ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ، ڈائی الیکٹرک نقصان انڈیکس کی پیمائش

ڈائی الیکٹرک نقصان وہ توانائی ہے جو اس پر برقی میدان کے زیر اثر کسی موصل مواد میں پھیل جاتی ہے۔

الیکٹرک فیلڈ میں توانائی کو ضائع کرنے کے لیے ڈائی الیکٹرک کی صلاحیت عام طور پر ڈائی الیکٹرک نقصانات کے زاویہ، اور زاویہ ڈائی الیکٹرک نقصان کے ٹینجنٹ سے ہوتی ہے... ٹیسٹ میں، ڈائی الیکٹرک کو ایک کپیسیٹر کا ڈائی الیکٹرک سمجھا جاتا ہے، گنجائش اور زاویہ جس کی پیمائش کی جاتی ہے۔ δ، کیپسیٹو سرکٹ میں کرنٹ اور وولٹیج کے درمیان فیز اینگل کو 90 ° تک مکمل کرنا۔ اس زاویہ کو ڈائی الیکٹرک نقصان کا زاویہ کہا جاتا ہے۔

متبادل وولٹیج کے ساتھ، موصلیت میں ایک کرنٹ بہتا ہے، جو 90 ڈگری سے کم زاویہ ϕ (تصویر 1) پر لاگو وولٹیج کے ساتھ مرحلے میں ہے۔ ایک چھوٹے سے زاویہ δ پر ای میل، فعال مزاحمت کی موجودگی کی وجہ سے۔

چاول۔ 1۔نقصانات کے ساتھ ڈائی الیکٹرک کے ذریعے کرنٹ کا ویکٹر ڈایاگرام: U — ڈائی الیکٹرک پر وولٹیج؛ I ڈائی الیکٹرک کے ذریعے کل کرنٹ ہے۔ Ia، Ic - بالترتیب کل کرنٹ کے فعال اور capacitive اجزاء؛ ϕ لاگو وولٹیج اور کل کرنٹ کے درمیان فیز شفٹ اینگل ہے۔ δ کل کرنٹ اور اس کے capacitive جزو کے درمیان زاویہ ہے۔

موجودہ Ia کے فعال جزو کے capacitive جزو Ic کے تناسب کو ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویہ کا ٹینجنٹ کہا جاتا ہے اور اسے فیصد کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے:

بغیر نقصان کے ایک مثالی ڈائی الیکٹرک میں، زاویہ δ = 0 اور، اس کے مطابق، tan δ = 0۔ گیلا ہونا اور دیگر موصلیت کے نقائص ڈائی الیکٹرک نقصان کرنٹ اور tgδ کے فعال جزو میں اضافے کا سبب بنتے ہیں۔ چونکہ اس معاملے میں فعال جزو کیپسیٹیو سے بہت زیادہ تیزی سے بڑھتا ہے، اس لیے ٹین δ اشارے موصلیت کی حالت میں ہونے والی تبدیلی اور اس میں ہونے والے نقصانات کو ظاہر کرتا ہے۔ تھوڑی مقدار میں موصلیت کے ساتھ، ترقی یافتہ مقامی اور مرتکز نقائص کا پتہ لگانا ممکن ہے۔

ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ کی پیمائش

اہلیت اور ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویہ (یا tgδ) کی پیمائش کرنے کے لیے، ایک کپیسیٹر کے مساوی سرکٹ کو ایک مثالی کپیسیٹر کے طور پر دکھایا جاتا ہے جس میں ایک فعال مزاحمت سیریز (سیریز سرکٹ) میں منسلک ہوتی ہے یا متوازی (متوازی سرکٹ) میں منسلک فعال مزاحمت کے ساتھ ایک مثالی کپیسیٹر کے طور پر پیش کیا جاتا ہے۔ )۔

ایک سیریز سرکٹ کے لئے، فعال طاقت ہے:

P = (U2ωtgδ)/(1 + tg2δ)، tgδ = ωCR

متوازی سرکٹ کے لیے:

