IEC 60247:2004
(Main)Insulating liquids - Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan d) and d.c. resistivity
Insulating liquids - Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan d) and d.c. resistivity
Describes methods for the determination of the dielectric dissipation factor, relative permittivity and d.c. resistivity of any insulating liquid material at the test temperature. The methods are primarily intended for making reference tests on unused liquids. They can also be applied to liquids in service in transformers, cables and other electrical apparatus. However the method is applicable to a single phase liquid only. When it is desired to make routine determinations, simplified procedures, as described in Annex C, may be adopted. With insulating liquids other than hydrocarbons, alternative cleaning procedures may be required. The main changes from the previous edition deal with the preferred measurement method.
Liquides isolants - Mesure de la permittivité relative, du facteur de dissipation diélectrique (tan d) et de la résistivité en courant continu
Donne la description de méthodes qui permettent la détermination du facteur de dissipation diélectrique, de la permittivité relative et de la résistivité en courant continu de tout matériau isolant liquide, à la température d'essai. Ces méthodes sont d'abord destinées à la réalisation d'essais de référence sur des liquides neufs. Elles peuvent également être appliquées aux liquides en service dans des transformateurs, des câbles et autres appareillages électriques. Cependant, ces méthodes ne peuvent être utilisées que pour des liquides monophasiques. Lorsqu'il est demandé d'effectuer des déterminations périodiques, des procédures simplifiées, telles que celles décrites à l'Annexe C, peuvent être adoptées. Il peut être nécessaire d'utiliser des procédures de nettoyage différentes pour les liquides isolants autres que les hydrocarbures. Les principales modifications concernent la méthode de mesure préférentielle.
General Information
Standards Content (Sample)
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Troisième édition
STANDARD
Third edition
2004-02
Liquides isolants –
Mesure de la permittivité relative,
du facteur de dissipation diélectrique (tan δδ)
δδ
et de la résistivité en courant continu
Insulating liquids –
Measurement of relative permittivity,
dielectric dissipation factor (tan δδδδ)
and d.c. resistivity
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60247:2004
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Troisième édition
STANDARD
Third edition
2004-02
Liquides isolants –
Mesure de la permittivité relative,
du facteur de dissipation diélectrique (tan δδ)
δδ
et de la résistivité en courant continu
Insulating liquids –
Measurement of relative permittivity,
dielectric dissipation factor (tan δδδδ)
and d.c. resistivity
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– 2 – 60247 CEI:2004
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
INTRODUCTION.10
1 Domaine d'application .12
2 Références normatives.12
3 Termes et définitions .12
4 Généralités.14
4.1 Permittivité et facteur de dissipation diélectrique (tan δ) .14
4.2 Résistivité .16
4.3 Ordre des déterminations .16
4.4 Facteurs pouvant conduire à des résultats erronés.16
5 Appareillage .18
5.1 Cellule d'essai.18
5.2 Equipement d’essai .20
5.3 Verrerie .20
5.4 Dispositif de mesure de la permittivité et de la tan δ .20
5.5 Dispositif de mesure de la résistivité en courant continu.20
5.6 Chronomètre .20
5.7 Sécurité.20
6 Solvant de nettoyage.22
7 Nettoyage de la cellule d'essai .22
7.1 Procédure de nettoyage par le phosphate trisodique .22
7.2 Stockage de la cellule .24
8 Echantillonnage.24
9 Préparation des échantillons .24
10 Traitement et remplissage de la cellule d'essai.26
10.1 Traitement de la cellule .26
10.2 Remplissage de la cellule.26
11 Température d'essai .26
12 Mesure du facteur de dissipation (tan δ) .28
