Avez-vous déjà été curieux de savoir à quel point les matériaux isolants que nous utilisons quotidiennement, comme le plastique, le caoutchouc et la céramique, sont « durables » ? Dans les équipements électriques ou les câbles à haute tension-, la qualité de l'isolation est directement liée à un fonctionnement sûr et stable, et la "perte diélectrique" est un indicateur clé pour mesurer leurs performances d'isolation. Aujourd'hui, parlons d'un "stéthoscope" spécial -testeur de perte diélectrique ultra-basse fréquence et voyons comment il "comprend" les "chuchotements" basse-fréquence à l'intérieur du matériau.
Qu’est-ce que la perte diélectrique ? Le coupable de la « chauffe » du matériau !
Avant de nous pencher sur l'équipement de test, nous devons d'abord comprendre ce qu'est la « perte diélectrique ». En termes simples, la perte diélectrique fait référence au phénomène dans lequel un diélectrique convertit une partie de l'énergie électrique en énergie thermique sous l'action d'un champ électrique alternatif. Vous pouvez imaginer que lorsque nous appliquons un champ électrique à un matériau, la charge ou la polarité à l’intérieur du matériau se déplacera ou s’inversera avec le changement du champ électrique. Au cours de ce processus, il y aura toujours des « frictions » et des « résistances », et ces pertes d'énergie sont appelées pertes diélectriques.
La perte diélectrique n'est pas meilleure avec plus ou moins, mais doit être contrôlée dans une plage appropriée. Une perte diélectrique excessive signifie que le matériau générera une chaleur importante pendant le fonctionnement, sera sujet au vieillissement, voire à une panne, affectant considérablement la durée de vie et la sécurité de l'équipement. Par exemple, dans la couche d'isolation des câbles haute tension-, une perte diélectrique excessive peut accélérer le vieillissement de l'isolation, augmenter le courant de fuite et finalement conduire à une défaillance de l'isolation.
La signification de « ultra-fréquence : pourquoi ne vaut-il pas mieux être plus élevé ?
Vous vous demandez peut-être pourquoi il s'agit d'une "ultra-fréquence" ? Au cours des années de pratique chez Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd., nous avons constaté que pour de nombreux matériaux d'isolation haute tension-, la réalisation de tests de perte diélectrique dans la plage de fréquences ultra-basse (généralement inférieure à 0,1 Hz) peut refléter de manière plus sensible les changements de performances des matériaux dans des conditions de fonctionnement à long-termes, en particulier certains défauts précoces et signes de vieillissement.
Détection précoce des défauts : de nombreux défauts de matériaux, tels que les petites bulles, les impuretés, l'intrusion d'humidité, etc., peuvent ne pas être évidents aux hautes fréquences, mais aux ultra-fréquences basses, leurs changements de perte seront plus importants et plus faciles à détecter.
Simuler un fonctionnement à long- : dans les systèmes électriques réels, la fréquence électrique (50 Hz ou 60 Hz) est la norme, mais les performances d'isolation des matériaux changeront avec le temps et les changements environnementaux. Les tests à ultra basse fréquence peuvent, dans une certaine mesure, mieux simuler les caractéristiques de perte des matériaux sous des champs électriques complexes et à long terme, et prédire leurs performances futures.
Exclure les interférences à haute-fréquence : certaines pertes à hautes fréquences peuvent être dues à la réponse de charge du matériau, qui n'est pas tout à fait la même que le mécanisme de perte de chaleur aux fréquences d'alimentation réelles. Les tests à ultra basse fréquence nous aident à éliminer les interférences de ces effets à haute -fréquence et à nous concentrer davantage sur la situation réelle des pertes.
Quels sont les facteurs « en coulisses » qui affectent la perte diélectrique ?
Il existe de nombreux « secrets » à l’intérieur des matériaux, et divers facteurs affectent la perte diélectrique, notamment :
Les propriétés du matériau lui-même : la structure moléculaire, la polarité et la mobilité des porteurs de charge des différents matériaux sont différentes, ce qui détermine directement leur niveau de perte diélectrique inhérent.
Température : Une augmentation de la température accélère généralement le mouvement des charges et augmente les pertes diélectriques.
Humidité : L'humidité est « l'ennemi » des diélectriques, car elle augmente considérablement la conductivité des matériaux, augmentant ainsi considérablement les pertes diélectriques.
Intensité du champ électrique : Dans une certaine plage, à mesure que l’intensité du champ électrique augmente, la perte diélectrique augmentera également en conséquence.
Fréquence : Comme mentionné ci-dessus, le mécanisme de réponse des matériaux est différent selon les fréquences, et la perte diélectrique varie également considérablement.
Impuretés et défauts dans les matériaux : petites bulles, fissures, particules d'impuretés, etc. peuvent devenir des lieux d'accumulation de charges, augmentant la perte d'énergie.
Le secret du stéthoscope : le principe de fonctionnement du testeur de perte diélectrique ultra-fréquence
Comment fonctionne le testeur de perte diélectrique ultra-basse fréquence ? Il fonctionne comme un « stéthoscope » de précision en appliquant une tension alternative stable à très basse fréquence et en mesurant avec précision la différence de phase entre le courant et la tension circulant à travers le matériau mesuré.
Application de la tension : l'instrument génère une tension alternative à ultra--fréquence à faible distorsion et l'applique à l'échantillon testé.
Courant de mesure : en même temps, l'instrument mesurera avec précision le courant circulant à travers l'échantillon testé.
Calculer la différence de phase : l'essentiel est qu'il calcule la différence de phase entre la tension appliquée et le courant mesuré (généralement représenté par tg δ ou tan δ, qui est la tangente de l'angle de perte diélectrique).
