電纜 VLF 介質損耗（tan δ）試驗
Cable VLF Tan Delta (Dissipation Factor) Test
適用設備：電纜及導線 / 中壓電纜 (5 kV～69 kV)
電纜 VLF 介質損耗（tan δ）試驗是中壓電纜（5 kV～69 kV）的現場診斷方法。依 IEEE 400.2 §5.4，以 0.1 Hz 正弦波在 0.5 U₀ / U₀ / 1.5 U₀ 三階段量測 tan δ，透過平均值（Mean TD）、差分值（DTD）、時間穩定性（TDTS）三項指標評估絕緣劣化程度。出廠型式試驗另依 IEC 60502-2 §18.2.6。
安全資訊 — 極高風險
本試驗以 VLF 0.1 Hz 產生器對電纜施加最高 1.5 U₀ 電壓。雖頻率極低，電壓仍達數十 kV，具致命風險。電纜電容量大，斷電後須充分放電。
- 絕緣手套（Class 2 以上）
- 安全眼鏡
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 電纜已完全斷電並確認無電壓
- 兩端已與系統隔離
- LOTO 程序已完成
- 試驗區域已設置安全圍欄與警示標誌
- VLF tan δ 量測設備已校正
- 電纜終端處理不良或有明顯損傷
- 環境溫度與上次量測差異過大（影響趨勢比較）
- 安全圍欄或聯鎖裝置故障
tan δ 量測應在 VLF 耐壓試驗之前執行，以免耐壓試驗改變絕緣狀態而影響診斷結果。試驗後須對導體充分接地放電。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用出廠型式試驗之 tan δ 量測依 IEC 60502-2 §18.2.6，以工頻（非 VLF）、≥2 kV 交流電壓在最高導體運轉溫度 +5～10 K 下執行。僅適用於額定電壓 6/10 (12) kV 以上之電纜。
1. 取完整電纜試樣，加熱至最高導體運轉溫度 +5～10 K。 2. 以工頻交流 ≥2 kV 施加於導體與遮蔽間。 3. 量測 tan δ 值。 4. 比對 IEC 60502-2 Table 15 限值：XLPE ≤ 40×10⁻⁴；EPR/HEPR ≤ 400×10⁻⁴。
- 僅適用於額定電壓 ≥ 6/10 (12) kV 之電纜
- 量測溫度：最高導體運轉溫度 +5～10 K
- XLPE 限值嚴格（40×10⁻⁴），EPR/HEPR 較寬鬆（400×10⁻⁴）
來源：IEC 60502-2 (2014), Clause 18.2.6
出廠試驗 (Routine Test)
不適用IEC 60502-2 未將 tan δ 列為例行試驗項目。
竣工試驗 (Commissioning)
適用竣工診斷試驗採用 VLF 0.1 Hz 正弦波量測 tan δ，依 IEEE 400.2 §5.4。建議在 VLF 耐壓試驗之前執行。
1. 確認電纜已斷電、隔離、LOTO 完成。 2. 連接 VLF 0.1 Hz 正弦波產生器（含 tan δ 量測電橋）。 3. 依序升壓至 0.5 U₀、U₀、1.5 U₀，每階段至少量測 6 次 tan δ（每次間隔 10 秒）。 4. 計算各電壓之平均 tan δ（Mean TD）。 5. 計算差分 tan δ（DTD / tip-up）= TD(1.5U₀) − TD(U₀)。 6. 計算 tan δ 時間穩定性（TDTS）= U₀ 下 tan δ 之標準差。 7. 新電纜依 IEEE 400.2 Annex G（Table G.1/G.2）判定；若 TD 升高顯著可不必升至 1.5 U₀。 8. 降壓、斷電、充分放電。
- 必須在 VLF 耐壓之前執行
- 三項指標：Mean TD、DTD（tip-up）、TDTS（穩定性）
- 新電纜用 Annex G 判準，不可用 Table 4～7（老化電纜用）
- 各電壓階段至少量測 6 次，間隔 10 秒
執行頻率：安裝竣工時執行一次
來源：IEEE 400.2 (2013), Clause 5.4.2
維護試驗 (Maintenance)
適用維護診斷試驗同樣採用 VLF 0.1 Hz tan δ 量測。老化電纜之判準依 IEEE 400.2 Table 4～7，依絕緣材料類型分別判定。
程序同竣工試驗。老化電纜依以下 IEEE 400.2 判準評估： - PE/XLPE（Table 4）：Mean TD < 4×10⁻³ → No Action Required - EPR（Table 5）：Mean TD < 35×10⁻³ → No Action Required - PILC（Table 6）：Mean TD < 85×10⁻³ → No Action Required 建議保留歷次量測紀錄，追蹤 tan δ 趨勢變化。
- 老化電纜判準較新電纜寬鬆
- 不同絕緣材料（PE/XLPE、EPR、PILC）有不同判準表
- 趨勢追蹤比單次絕對值更有診斷價值
執行頻率：依維護策略，建議每 3～5 年
來源：IEEE 400.2 (2013), Clause 5.4.3
試驗設備
- VLF 0.1 Hz 正弦波產生器 — 含 tan δ 量測電橋，輸出電壓須達 1.5 U₀，頻率 0.1 Hz，IEC 60060-3 合規
- tan δ 量測軟體 — 自動記錄各電壓步階之 TD、DTD、TDTS，並依 IEEE 400.2 表格判定
- 溫度記錄器 — 記錄試驗時環境溫度，供趨勢比較修正
相關名詞
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