12.1 Tension de mesure.28
12.2 Mesure.28
12.3 Rapport .28
13 Mesure de la permittivité relative .28
13.1 Méthode de mesure.28
13.2 Rapport .30
14 Mesure de la résistivité en courant continu .30
14.1 Tension d'essai .30
14.2 Durée de mise sous tension .30
14.3 Mesure.30
14.4 Rapport .32
60247 IEC:2004 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
INTRODUCTION.11
1 Scope.13
2 Normative references.13
3 Terms and definitions .13
4 General .15
4.1 Permittivity and dielectric dissipation factor (tan δ) .15
4.2 Resistivity.17
4.3 Sequence of determinations.17
4.4 Factors leading to erroneous results .17
5 Apparatus.19
5.1 Test cell .19
5.2 Test equipment.21
5.3 Glassware .21
5.4 Measuring instrument for permittivity and tan δ.21
5.5 Measuring instrument for d.c. resistivity .21
5.6 Time-measuring device.21
5.7 Safety.21
6 Cleaning solvent .23
7 Cleaning the test cell .23
7.1 Trisodium phosphate cleaning procedure .23
7.2 Storage of cell .25
8 Sampling .25
9 Preparation of samples .25
10 Conditioning and filling the test cell .27
10.1 Cell conditioning .27
10.2 Filling the cell .27
11 Test temperature .27
12 Measurement of dissipation factor (tan δ).29
12.1 Test voltage.29
12.2 Measurement .29
12.3 Report .29
13 Measurement of relative permittivity.29
13.1 Measurement .29
13.2 Report .31
14 Measurement of d.c. resistivity.31
14.1 Test voltage.31
14.2 Time of electrification .31
14.3 Measurement .31
14.4 Report .33
– 4 – 60247 CEI:2004
Annexe A (informative) Exemple de procédure possible pour le nettoyage de la cellule
d’essai – Procédure par ultrasons.34
Annexe B (informative) Exemple de procédure simplifiée de nettoyage de cellule .36
Annexe C (informative) Autres procédures pour les essais individuels de série du
facteur de dissipation diélectrique et de la résistivité des liquides isolants .38
Figure 1 – Exemple d’une cellule à trois bornes pour la mesure des liquides .44
Figure 2 – Exemple de blindage de la cellule de la Figure 1.46
Figure 3 – Exemple d’assemblage de dessin de cellule.48
Figure 4 – Exemple d’une cellule à deux bornes pour la mesure dans les liquides .50
Figure 5 – Exemple de cellule d’essai conçue pour liquides diélectriques à faibles
pertes .54
60247 IEC:2004 – 5 –
Annex A (informative) Example of an alternative procedure for cleaning the test cell –
Ultrasonic procedure .35
Annex B (informative) Example of a simplified cleaning procedure for a test cell .37
Annex C (informative) Alternative procedures for routine testing of dielectric dissipation
factor and resistivity of insulating liquids.39
Figure 1 – Example of a three-terminal cell for measurements on liquids .45
Figure 2 – Example of screening for the cell of Figure 1.47
Figure 3 – Example of assembling drawing of cell.49
Figure 4 – Example of a two-terminal cell for measurements in liquids .51
Figure 5 – Example of a test cell designed for low-loss dielectric liquids .53
– 6 – 60247 CEI:2004
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
LIQUIDES ISOLANTS –
MESURE DE LA PERMITTIVITÉ RELATIVE,
DU FACTEUR DE DISSIPATION DIÉLECTRIQUE (TAN δδ)
δδ
ET DE LA RÉSISTIVITÉ EN COURANT CONTINU
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60247 a été établie par le comité d'études 10 de la CEI: Fluides
pour applications électrotechniques.
Cette troisième édition annule et remplace la seconde édition parue en 1978. Cette édition
constitue une révision technique.
Les principales modifications concernent la méthode de mesure préférentielle.
60247 IEC:2004 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
INSULATING LIQUIDS –
MEASUREMENT OF RELATIVE PERMITTIVITY,
DIELECTRIC DISSIPATION FACTOR (TAN δδ)
δδ
AND DC RESISTIVITY
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60247 has been prepared by IEC technical committee 10: Fluids for
electrotechnical applications.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 1978. This edition
constitutes a technical revision.