Obtenir la valeur de perte : sur la base de la tension, du courant et de la différence de phase mesurés, combinés à la valeur de capacité du matériau, la tangente de perte diélectrique (tg δ) et la constante diélectrique peuvent être calculées.
Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd. possède une profonde accumulation technique dans ce domaine et s'engage à fournir des solutions de test de perte diélectrique à ultra basse fréquence -de haute -précision et haute stabilité.
Comment rendre l'auscultation plus précise ? Maîtrisez ces compétences !
Pour obtenir des informations plus précieuses grâce aux tests de perte diélectrique à ultra--fréquence, nous pouvons partir des aspects suivants pour rendre « l'auscultation » plus précise et efficace :
Fréquence de test sélectionnée : sélectionnez les points de test ultra-basse fréquence appropriés en fonction du matériau testé et des scénarios d'application réels. Par exemple, des fréquences telles que 0,01 Hz, 0,02 Hz, 0,05 Hz et 0,1 Hz sont couramment utilisées.
Facteurs environnementaux de contrôle : La température et l’humidité de l’environnement de test ont un impact significatif sur les résultats de mesure. Il est nécessaire d’effectuer le test dans un environnement à température et humidité constantes et de conserver des enregistrements.
Assurer la qualité de l'échantillon : la douceur de la surface, l'uniformité de l'épaisseur et la présence de défauts visibles de l'échantillon testé affecteront tous les résultats de mesure. Assurez-vous que l’échantillon répond aux exigences des tests.
Maîtrise du fonctionnement des instruments : maîtrisez les différentes fonctions et étapes de fonctionnement de l'instrument, comprenez la logique de test dans différents modes et évitez les erreurs de fonctionnement.
Analyse complète des données : ne considérez pas la valeur TG δ de manière isolée. Un jugement plus complet ne peut être réalisé qu'en combinant la constante diélectrique du matériau, la courbe de perte à différentes fréquences et en la comparant avec les données historiques.
Étalonnage régulier des instruments : afin de garantir l'exactitude des résultats de mesure, il est nécessaire d'étalonner régulièrement le testeur de perte diélectrique ultra-basse fréquence. Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd. fournit des services professionnels d'étalonnage et de maintenance des instruments pour garantir que votre équipement est toujours dans les meilleures conditions de fonctionnement.
Applications et extensions associées : Plus que cela !
La gamme d'applications des tests de perte diélectrique à très basse fréquence est très large. Il s’agit non seulement d’un moyen important d’évaluation des performances des matériaux isolants, mais il joue également un rôle clé dans les domaines suivants :
Diagnostic des câbles haute tension : utilisé pour évaluer l’état de santé de l’isolation des câbles, prédire la durée de vie et orienter les plans de maintenance.
Test d'huile de transformateur : tester les performances d'isolation de l'huile de transformateur pour déterminer si elle doit être remplacée ou traitée.
Évaluation globale de l'isolation des équipements électriques, tels que GIS (appareillage à isolation gazeuse), traversées, etc.
Recherche et développement de nouveaux matériaux : évaluez les performances de nouveaux matériaux isolants et guidez la conception des matériaux.
Chez Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd., le testeur de perte diélectrique ultra-basse fréquence que nous proposons est conçu pour répondre à ces exigences de test strictes. Grâce aux tests de perte diélectrique à ultra-fréquence, nous pouvons détecter les problèmes plus tôt et évaluer les matériaux avec plus de précision, garantissant ainsi le fonctionnement sûr et stable du système électrique.
Foire aux questions (FAQ)
Q : Pourquoi choisir « ultra-fréquence » au lieu de la fréquence industrielle (50 Hz/60 Hz) pour les tests de perte diélectrique ? R : Le test « ultra-fréquence basse » (comme en dessous de 0,1 Hz) peut refléter de manière plus sensible les défauts précoces et les signes de vieillissement des matériaux isolants, particulièrement adapté à la prévision des performances à long-terme des matériaux isolants à haute-tension, tandis que le test de fréquence industrielle reflète principalement la perte de matériaux dans des conditions de travail stables.
Q : Quelle est la plage normale de « tangente de perte diélectrique » (tg δ) ? R : La plage normale de TG δ dépend du matériau spécifique, du niveau de tension et du scénario d'application. D’une manière générale, plus les performances d’isolation sont bonnes, plus la valeur TG δ est faible. Dans le secteur de l'énergie, il existe généralement des normes correspondantes pour spécifier la plage autorisée des valeurs TG δ pour différents équipements et matériaux.
Q : Quel est l’impact de la température et de l’humidité sur la perte diélectrique ? R : La température et l’humidité sont deux facteurs très importants qui affectent la perte moyenne. Une augmentation de la température accélérera la migration des charges et augmentera les pertes ; L’invasion de l’humidité va améliorer considérablement la conductivité du matériau, entraînant une forte augmentation des pertes. Par conséquent, la température et l’humidité doivent être strictement contrôlées pendant les tests.
Q : Quelles autres méthodes peuvent être utilisées pour évaluer les performances des matériaux isolants en dehors des testeurs de perte diélectrique à ultra-fréquence ? R : En plus des tests de perte diélectrique, diverses méthodes telles que les tests de résistance d'isolement, les tests de tension de tenue, les tests de décharge partielle et les tests de stabilité thermique peuvent être utilisées pour évaluer de manière exhaustive les performances des matériaux isolants.
Q : Quels sont les avantages de Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd. dans le domaine des tests de perte diélectrique ? R : Wuhan Ultra High Voltage Power Technology Co., Ltd. possède des années d'expérience dans l'industrie et une profonde accumulation technique, fournissant des instruments de test de perte diélectrique à ultra-haute -précision et haute stabilité, ainsi que des solutions professionnelles et un support technique, pour répondre aux besoins personnalisés des différents clients.