Calcolatore di tan δ e capacità dei passanti
Ottenga il fattore di dissipazione e la capacità a partire dalla lettura del ponte e li confronti con i valori di targa del passante.
tan δ e capacità degli isolatori passanti, confrontati con la targa
Inserisca la lettura del ponte — tensione, corrente e perdite — e ottenga il fattore di dissipazione e la capacità. Se conosce i valori di fabbrica del passante, lo strumento calcola anche lo scostamento di C1 e di quanto è salito tan δ, che è ciò che davvero decide.
Risultato
tan δ = P / (V × I) e C = I / (2πfV), dalla lettura del ponte. Misuri sempre alla stessa tensione e annoti la temperatura: senza queste due cose lo storico non serve.
Risultato indicativo. Il calcolo viene eseguito da un server di Amperis con i dati del modulo, che non vengono conservati. Questo sito può contenere errori od omissioni: prima di prendere qualsiasi decisione su un impianto, l'informazione deve essere verificata e validata da un ingegnere qualificato. Note legali e condizioni di utilizzo
Che cosa fa questo calcolatore
Converte la lettura del ponte — tensione applicata, corrente e perdite — nelle due grandezze che si interpretano, tan δ e capacità, e le confronta con i valori di fabbrica incisi sulla targa del passante.
Da dove escono i numeri
Un isolamento reale non è un condensatore perfetto: oltre alla corrente capacitiva circola una componente in fase con la tensione, che è quella che si dissipa sotto forma di calore. Il fattore di dissipazione è il rapporto tra le due:
tan δ = P / (V × I)
e la capacità esce dalla corrente capacitiva:
C = I / (2π f V)
con P in watt, V in volt e I in ampere. Il calcolatore si occupa delle unità che fornisce lo strumento (kV, mA e mW).
Perché la C1 conta più del tan δ
In un passante condensatore — carta impregnata con lamine conduttrici intercalate — l’isolamento è diviso in strati in serie. Quando uno strato cede, gli altri si ripartiscono la stessa tensione su uno spessore minore: la capacità sale a gradini e ogni gradino denuncia uno strato perso.
Quel gradino compare prima che il tan δ si muova in modo apprezzabile, perché il tan δ risponde alla degradazione generale — umidità, invecchiamento, contaminazione — e non a un difetto localizzato. Per questo il criterio di messa fuori servizio si scrive sullo scostamento di C1 e il tan δ serve da conferma.
| Scostamento di C1 | Che cosa fare |
|---|---|
| Meno del 2 % | Normale, è rumore di misura |
| Dal 2 % al 5 % | Ripetere e confrontare con lo storico |
| Dal 5 % al 10 % | Indagare e accorciare l’intervallo di prova |
| Più del 10 % | Mettere il passante fuori servizio |
Per il tan δ, il classico segnale di allarme è il raddoppio del valore di fabbrica.
Esempio risolto
Passante con C1 di targa 3.100 pF e tan δ di fabbrica 0,30 %. Nella prova a 10 kV si leggono 10 mA e 300 mW.
- tan δ = 0,3 / (10.000 × 0,01) = 0,30 % — uguale a quello di fabbrica
- C = 0,01 / (2π × 50 × 10.000) = 3.183 pF
- Scostamento di C1 = +2,7 % → ripetere la misura e guardare lo storico
Se nella campagna successiva la C1 salisse a 3.400 pF (+9,7 %) con il tan δ ancora a 0,35 %, occorrerebbe indagare: è quel salto che conta, anche se il tan δ sembra buono.
Che cosa non fa questo calcolatore
Non decide al posto suo. Non conosce il tipo di passante (OIP, RIP, RIS), che cambia i valori normali di tan δ; non applica fattori di correzione in temperatura, che dipendono dall’isolamento; e non interpreta la misura della presa di prova (C2), che ha criteri propri. Non sostituisce nemmeno il confronto con le altre due fasi e con lo storico, che è dove il problema si vede davvero.
Con che cosa si misura
La misura la esegue un ponte di fattore di potenza o di tan δ a 10 kV. In servizio, l’alternativa è il monitoraggio continuo dei passanti, che sorveglia corrente di dispersione e capacità senza togliere il trasformatore dal servizio e avvisa tra una campagna e l’altra; per l’olio, la tangente di delta si misura con uno strumento specifico per la prova dell’olio isolante. La diagnosi si completa con i rilevatori di scariche parziali, che vedono ciò che il tan δ media.
Domande frequenti
- Che cosa avvisa prima, la capacità o il tan δ?
- La capacità. Un passante condensatore è formato da strati di carta con lamine conduttrici interposte; quando uno strato si perfora, gli altri restano in serie su uno spessore minore e la capacità sale a gradini. Quel salto compare prima che il tan δ si muova, ed è per questo che il criterio di messa fuori servizio si scrive sulla C1.
- Quale scostamento di C1 è preoccupante?
- Il criterio di campo più diffuso: al di sotto del 2 % è rumore di misura; tra il 2 % e il 5 % occorre ripetere e confrontare con lo storico; tra il 5 % e il 10 % si indaga e si accorcia l’intervallo di prova; oltre il 10 % il passante si mette fuori servizio. Ciò che conta sempre è l’evoluzione rispetto alla targa stessa, non una cifra assoluta.
- Il tan δ va corretto in temperatura?
- Con molta cautela. I fattori di correzione dipendono dal tipo di isolamento e le guide avvertono che applicarli alla cieca può introdurre più errore di quanto ne tolgano. La cosa pratica è provare sempre in condizioni simili, annotare la temperatura e confrontare misure eseguite a temperature simili. Il confronto di capacità non ha questo problema.