The main changes deal with the preferred measurement method.
– 8 – 60247 CEI:2004
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
10/573/FDIS 10/575/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2015.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60247 IEC:2004 – 9 –
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
10/573/FDIS 10/575/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2015. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 10 – 60247 CEI:2004
INTRODUCTION
Santé et sécurité
Avertissement général. La présente Norme internationale n'est pas censée aborder tous les
problèmes de sécurité associés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur de la norme d'établir
les pratiques sanitaires et de sécurité appropriées et de déterminer l'applicabilité des limites
réglementaires avant utilisation.
Environnement
La présente norme correspond aux huiles isolantes, aux produits chimiques, aux récipients
d'échantillons usagés et aux solides contaminés par des huiles. Il convient que la mise au
rebut de ces produits soit effectuée selon les réglementations locales concernant l’impact sur
l’environnement. Il est recommandé que toutes les précautions soient prises pour éviter de
rejeter ces liquides dans l'environnement.
60247 IEC:2004 – 11 –
INTRODUCTION
Health and safety
General caution. This International standard does not purport to address all the safety
problems associated with its use. It is the responsibility of the user of the standard to establish
appropriate health and safety practices and determine the applicability of regulatory limitations
prior to use.
Environment
This standard gives rise to insulating liquids, chemicals, used sample containers and oil
contaminated solids. The disposal of these items should be carried out according to local
regulations with regard to their impact on the environment. Every precaution should be taken to
prevent the release into the environment of these liquids.
– 12 – 60247 CEI:2004
LIQUIDES ISOLANTS –
MESURE DE LA PERMITTIVITÉ RELATIVE,
DU FACTEUR DE DISSIPATION DIÉLECTRIQUE (TAN δδδδ)
ET DE LA RÉSISTIVITÉ EN COURANT CONTINU
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale donne la description de méthodes qui permettent la
détermination du facteur de dissipation diélectrique (tan δ), de la permittivité relative et de la
résistivité en courant continu de tout matériau isolant liquide, à la température d'essai.
Ces méthodes sont d'abord destinées à la réalisation d’essais de référence sur des liquides
neufs. Elles peuvent également être appliquées aux liquides en service dans des trans-
formateurs, des câbles et autres appareillages électriques. Cependant, ces méthodes ne
peuvent être utilisées que pour des liquides monophasiques. Lorsqu’il est demandé
d’effectuer des déterminations périodiques, des procédures simplifiées, telles que celles
décrites à l’Annexe C, peuvent être adoptées.
Il peut être nécessaire d’utiliser des procédures de nettoyage différentes pour les liquides
isolants autres que les hydrocarbures.
2 Références normatives
Les documents référencés ci-après sont indispensables pour l'application de ce document.
Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées,
c'est l'édition la plus récente du document référencé (y compris tous ses amendements) qui
s'applique.
CEI 60093, Méthodes pour la mesure de la résistivité transversale et de la résistivité
superficielle des matériaux isolants électriques solides
CEI 60250, Méthodes recommandées pour la détermination de la permittivité et du facteur de
dissipation des isolants électriques aux fréquences industrielles, audibles et radioélectriques
(ondes métriques comprises)
CEI 60475, Méthode d’échantillonnage des diélectriques liquides
CEI 61620, Isolants liquides – Détermination du facteur de dissipation diélectrique par la
mesure de la conductance et de la capacité – Méthode d’essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
permittivité (relative)
la permittivité relative d'un isolant est le rapport entre la capacité C d'un condensateur, dans
x
lequel l'espace entre les électrodes et autour d'elles est entièrement et exclusivement rempli
de l'isolant en question, et la capacité C de la même disposition d'électrodes dans le vide.
o
La capacité C de la disposition d'électrodes dans l'air peut être normalement utilisée au lieu
a
de C pour déterminer la permittivité relative avec une précision suffisante
o
60247 IEC:2004 – 13 –
INSULATING LIQUIDS –
MEASUREMENT OF RELATIVE PERMITTIVITY,
DIELECTRIC DISSIPATION FACTOR (TAN δδδδ)
AND DC RESISTIVITY
1 Scope
This International standard describes methods for the determination of the dielectric dissipation
factor (tan δ), relative permittivity and d.c. resistivity of any insulating liquid material at the test
temperature.
