Стартовая >> Архив >> Измерения на высоком напряжении

Измерение емкости и tg дельта у заземленных объектов - Измерения на высоком напряжении

Оглавление
Измерения на высоком напряжении
Общие вопросы осциллографирования
 Измерительные кабели
Помехи
Применение дифференциальных усилителей в схемах измерения
Фотографическая запись
Измерение импульсов высокого напряжения при помощи делителя напряжения и осциллографа
Генераторы импульсов для измерения переходной функции
Время нарастания импульса и время ответа
Влияние делителя напряжения на процессы в высоковольтном контуре
Компенсированные делители напряжения без учета индуктивностей и емкостей
Омические делители напряжения с учетом паразитных емкостей на землю
Низкоомные делители напряжения
Влияние подводящих проводов на переходную функцию емкостных делителей
Чисто емкостные делители напряжения
Демпфированные емкостные делители напряжения
Согласованное подключение низковольтной части емкостного делителя
Схема замещения в виде цепной линии
Измерение импульсов при помощи ячейки Керра и светопровода
Высокоомные сопротивления и делители напряжения  - измерение высокого напряжения
Электростатические вольтметры
Измерение действующих значений переменных напряжений - добавочные сопротивления и делители напряжения
Измерение действующих значений переменных напряжений - индуктивные трансформаторы напряжения
Измерение амплитуд импульсных, переменных и постоянных высоких напряжений шаровым разрядником
Измерение амплитуд высоких переменных и импульсных напряжений
Измерение амплитуд напряжения по Хубу и Фортескье
Измерение амплитуд - пик-вольтметры для переменного напряжения
Измерение амплитуд - импульсные пик-вольтметры
Измерения роторными и генерирующими вольтметрами
Измерение электростатических зарядов
Измерение больших быстропеременных токов электроннолучевым осциллографом
Чувствительность, образцовый конденсатор
Паразитные емкости и экранирование
Нуль-индикаторы
Измерение емкости и tg дельта у заземленных объектов
 Измерение частичных разрядов
Испытуемый объект с распределенными параметрами
Приборы для измерения величин частичных разрядов с помощью четырехполюсника связи
Другие способы измерения частичных разрядов

25. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ И tgδ У ЗАЗЕМЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

а) Измерения мостом Шеринга

В целях безопасности у моста Шеринга одна точка заземляется. Для этого чаще всего выбирают узловую точку, соединенную с источником питания, причем ту, которая отделена от пулевой ветви меньшим полным сопротивлением (с целью уменьшения напряжения помех).

Рис. 166. «Перевернутый» мост Шеринга для испытуемых объектов с односторонне заземленной обкладкой (заземлена вершина моста С).
При измерении значений tgδ у односторонне заземленных испытуемых объектов, например у заложенных в грунт кабелей, можно применить «перевернутый» мост Шеринга, предложенный Борманом и Зейлером [Л. 356] (рис. 166). Мост в кожухе устанавливают в клетке Фарадея, и он находится под высоким напряжением. Уравновешивающие элементы моста должны обслуживаться с помощью изоляционной штанги или измеряемый объект нужно помещать внутри клетки и производить там уравновешивание обычным способом. Образцовый конденсатор находится под полным напряжением и устанавливается на изолирующей подставке.


Рис. 167. Мост Шеринга для испытуемых объектов с односторонне заземленной обкладкой (заземлена вершина моста 4).
Сэ, Сз — паразитные емкости по отношению к земле.
Другая схема, также предложенная Борманом и Зейлером [Л. 356], предусматривает заземление вершины моста А (рис. 167). В этой схеме емкость С3 по отношению к земле высоковольтной стороны питающего трансформатора (емкость обмотки, проходного изолятора, коронирующих подводящих проводов), имеющая потери, оказывается подключенной параллельно испытуемому объекту. Поэтому сначала при отключенном испытуемом объекте определяют емкость Сз и ее tg δз, а затем еще раз уравновешивают мост при подключенном испытуемом объекте. Действительные значения C1 и tgδ1 определяются по измеренным во втором случае величинам С'1 и tg δ'1:

