TAND220A: Verlustfaktor-Messgerät für Isolieröl

TAND220A – Tan-δ-Messgerät für Isolieröl

Das Messgerät TAND220A entspricht der internationalen Norm IEC 61620.

Das Gerät arbeitet nach dem sogenannten "Wechselrechteckwellenverfahren mit niedriger Amplitude und niedriger Frequenz" und erlaubt genaue Messungen von Leitfähigkeit und relativer Permittivität. Die Leitfähigkeitsmessung im Bereich von 0,01 pS/m bis 20.000 pS/m ermöglicht den Einsatz des Geräts zur Qualitätskontrolle hochohmiger Flüssigkeiten auch bei Raumtemperatur.

Das TAND220A arbeitet mit einer niedrigen Prüfspannung und einem ebenso niedrigen Prüfstrom. Eine Gefährdung des Bedienpersonals besteht damit nicht.

Messverfahren

Die Flüssigkeit im Prüfgefäß wird mit einer Rechteckwechselwelle niedriger Amplitude (30 V) und niedriger Frequenz (0,5 Hz) ohne Gleichanteil angeregt (siehe Abbildung 1).

Aus dem durch die Flüssigkeit fließenden Strom werden die Kapazität C und der Leitwert G bestimmt; die relative Permittivität εr und die Leitfähigkeit σ ergeben sich nach den folgenden Gleichungen

εr = C/Co

σ = εo.G/Co

Der abgeleitete Verlustfaktor tanδ für eine gegebene Frequenz f wird mit der folgenden Gleichung bestimmt:

tanδ = G/C-2

Für die Bestimmung der Leitfähigkeit oder von tanδ ist das Wechselrechteckwellenverfahren wesentlich empfindlicher als die Brückenmethode. Es erlaubt die Bestimmung der Leitfähigkeit bis 0,01 pS/m und von tanδ bis 10-6 (bei 50 Hz). Durch diese hohe Empfindlichkeit lassen sich Leitfähigkeit und tanδ bei niedrigen Temperaturen messen; die Charakterisierung von Flüssigkeiten bei Raumtemperatur ist damit sicher durchführbar.

Prüfgefäß

Die rechteckförmige Anregungsspannung mit einer Amplitude von nur ±30 V erlaubt ein Prüfgefäß mit einfachem, bedien- und reinigungsfreundlichem Aufbau. Das Prüfgefäß des LCM-8716 besteht aus nur zwei Teilen: einem Behälter und einem Aktivteil. In dem ebenfalls aus Edelstahl gefertigten Gefäß sind zwei koaxiale Elektroden aus Edelstahl eingebaut. Das Gefäß trägt zudem zwei BNC-Anschlüsse, die mit den beiden Elektroden verbunden sind. Die Elektroden haben eine saubere, polierte Oberfläche. Gefäß und Aktivteil werden nach den in Anhang A beschriebenen Verfahren gereinigt. Ein Zerlegen des Aktivteils zur Reinigung ist weder möglich noch erforderlich.

Die für die Prüfung erforderliche Flüssigkeitsmenge beträgt 210 ml. Dazu wird das Gefäß bis 23 mm vor dem Gefäßende mit Flüssigkeit gefüllt.

Die Temperatur der Flüssigkeit wird mit einem elektronischen Thermometer bestimmt, das durch die Öffnung im Deckel in das Gefäß eingeführt wird.

Anwendung

Eine typische Anwendung des TAND220A ist die Qualitätskontrolle von Mineralöl, das als dielektrische Flüssigkeit in Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt wird – etwa in Leistungs- oder Messwandlern, Kondensatoren, Endverschlüssen usw.

Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Leitfähigkeit des Öls von Verunreinigungen und ionischen Bestandteilen beeinflusst wird, die in das Öl eingebracht oder darin gebildet wurden. Die Leitfähigkeit charakterisiert die Ölqualität daher gut. Umgekehrt ist nachgewiesen, dass im Öl gelöste Feuchte die Leitfähigkeit nicht wesentlich beeinflusst. Die folgenden Leitfähigkeitswerte bei Raumtemperatur sind je nach Einsatz typisch:

• Neues Öl (Laborqualität) ≤ 0,05 pS/m
• Neues Öl (Industriequalität) 0,05...0,1 pS/m
• Wenig gebrauchtes Öl in gutem Zustand 0,1...1,0 pS/m
• Durchschnittlich gebrauchtes Öl in akzeptablem Zustand 1,0...5,0 pS/m
• Stark gebrauchtes Öl in schlechtem Zustand > 5,0 pS/m

Technische Daten

Optionales Zubehör