The methods are primarily intended for making reference tests on unused liquids. They can
also be applied to liquids in service in transformers, cables and other electrical apparatus.
However the method is applicable to a single phase liquid only. When it is desired to make
routine determinations, simplified procedures, as described in Annex C, may be adopted.
With insulating liquids other than hydrocarbons, alternative cleaning procedures may be
required.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For
dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of
the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60093, Methods of test for volume resistivity and surface resistivity of solid electrical
insulating materials
IEC 60250, Recommended methods for the determination of the permittivity and dielectric
dissipation factor of electrical insulating materials at power, audio and radio frequencies
including metre wavelengths
IEC 60475, Method of sampling liquid dielectrics
IEC 61620, Insulating liquids – Determination of the dielectric dissipation factor by measure-
ment of the conductance and capacitance – Test method
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
permittivity (relative)
the relative permittivity of an insulating material is the ratio of capacitance C of a capacitor in
x
which the space between and around the electrodes is entirely and exclusively filled with the
insulating material in question, to the capacitance C of the same configuration of electrodes in
o
vacuum.
The capacitance C of the configuration of electrodes in air can normally be used instead of C
a o
to determine the relative permittivity with sufficient accuracy
– 14 – 60247 CEI:2004
3.2
facteur de dissipation diélectrique (tan δδδδ)
DDF
facteur de dissipation diélectrique, (tan δ) d'un isolant est la tangente de l'angle de pertes.
L'angle de pertes est l'angle pour lequel la différence de phase entre la tension appliquée et
le courant qui en résulte dévie de π/2 rad lorsque le diélectrique du condensateur se compose
exclusivement de l’isolant
NOTE Pour des raisons pratiques, la tan δ (pour les valeurs mesurées inférieures à 0,005) et le facteur de
puissance (PF en anglais) sont essentiellement les mêmes. Une simple conversion peut être utilisée pour convertir
l’une en l’autre. Le facteur de puissance est le sinus de l’angle de pertes et la relation entre le facteur de
puissance et le facteur de dissipation diélectrique peut être exprimée comme suit:
DDF
PF = (1)
1+ (DDF)
3.3
résistivité en courant continu (volumique)
la résistivité volumique d'un matériau isolant est le quotient de l'intensité d'un champ
électrique continu par la valeur stationnaire de la densité du courant dans le matériau
NOTE L'unité de résistivité est l'ohmmètre (Ωm).
4 Généralités
La permittivité, la tan δ et la résistivité, prises séparément ou ensemble, sont des indicateurs
importants de la qualité intrinsèque et du degré de contamination d’un fluide isolant. Ces
paramètres peuvent être utilisés pour interpréter des déviations par rapport aux caracté-
ristiques diélectriques voulues et l’influence éventuelle sur les performances de l’équipement
dans lequel le fluide est utilisé.
4.1 Permittivité et facteur de dissipation diélectrique (tan δδ)
δδ
La permittivité et le facteur de dissipation diélectrique (tan δ) des liquides isolants électriques
dépendent beaucoup des conditions expérimentales de mesure, notamment de la température
et de la fréquence de la tension appliquée. La permittivité et le facteur de dissipation
mesurent la polarisation diélectrique et la conductivité du matériau.