P = U2ωtgδ، tgδ = 1 /(ωСR)

جہاں B. ایک مثالی کپیسیٹر کی گنجائش؛ R - فعال مزاحمت۔

ڈائی الیکٹرک نقصانات کا احساس زاویہ عام طور پر اتحاد کے سوویں یا دسویں حصے سے زیادہ نہیں ہوتا ہے (لہذا ڈائی الیکٹرک نقصانات کا زاویہ عام طور پر فیصد کے طور پر ظاہر ہوتا ہے)، پھر 1 + tg2δ≈ 1، اور سیریز اور متوازی مساوی سرکٹس کے نقصانات P = U2ωtgδ، tgδ = 1 / (ωCR)

نقصانات کی قدر ڈائی الیکٹرک پر لگائے جانے والے وولٹیج اور فریکوئنسی کے مربع کے متناسب ہے، جسے ہائی وولٹیج اور ہائی فریکوئنسی والے آلات کے لیے برقی موصل مواد کا انتخاب کرتے وقت دھیان میں رکھنا چاہیے۔

ڈائی الیکٹرک پر لاگو وولٹیج میں ایک خاص قدر UO پر اضافے کے ساتھ، ڈائی الیکٹرک میں موجود گیس اور مائع کی شمولیت کا آئنائزیشن شروع ہو جاتا ہے، جبکہ δ آئنائزیشن کی وجہ سے ہونے والے اضافی نقصانات کی وجہ سے تیزی سے بڑھنا شروع ہو جاتا ہے۔ U1 میں، گیس آئنائزڈ اور کم ہو جاتی ہے (تصویر 2)۔

چاول۔ 2. آئنائزیشن وکر tgδ = f (U)

اوسط ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ UO (عام طور پر 3 - 10 kV) سے کم وولٹیج پر ماپا جاتا ہے۔ وولٹیج کا انتخاب آلہ کی کافی حساسیت کو برقرار رکھتے ہوئے ٹیسٹ ڈیوائس کی سہولت کے لیے کیا جاتا ہے۔

یعنی ڈائی الیکٹرک نقصانات کا ٹینجنٹ (tgδ) 20 ° C کے درجہ حرارت کے لیے نارمل کیا جاتا ہے، اس لیے پیمائش کو معمول کے درجہ حرارت (10 - 20 ОС) کے قریب درجہ حرارت پر کیا جانا چاہیے۔ درجہ حرارت کی اس حد میں، ڈائی الیکٹرک نقصانات میں تبدیلی چھوٹی ہے، اور کچھ قسم کی موصلیت کے لیے، ماپا قدر کا موازنہ بغیر حساب کے 20 ° C کے لیے نارملائزڈ ویلیو سے کیا جا سکتا ہے۔

ٹیسٹ آبجیکٹ کے پیمائش کے نتائج پر اور پیمائش کرنے والے سرکٹ کے ارد گرد رساو کرنٹ اور بیرونی الیکٹرو اسٹاٹک فیلڈز کے اثر کو ختم کرنے کے لیے، حفاظتی انگوٹھیوں اور اسکرینوں کی شکل میں حفاظتی آلات نصب کیے گئے ہیں۔گراؤنڈ شیلڈز کی موجودگی گمراہ کن صلاحیتوں کا سبب بنتی ہے۔ ان کے اثر و رسوخ کی تلافی کے لیے، تحفظ کا طریقہ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے — وولٹیج قدر اور مرحلے میں ایڈجسٹ۔

وہ سب سے زیادہ عام ہیں۔ پل کی پیمائش کرنے والے سرکٹس capacitance ٹینجنٹ اور ڈائی الیکٹرک نقصانات۔

کوندکٹو پلوں کی وجہ سے ہونے والے مقامی نقائص کو DC موصلیت مزاحمت کی پیمائش کے ذریعے بہترین طریقے سے معلوم کیا جاتا ہے۔ tan δ کی پیمائش MD-16, P5026 (P5026M) یا P595 اقسام کے AC پلوں کے ساتھ کی جاتی ہے، جو کہ بنیادی طور پر کیپیسیٹینس میٹر (Schering bridge) ہیں۔ پل کا ایک اسکیمیٹک خاکہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 3.

