始されるまで接地したままにしておきます。周囲温度と巻線温度を記録します。
2. ブッシングと端子を清潔にして乾燥させます。表面の汚染により、誘電損失が高いように見える漏れ経路が形成されます。
3. 高電圧リード線を試験対象の巻線に接続し、選択したモードの必要に応じて低電圧リード線を接続し、タンクの接地を確認します。
4. 段階的に電圧を印加し（通常、公称試験電圧の0.5倍、1.0倍、1.5倍）、測定値が安定するにつれてタンデルタと静電容量を記録します。
5. ステップを比較してください。電圧とともに上昇する値は、均一な水分ではなく、ボイド、汚染、または部分放電を示しています。
6. 基準温度に修正し、以前の記録および工場レポートと比較し、残りの巻線について繰り返します。

温度補正はオプションではありません

誘電損失は温度とともに急激に増加し、多くのシステムでは 10 °C ごとにおよそ 2 倍になります。 45 °C で取得した測定値を、補正せずに 20 °C で取得した測定値と並べることはできません。該当する規格または製造元のレポートにある表を使用し、記録シートに実際の温度を常にメモしてください。

オイル側：絶縁液体のタンデルタ

変圧器油は、通常は IEC 60247 または ASTM D924 に従って専用セルで個別に評価されます。新鮮な乾燥オイルは、通常、90 °C で 0.005 をはるかに下回る誘電正接を示します。ゆっくりと上向きにドリフトすると、多くの場合、絶縁破壊電圧が低下し始める前に、酸化生成物、水分、または溶解した汚染物質の信号が発生します。

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絶縁破壊電圧および水分含有量と併せてオイルのタンデルタを読み取ると、3 つの値を単独で読み取るよりもはるかに明確な情報が得られます。

数値の見方: 範囲の目安

以下の図は、許容基準ではなく、解釈の参考用です。独自のフリートのベースラインと以前のテストの傾向が常に優先されます。

テストの要点: ブッシングと高電圧巻線

110 kV または 220 kV の変圧器では、通常、ブッシングが最も弱いリンクですが、銘板の静電容量が固定基準を提供するため、追跡が簡単です。数パーセントを超える静電容量の上昇と、試運転以来徐々に上昇するタンデルタは、ほとんどの場合、ブッシング内部の湿気の侵入または紙の劣化を意味します。

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これらの電圧レベルの巻線は、いくつかの電圧ステップでの測定値を出荷前に取得した工場出荷時のベースラインと比較するときに最も効果的です。そのベースラインは、テスト フォルダ内で最も役立つ文書です。

乾式変圧器と樹脂キャスト変圧器のルールの違い

樹脂鋳造巻線は、はるかに低い損失レベルから始まり、油紙絶縁よりもはるかにゆっくりと変化するため、しきい値が変化します。 0.1 ～ 0.5 パーセント付近の値は正常であり、以前の測定値と比較して 20 パーセントの上昇は注意に値します。これは、樹脂が水分を均一に吸収せず、ひび割れ、層間剥離、またはシールが不十分な端子から水分が侵入するためです。

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埃っぽい乾式巻線の表面漏れは、絶縁体自体の内部には何も問題がないにもかかわらず、見かけ上の損失が 2 倍になる可能性があるため、ここではガード接続と UST 測定が役に立ちます。

結果の信頼性を保つための実践的なヒント

• 安定した温度 (理想的には 10 °C 以上) でテストし、読み取り値が安定するまで待ってから記録します。
• 最初にブッシング、絶縁体、端子ボックスを清掃します。汚染はほとんどの誤報の原因となります。
• 湿気の多い日、室外機、長い沿面経路など、表面漏れが考えられる場合は必ずガード接続を使用してください。
• 意味のある傾向を維持できるように、毎年同じテストモード、電圧ステップ、温度基準を維持します。
• 毎回静電容量を記録します。静電容量の上昇は、損失の上昇だけとは異なります。

並行して実行する価値のあるテスト

タンデルタはその量を示しますが、その理由はほとんどわかりません。絶縁抵抗と分極指数、巻線とブッシングの静電容量測定、油の水分と酸性度、溶存ガス分析と組み合わせることで、そのギャップが埋まります。私たちの DGA テスト ガイド これらのガス結果の解釈について詳しく説明します。

テストフロアで気をつけていること

送電網、産業プラント、鉱山、再生可能プロジェクト用の変圧器を構築する当社のエンジニアは、このテストに特に関心を持っています。紙の厚さ、オイルクリアランス、樹脂の配合、乾燥サイクルなど、図面の段階で決定された断熱材の決定はすべて、後にタンデルタ記録の数値として現れます。低めから始めて 20 年間低レベルを維持する設計は、追加の材料を投入する価値があります。

海安市の工場から出荷されるユニットは、出荷前に銘板データに対して定期的にテストされ、そのベースラインは変圧器とともに伝わるため、最初の現場測定は比較対象となる正確な結果となります。さらに詳しく知りたい場合は、 変圧器をどのように構築してテストするか 当社のエンジニアが詳細について喜んでお話させていただきます。

変圧器のタンデルタテストでは、絶縁システムに関するすべてがわかるわけではありませんが、早期に、安価に、長時間停止することなくわかります。一貫して実行し、記録を保持し、温度を修正すると、故障するずっと前に数値が湿気と老化について警告します。