A fréquence industrielle et à température suffisamment élevée, conformément aux présentes
méthodes, les pertes peuvent être attribuées exclusivement à la conductivité du liquide,
c'est-à-dire à la présence de porteurs de charge libres dans ce liquide. Les mesures des
propriétés diélectriques de liquides isolants de haute pureté ont ainsi une grande importance
puisqu’elles indiquent la présence de polluants.
Les pertes diélectriques sont en général inversement proportionnelles à la fréquence de
mesure et varient avec la viscosité du milieu. La valeur de la tension d'essai utilisée pour la
mesure du facteur de dissipation est peu importante et est souvent liée à la sensibilité du
pont de mesure. Il faut cependant garder à l’esprit qu'un gradient de tension trop élevé
provoque des phénomènes secondaires aux électrodes, un échauffement dû à des effets
diélectriques, des décharges, etc.
Tandis que des quantités relativement élevées d'impuretés produisent des variations compa-
rativement faibles de la permittivité, la tan δ des liquides isolants peut être fortement
influencée par des traces de polluants dissous ou par des particules colloïdales. Certains
liquides sont beaucoup plus sensibles à la contamination que les hydrocarbures liquides, car
leur polarité est plus élevée et il en résulte un pouvoir solvant et une possibilité de
dissociation plus importants. Pour cette raison, leur manipulation demande relativement plus
de précautions que celle des hydrocarbures liquides.
60247 IEC:2004 – 15 –
3.2
dielectric dissipation factor (tan δδ)
δδ
DDF
dielectric dissipation factor, DDF, (tan δ) of an insulating material is the tangent of the loss
angle.
The loss angle is the angle by which the phase difference between applied voltage and the
resulting current deviates from π/2 rad when the dielectric of the capacitor consists exclusively
of the insulating material
NOTE For practical purposes, measured values below 0,005 for tan δ and power factor are essentially the same.
A simple conversion can be used to convert one to the other. The power factor is the sine of the loss angle and the
relationship between power factor and dielectric dissipation factor can be expressed as follows:
DDF
PF = (1)
1+ (DDF)
3.3
d.c. resistivity (volume)
the volume resistivity of an insulating material is the quotient of a d.c. electrical field strength
and the steady state current density within the material
NOTE The unit of resistivity is the ohmmetre (Ωm).
4 General
Permittivity, tan δ and resistivity, either separately or together, are important indicators of the
intrinsic quality and degree of contamination of an insulating fluid. These parameters may be
used to interpret the deviation from desired dielectric characteristics and the potential influence
on performance of equipment in which the fluid is used.
4.1 Permittivity and dielectric dissipation factor (tan δδδδ)
The permittivity and the dielectric dissipation factor (tan δ) of electrical insulating liquids
depend to a considerable extent on the test conditions under which they are measured, in
particular on the temperature and on the frequency of the applied voltage. Permittivity and
dissipation factor are the measurements of dielectric polarization and conductivity of the
material.
At power frequency and sufficiently high temperature, as recommended in these methods, the
losses may be attributable exclusively to the conductivity of the liquid, that is, to the presence
of free charge carriers in the liquid. Measurements of the dielectric properties of high purity
insulating liquids are therefore of value as an indication of the presence of contaminants.
The dielectric loss factor is usually inversely proportional to the measuring frequency and
varies with the viscosity of the medium. The value of the test voltage when measuring the
dissipation factor is less important and often governed by the sensitivity of the measuring
bridge. However, it must be borne in mind that too high a voltage stress results in secondary
phenomena at the electrodes, dielectric heating, discharges etc.
While relatively large amounts of impurities produce a comparatively small change in
permittivity, the tan δ of insulating liquids may be strongly affected by traces of dissolved
contaminants or colloidal particles. Some liquids are much more sensitive to contamination
than hydrocarbon liquids due to their higher polarity, which results in turn in higher solvent
power and dissociation capability. Therefore, they require comparatively greater care in
handling than hydrocarbon liquids.