اس اسکیم میں، مساوی سرکٹ سے مطابقت رکھنے والے الگ تھلگ ڈھانچے کے پیرامیٹرز کا تعین کیا جاتا ہے جس میں ایک لازلیس کپیسیٹر C اور ایک ریزسٹر R کے سلسلہ وار کنکشن ہوتا ہے، جس کے لیے tan δ = ωRC، جہاں ω نیٹ ورک کی کونیی فریکوئنسی ہے۔

پیمائش کا عمل ریزسٹر کی مزاحمت اور کپیسیٹر باکس کی گنجائش کو یکے بعد دیگرے ایڈجسٹ کرکے برج سرکٹ کو توازن (توازن) کرنے پر مشتمل ہے۔ جب پل توازن میں ہو، جیسا کہ ماپنے والے آلہ P سے اشارہ کیا گیا ہے، مساوات مطمئن ہو جاتی ہے۔ اگر capacitance C کی قدر مائیکروفراڈز میں ظاہر کی جاتی ہے، تو نیٹ ورک f = 50 Hz کی صنعتی فریکوئنسی پر ہمارے پاس ω = 2πf = 100π اور اس لیے tan δ% = 0.01πRC ہوگا۔

P525 پل کا ایک اسکیمیٹک خاکہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 3.

چاول۔ 3. AC ماپنے والے پل P525 کا اسکیمیٹک خاکہ

1 kV تک اور 1 kV (3-10 kV) سے اوپر والے وولٹیج کے لیے پیمائش ممکن ہے، یہ سائٹ کی موصلیت کی کلاس اور صلاحیت پر منحصر ہے۔ وولٹیج کی پیمائش کرنے والا ٹرانسفارمر طاقت کے منبع کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ پل ایک بیرونی ایئر کیپسیٹر C0 کے ساتھ استعمال ہوتا ہے۔ٹین δ کی پیمائش کرتے وقت آلات کو شامل کرنے کا ایک اسکیمیٹک خاکہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 4.

چاول۔ 4. ڈائی الیکٹرک نقصانات کے زاویہ کے ٹینجنٹ کی پیمائش کرتے وقت ٹیسٹ ٹرانسفارمر کا کنکشن ڈایاگرام: S — سوئچ؛ TAB - آٹوٹرانسفارمر ایڈجسٹمنٹ؛ SAC - ٹیسٹ ٹرانسفارمر T کے لیے پولرٹی سوئچ

دو برج سوئچنگ سرکٹس استعمال کیے جاتے ہیں: نام نہاد نارمل یا سیدھا، جس میں پیمائش کرنے والا عنصر P آزمائشی موصل ڈھانچے کے الیکٹروڈ میں سے ایک اور زمین کے درمیان جڑا ہوتا ہے، اور الٹا ہوتا ہے، جہاں یہ ٹیسٹ شدہ الیکٹروڈ کے درمیان جڑا ہوتا ہے۔ آبجیکٹ اور پل کا ہائی وولٹیج ٹرمینل۔ عام سرکٹ اس وقت استعمال ہوتا ہے جب دونوں الیکٹروڈز زمین سے الگ تھلگ ہوتے ہیں، الٹ جاتے ہیں - جب ایک الیکٹروڈ مضبوطی سے زمین سے جڑا ہوتا ہے۔

یہ یاد رکھنا چاہیے کہ بعد کی صورت میں پل کے انفرادی عناصر مکمل آزمائشی تناؤ میں ہوں گے۔ پیمائش 1 kV تک اور 1 kV (3-10 kV) سے اوپر کے وولٹیج پر ممکن ہے، یہ سائٹ کی موصلیت کی کلاس اور صلاحیت پر منحصر ہے۔ وولٹیج کی پیمائش کرنے والا ٹرانسفارمر طاقت کے منبع کے طور پر کام کر سکتا ہے۔