• Точность измерения сильно снижается, если общие C'1 и tgδ'1 в основном определяются емкостью по отношению к земле Сз.
У универсального моста для измерения емкости и tgδ по Полеку [Л. 349, 350] предусмотрен дополнительный прибор, с помощью которого производят уравновешивание при отключенном испытуемом объекте. В этом случае после основного уравновешивания не требуется производить пересчет для исключения влияния паразитной емкости С3.
Паразитная емкость Сз, параллельная третьему плечу, должна быть учтена, если угловая погрешность, равная R3wС3, соизмерима с требуемой точностью. У универсального моста для измерения емкости и tgδ эта угловая погрешность компенсируется описанным в §24, в уравновешиванием емкости.

б)       М-схема

В схеме, предложенной Шерингом и Поттхоффом (рис. 168) [Л. 357, 358], предусматриваются высоковольтные катушки с постоянной взаимоиндуктивностью M1 и низковольтные катушки с регулируемой взаимоиндуктивностью М2. Во вторичных катушках (высоковольтной и низковольтной) индуктируются напряжения, которые сдвинуты на 90° по отношению к зарядным токам конденсаторов C1 и С2, а между собой на угол δ1. Уравновешивание по величине производится взаимоиндуктивностью М2, а по углу диэлектрических потерь—сопротивлением R4. В уравновешенном состоянии моста справедливы уравнения

При сравнении результатов, полученных на M-схеме, с результатами измерения мостом Шеринга нужно емкость С1 пересчитать, так как M-схема измеряет емкости с потерями по параллельной схеме замещения. При точных измерениях tgδ1 к полученному значению tgδ1 следует прибавить поправочный член порядка 5-10-4, учитывающий угловые погрешности взаимоиндуктивностей и потери на вихревые токи в катушках и экранах. При установке моста следует обратить особое внимание на то, чтобы не было внешних полей рассеяния, так как взаимоиндуктивности, выполненные в виде катушек без сердечника, очень чувствительны к ним.

в)             Измерение tg δ способом затухающего колебания

В схеме, описанной в [Л. 360, 361], подлежащий исследованию конденсатор заряжается от источника высокого напряжения малой мощности (рис. 169).
1

Рис. 168. M-схема по Шерингу и Поттхоффу для испытуемых объектов с односторонне заземленной обкладкой.


Рис. 169. Измерение tg δ по способу затухающего колебания.
Ct—односторонне заземленный измеряемый объект; L — разрядная катушка с малыми потерями; Ro, Со — искусственная схема для получения упрощенного более точного отсчета.

После окончания процесса заряда конденсатор C1 разряжается на индуктивность с малыми потерями (L). По логарифмическому декременту затухания колебания можно определить тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора по формуле    ·где λ=1ηΑ1/Α2 — логарифмический декремент затухания колебания, равный натуральному логарифму отношения двух амплитудных значений колебания, сдвинутых друг относительно друга на период, a tgδL = R'wL, причем R' — активное сопротивление катушки, измеренное на переменном токе.

 Значение tgδ, определенное описанным способом, можно сравнить с результатами измерения мостом Шеринга. При этом следует иметь в виду, что из-за сравнительно малого промежутка времени измерения результат измерения по этому методу искажается зависимостью tgδ от времени, под которой понимается не тепловой эффект, достигаемый за длительный промежуток времени, а абсорбционная зависимость tgδ, проявляющаяся в течение долей секунды. Кроме того, частота колебаний почти всегда отличается от 50 Гц, что при явно выраженной частотной зависимости tgδ искажает результат. При внесении соответствующих поправок и проведении описанных перерасчетов способ затухающего колебания представляется перспективным в приложении к измерению параметров технических конденсаторов. Этот способ имеет еще и то преимущество, что для него нужен источник испытательного напряжения малой мощности. Поэтому способ затухающего колебания рекомендуется в первую очередь для измерения
tgδ у заложенных в грунт кабелей, где испытуемый объект заземляется с одной стороны и для его заряда необходима большая мощность.



 
« Из истории развития электроэнергетики СССР   Инструментальное хозяйство монтажного управления »
электрические сети