절연진단 유전정접(power factor 시험, dissipation factor 시험)

전동기, 변압기, 발전기 절연물의 절연열화를 판정하는 시험은 파괴적 시험과 비파괴적 시험으로 나뉘는데, 두 영역의 차이점은 운전전압(Normal Operating Voltage)보다 높고 낮은지 여부에 따라 결정된다.  유전정접(Tan δ)시험은 영어로는 Power Factor test 라고  하며, 비파괴적시험방법에 속하며, 절연물 전체의 평균적인 열화 상태를 확인하는데  사용된다. 절연물은 기본적으로 커패시턴스 성분으로 해석하면 이해를 돕는데 많은 도움이 되는데요. 커패시턴스에 교류전압을 인가하면 전류가 전압보다 90도 위상이 앞서는 것 처럼, 절연물에 교류전압을 인가하면 일반적으로 전압에 대하여 90o 위상이 앞선 충전전류(Ic=ｊωCV) 및 전압과 동상으로 누설전류(Il=GV)가 흐르며, 유전정접은 누설전류를 충전전류로 나눈값을 나타낸다. 절연물에 교류전압을 인가하여 측정되는 tanδ로부터 흡습, 건조, 오손, 미소공극 유무 등의 절연상태 및 열화정도를 추정할 수 있다. 따라서 tanδ는 절연물의 특성치로서 전기적 손실 정도를 나타내며, 절연재료가 매우 양호할 경우 인가전압이 증가하여도 tanδ는 증가하지 않았다. 그러나 고정자 권선의 주절연 혹은 주절연과 철심 사이에 공극이 존재할 때 고전압이 인가되면 이들 공극에서 부분방전이 발생함. 부분방전은 열과 빛을 생성하기 때문에 에너지를 소비하며 이로 인하여 권선내 전기적 손실이 증가한다. 그 결과 전압이 증가함에 따라 tanδ도 증가함. Δtanδ가 증가하게 되면 부분방전도 증가하게 됨으로 tanδ시험은 부분방전의 발생상태를 간접적으로 나타내는 척도가 된다. 그림과 같이 유전정접(tanδ) 및 정전용량(Cx) 측정회로를 나타냈으며, 유전정접의 패턴을 분석한 것으로서 A는 건전, B는 보이드의 발생, C는 열화권선 및 D는 흡습상태를 나타낸다.