پل ایک بیرونی حوالہ ایئر کیپسیٹر کے ساتھ استعمال ہوتا ہے۔ پل اور ضروری سامان ٹیسٹ سائٹ کے قریب رکھا گیا ہے اور باڑ لگائی گئی ہے۔ وہ تار جو ٹیسٹ ٹرانسفارمر T سے ماڈل کیپیسیٹر C کی طرف لے جاتا ہے، نیز پل P کی کنیکٹنگ کیبلز جو کہ وولٹیج کے نیچے ہیں، کو زمینی اشیاء سے کم از کم 100-150 ملی میٹر تک ہٹانا ضروری ہے۔ ٹرانسفارمر T اور اس کے ریگولیٹنگ ڈیوائس TAB (LATR) کو پل سے کم از کم 0.5 میٹر کے فاصلے پر ہونا چاہیے۔پل، ٹرانسفارمر اور ریگولیٹر ہاؤسنگز کے ساتھ ساتھ ٹرانسفارمر سیکنڈری وائنڈنگ کے ایک ٹرمینل کو مٹی میں ڈالنا ضروری ہے۔

اشارے tan δ کو اکثر آپریشنل سوئچ گیئر ایریا میں ماپا جاتا ہے، اور چونکہ ٹیسٹ آبجیکٹ اور سوئچ گیئر عناصر کے درمیان ہمیشہ ایک capacitive کنکشن ہوتا ہے، اس لیے متاثر کن کرنٹ ٹیسٹ آبجیکٹ کے ذریعے بہتا ہے۔ یہ کرنٹ، جو متاثر کرنے والے وولٹیج کے وولٹیج اور فیز اور کنکشن کی کل گنجائش پر منحصر ہے، موصلیت کی حالت کے غلط تشخیص کا باعث بن سکتا ہے، خاص طور پر چھوٹی گنجائش والی اشیاء پر، خاص طور پر جھاڑیوں میں (1000-2000 تک pF)۔

پل میں توازن برج سرکٹ کے عناصر اور حفاظتی وولٹیج کو بار بار ایڈجسٹ کر کے کیا جاتا ہے، جس کے لیے بیلنس انڈیکیٹر کو یا تو اخترن میں یا اسکرین اور اخترن کے درمیان شامل کیا جاتا ہے۔ پل کو متوازن سمجھا جاتا ہے اگر بیلنس اشارے کے بیک وقت شامل ہونے کے ساتھ اس کے ذریعے کوئی کرنٹ نہ ہو۔

پل بیلنسنگ کے وقت

Gde f سرکٹ کو سپلائی کرنے والے متبادل کرنٹ کی فریکوئنسی ہے۔

° Cx = (R4 / Rx) Co

مستقل مزاحمت R4 کا انتخاب 104/π Ω کے برابر ہوتا ہے اس صورت میں tgδ = C4، جہاں capacitance C4 کو مائکروفراڈز میں ظاہر کیا جاتا ہے۔

اگر پیمائش 50Hz کے علاوہ f' تعدد کے ساتھ کی گئی تھی، تو tgδ = (f'/50) C4

جب ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ کی پیمائش کیبل کے چھوٹے حصوں یا موصل مواد کے نمونوں پر کی جاتی ہے۔ ان کی کم صلاحیت کی وجہ سے، الیکٹرانک ایمپلیفائر ضروری ہیں (مثال کے طور پر، F-50-1 قسم کے تقریباً 60 کے فائدے کے ساتھ)۔نوٹ کریں کہ پل پل کو ٹیسٹ آبجیکٹ سے جوڑنے والے تار میں ہونے والے نقصان کو مدنظر رکھتا ہے، اور ماپا ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ ویلیو 2πfRzCx پر زیادہ درست ہوگا، جہاں Rz — تار کی مزاحمت۔

