Стартовая >> Архив >> Измерения на высоком напряжении

Измерение импульсов высокого напряжения при помощи делителя напряжения и осциллографа - 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

ИЗМЕРЕНИЕ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕДАЧИ
а)        Введение
Испытание электрооборудования на электрическую прочность по отношению к атмосферным и коммутационным перенапряжениям в ТВН производится полными и срезанными импульсами напряжений.

Для определения их амплитудных значений имеются приборы, которые как при полном, так и при срезанном импульсах дают достоверные результаты с точностью около 1%. Измерения производятся или описанным в гл. 3 устройством со стрелочным прибором для измерения амплитудного напряжения, или электроннолучевым импульсным осциллографом, который через делитель напряжения подключается к испытуемой цепи. Последний способ позволяет, помимо измерения амплитудного значения, одновременно наблюдать за формой импульса и тем самым дает возможность сделать заключение, выдерживает ли изоляция испытуемого объекта испытательное напряжение без повреждения. Этот способ полезен также в экспериментальной физике [Л. 59—64]. При измерении амплитуды косоугольных волн оба способа могут давать значительные амплитудные погрешности [Л. 37].
В связи с необходимостью по возможности точного определения параметров косоугольных волн и импульсов с длительностью фронта несколько наносекунд, например в установках с ускорителями [Л. 38—40], к делителям напряжения предъявлены жесткие требования, которые были выполнены в конструкциях, разработанных в последнее время.
Делитель импульсного напряжения должен иметь хорошую характеристику передачи импульсов. Однако это еще не значит, что импульс, записанный на экране осциллографа, соответствует в определенном масштабе действительному импульсу напряжения на высоковольтной стороне. Помимо делителя напряжения, источниками дополнительных погрешностей могут быть подводящие провода, а также цепь от низковольтной отпайки делителя, по которой измеряемый сигнал подается па электроннолучевой осциллограф (Л. 41, 42, 45, 50).
Из-за необходимости соблюдения больших изоляционных расстояний, определяемых высоким напряжением, делитель чаще всего надо подключать не непосредственно, а только при помощи подводящих проводов. Последние при высоких частотах имеют индуктивности, которыми нельзя пренебрегать, кроме того, во избежание переходных колебательных процессов к проводам подключают демпфирующие сопротивления, на которых могут получаться падения напряжений, так что напряжение на испытуемом объекте и напряжение на зажимах делителя не всегда идентичны. При очень быстрых изменениях напряжения соединение между делителем и испытуемым объектом нужно рассматривать как линию с распределенными параметрами (Л. 47). Время задержки у таких проводов оказывает существенное влияние на временную характеристику всего измерительного устройства. Подробные сведения о подводящих проводах, снабженные числовыми примерами, можно найти в (Л. 47)
Поскольку было установлено, что подводящие провода к делителю напряжения существенно влияют на частотно-зависимые характеристики передачи измерительного устройства {Л. 49], принимают меры к тому, чтобы эти провода были по возможности короткими или совсем отсутствовали. Этого можно добиться правильным расположением всех узлов установки.
Для подключения генератора импульсов, испытуемого объекта и делителя напряжения со стороны земли применяют полосы из листового материала и проволочные сетки соответствующей ширины из меди или латуни (Л. 42, 44). При измерениях импульсов в диапазоне наносекунд часто бывает необходимо коаксиальное подключение.
В дальнейшем делитель напряжения вместе с подводящими проводами рассматривается как четырехполюсник, входное напряжение
которого подается между подводящим проводом и землей, а выходное напряжение  снимается с отпайки низкого напряжения делителя (рис. 16). Характеристики передачи такого устройства могут быть определены экспериментально или расчетным путем с использованием математических методов теории систем.
Экспериментальное определение характеристики передачи при высоких частотах производится почти всегда на сравнительно небольшом напряжении. Распространение полученных результатов на высокие напряжения в рабочем режиме производится, исходя из предположения, что конструктивные элементы установки строго линейны. В большинстве случаев, однако, это не так. Явления короны, частичные разряды в конструктивных элементах и тепловые эффекты вызывают более или менее сильно выраженную нелинейность характеристик, которую можно уменьшить выбором материалов с малыми температурными коэффициентами и выполнением конструкции в соответствии с требованиями ТВН.
Ниже приведена методика точного расчета выходного напряжения делителя при заданном напряжении на входе. Однако на практике определение погрешностей делителя напряжения производят в обратном порядке. По известному выходному напряжению, не точно измеренному электроннолучевым осциллографом из-за погрешности, внесенной измерительной цепью, определяют действительное напряжение на входе с учетом этой погрешности. Вполне понятно, что это возможно только в том случае, когда выходное напряжение сравнительно просто выражается аналитически. Обычно для напряжения на входе принимают идеализированную зависимость в виде кривой, получающейся при включении, или в виде косоугольной волны. Кроме того, для точного определения погрешностей нужно быть уверенным в том, что наблюдаемые на экране электроннолучевого осциллографа искажения импульса и его отклонения от идеализированной формы действительно вызваны делителем напряжения и его подводящими проводами, а не токами в оболочке кабеля или другими помехами.

Рис. 16. Делитель импульсного напряжения с подводящими проводами.
L — сосредоточенная индуктивность подводящих проводов; RD — активное демпфирующее сопротивление; Ζ1 и Z2 — высоковольтное и низковольтное полные сопротивления делителя напряжения; u1(0 — регистрируемое напряжение; u'2(0 — напряжение на делителе; u2(t) — напряжение на выходе делителя.



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