– 16 – 60247 CEI:2004
Puisque la valeur initiale est considérée comme étant représentative de l'état réel du liquide,
il est très souhaitable de mesurer la tan δ dès que l'équilibre de température est atteint. La
tan δ est très sensible aux variations de température. Son accroissement avec les
accroissements de température est généralement exponentiel. Il est par conséquent
nécessaire d'effectuer les mesures dans des conditions de température suffisamment
précises. La procédure décrite ci-dessous permet de minimiser le temps nécessaire pour
atteindre l'équilibre thermique entre l'échantillon et la cellule.
4.2 Résistivité
La résistivité conventionnelle, telle que mesurée dans la présente norme, n’est généralement
pas la résistivité vraie. L’application d’une tension continue modifie progressivement les
caractéristiques initiales du liquide, par suite de la migration des charges. La résistivité vraie
ne peut être obtenue qu’à basse tension, immédiatement après l’application de la tension. La
présente norme préconise l’application d’une tension assez élevée pendant une durée longue.
Le résultat est en général différent de celui obtenu avec la CEI 61620.
La mesure de la résistivité des liquides selon la présente norme dépend de plusieurs
conditions expérimentales, à savoir:
a) La température
La résistivité est très sensible aux variations de température. Sa variation en fonction de
l’inverse de la température exprimée en kelvins (1/K) est généralement exponentielle. Il
est par conséquent nécessaire d'effectuer les mesures dans des conditions de
température suffisamment précises.
b) L'intensité du champ électrique
La résistivité d'un échantillon déterminé peut être influencée par la valeur du champ
appliqué. Pour que les résultats soient comparables, les mesures doivent être réalisées
avec des gradients de tension à peu près égaux et avec la même polarité. Le gradient et
la polarité doivent être notés.
c) La durée de mise sous tension
Lors de l'application d'une tension continue, le courant à travers l'échantillon décroît par
suite de la migration des porteurs de charge vers les électrodes. Par convention, la durée
de mise sous tension est fixée à 1 min. Toute variation de cette durée peut provoquer des
écarts appréciables dans les résultats d'essais. (Certains liquides très visqueux peuvent
nécessiter des durées de mise sous tension plus longues (voir 14.2).)
4.3 Ordre des déterminations
L’application d’une tension continue à un échantillon peut modifier le résultat d’une mesure de
tan δ faite ensuite sous tension alternative.
Lorsque les mesures de la permittivité, de la tan δ et de la résistivité doivent être faites
consécutivement sur le même échantillon, les déterminations en courant alternatif doivent
toujours être effectuées avant d'appliquer la tension continue. Il convient de court-circuiter les
électrodes de la cellule pendant au moins 1 min après l'essai en courant alternatif, avant de
commencer la mesure de résistivité.
4.4 Facteurs pouvant conduire à des résultats erronés
Seule une contamination importante est susceptible d’affecter la permittivité. Cependant, le
DDF et la résistivité peuvent être fortement affectés par la présence d’une quantité infime de
polluants.
Les résultats douteux proviennent généralement d’une contamination due à un échantillon-
nage ou à une manipulation incorrecte des échantillons, à un nettoyage incomplet des
cellules ou à l’absorption d’eau, et surtout à la présence d’eau non dissoute.
60247 IEC:2004 – 17 –
Since the initial value is thought to be representative of the actual conditions of the liquid, it
appears most desirable that tan δ should be measured as soon as temperature equilibrium has
been reached. Tan δ is very sensitive to changes of temperature. Its increase, with increases in
temperature is generally exponential. It is therefore, necessary to carry out measurements,
under sufficiently precise temperature conditions. The procedure described below allows the
test specimen to attain temperature equilibrium with the test cell in minimum time.
4.2 Resistivity
The conventional resistivity as measured by this standard is generally not the true resistivity.
Application of a d.c. voltage will change the initial characteristics of the liquid with time, due
...
Questions, Comments and Discussion
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