الٹی پل کی اسکیم کے مطابق پیمائش کرتے وقت، پیمائش کرنے والے سرکٹ کے ایڈجسٹ عناصر ہائی وولٹیج کے تحت ہوتے ہیں، اس لیے پل کے عناصر کی ایڈجسٹمنٹ یا تو موصل کی سلاخوں کا استعمال کرتے ہوئے فاصلے پر کی جاتی ہے، یا آپریٹر کو پیمائش کے ساتھ ایک مشترکہ اسکرین میں رکھا جاتا ہے۔ عناصر.

ٹرانسفارمرز اور برقی مشینوں کے ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویے کا ٹینجنٹ ہر وائنڈنگ اور گراؤنڈ فری وائنڈنگز کے ساتھ ہاؤسنگ کے درمیان ناپا جاتا ہے۔

الیکٹرک فیلڈ کے اثرات

برقی میدان کے الیکٹرو سٹیٹک اور برقی مقناطیسی اثرات کے درمیان فرق کریں۔ برقی مقناطیسی اثرات کو مکمل شیلڈنگ سے خارج کر دیا جاتا ہے۔ پیمائش کرنے والے عناصر دھاتی رہائش میں رکھے جاتے ہیں (جیسے پل P5026 اور P595)۔ الیکٹرو سٹیٹک اثرات سوئچ گیئر اور پاور لائنوں کے لائیو حصوں سے پیدا ہوتے ہیں۔ متاثر کرنے والا وولٹیج ویکٹر ٹیسٹ وولٹیج ویکٹر کے حوالے سے کسی بھی پوزیشن پر قبضہ کر سکتا ہے۔

ٹین δ پیمائش کے نتائج پر الیکٹرو اسٹاٹک فیلڈز کے اثر کو کم کرنے کے کئی طریقے ہیں:

• اثر کرنے والے فیلڈ کو پیدا کرنے والے وولٹیج کو بند کرنا۔ یہ طریقہ سب سے زیادہ مؤثر ہے، لیکن صارفین کو توانائی کی فراہمی کے معاملے میں ہمیشہ لاگو نہیں ہوتا ہے۔

• اثر کے علاقے سے ٹیسٹ آبجیکٹ کو واپس لینا۔ مقصد حاصل ہو جاتا ہے، لیکن چیز کو منتقل کرنا ناپسندیدہ ہے اور ہمیشہ ممکن نہیں ہوتا ہے۔

• 50 ہرٹج کے علاوہ تعدد کی پیمائش۔ یہ شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے کیونکہ اس کے لیے خصوصی آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔

• غلطی کے اخراج کے لیے کمپیوٹیشنل طریقے؛

• اثرات کے معاوضے کا ایک طریقہ، جس میں ٹیسٹ وولٹیج کے ویکٹر اور متاثرہ فیلڈ کے EMF کی سیدھ حاصل کی جاتی ہے۔

اس مقصد کے لیے، وولٹیج ریگولیشن سرکٹ میں ایک فیز شفٹر شامل کیا جاتا ہے اور، جب ٹیسٹ آبجیکٹ کو بند کر دیا جاتا ہے، تو پل کا توازن حاصل ہو جاتا ہے۔ فیز ریگولیٹر کی غیر موجودگی میں، تھری فیز سسٹم کے اس وولٹیج سے پل کو سپلائی کرنے کے لیے ایک موثر اقدام ہو سکتا ہے (پولرٹی کو مدنظر رکھتے ہوئے)، اس صورت میں پیمائش کا نتیجہ کم سے کم ہوگا۔ ٹیسٹ وولٹیج کی مختلف قطبیتوں اور ایک برج گیلوانومیٹر سے منسلک کے ساتھ پیمائش کو چار بار انجام دینے کے لیے اکثر کافی ہوتا ہے۔ وہ آزادانہ طور پر اور دوسرے طریقوں سے حاصل کردہ نتائج کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