Dielektrischer Verlustfaktor

Prüfnorm:
IEC 60247,
ASTM D924
Messbereich:
tan δ bis 1x10-6
Probemenge: 200 ml
Ermittelt:
Verlustfaktor tan δ relative Dielektrizitätszahl εr
 

Der mit einem Baur DTL-C gemessene dielektrische Verlustfaktor tan δ gibt Hinweise über die Höhe der beim Betrieb auftretenden dielektrischen Verluste im Transformatorenöl. Er ist definiert als Quotient aus dem in einem Messkreis fließenden Wirk- und Blindstrom. Bei der Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors wird davon ausgegangen, dass Strom und Spannung in einem Wechselstromkreis einer Phasenverschiebung unterliegen. Begründet ist diese Phasenänderung darin, dass sich Moleküle im Isolieröl nicht mehr entsprechend dem alternier­enden elektrischen Feld ausrichten können. Für die Bestimmung des tan δ wird die Messzelle des Geräts mit 40 ml Öl befüllt und auf normgerechte 90°C aufgeheizt. An den beiden Elektroden der Messzelle, die mit einem Abstand von 2 mm angeordnet sind, wird bei einer Frequenz von 50 Hz eine Prüfspannung von 2.000 V angelegt. Der dielektrische Verlustfaktor ist dimensionslos. Er wird im Laborbericht als tan δ mit einem entsprechenden Zahlenwert angegeben.

Bei der Ölalterung entstehen polare Bestandteile im Öl, die zu einem Phasenversatz und damit zu di­elektrischen Verlusten im Isolieröl führen.


Auch Verunreinigungen wie Wasser, aufgelöste Isolier­lacke und -papiere, können polar wirken und dadurch den dielektrischen Verlustfaktor beeinflussen. Die von der Temperatur abhängige Viskosität – und damit die Größe der Moleküle – beeinflusst neben der Ölalterung und den Verunreinigungen zusätzlich den tan δ entscheidend. Die Summe dieser Veränder­ungen wird als tan δ ausgegeben. Gleichzeitig wird bei der Messung auch die Dielektrizitätszahl εr bestimmt, die für die Auslegung der meisten Online-Ölsensoren benötigt wird.
Eine starke negative Entwicklung des Verlustfaktors weist auf eine unerwünschte Wärmeentwicklung innerhalb der Isolierflüssigkeit und der festen Isolation hin, die letztendlich zum thermischen Durchschlag führen kann. Daher ist dieser Test sehr aussage­kräftig für eine Beurteilung des Zustands der komplexen Isolationsanordnung eines Transformators.

Wertebereiche für den tan δ

Typ

Mineralöle in Leistungstransformatoren >170kV

Mineralöle in Leistungstransformatoren <170kV

Esteröle in Leistungstransformatoren

Dielektrischer

Verlustfaktor tan δ

< 0.2

< 0.5

Typischerweise <0.25

Isolieröl auf

Mineralölbasis

Esterbasis

 

Typische Frischölwerte

<0.02

<0.03

 

 

Quelle:

ÖlChecker Winter 2011, Seite 7