Применяются для контроля изоляции под рабочим напряжением. Основой измерительных схем являются выпускаемые промышленностью мосты типа Р5026.
Рис. 8.3. Схема преобразователя с компенсированным трансформатором
Рис. 8.4. Структурная схема селективного милливольтметра
Рис. 8.5. Мостовое измерительное устройство с внешним образцовым конденсатором
В схеме измерений с образцовым конденсатором (см. рис. 3.8,а) необходимо использование шунта плеча R3, однако в мосте Р5026 при переходе на измерения со встроенным образцовым конденсатором шунт плеча R3 отключается. Необходима установка внешнего образцового конденсатора.
В качестве образцового (рис. 8.5) может быть применен герметизированный слюдяной конденсатор в металлическом корпусе (типа ССГ, КСГ и т.п.) или аналогичный ему по стабильности характеристик (при tgδ0 < 1 · 10-4). Номинальное напряжение не менее 500 В. Для обеспечения необходимой чувствительности следует взять конденсатор емкостью не менее 1000 пФ. Конструкция узла образцового конденсатора должна предусматривать обязательную экранировку цепей присоединения к мосту. Экраном самого образцового конденсатора служит его металлический корпус. Мост включается для измерений по прямой схеме на высоком напряжении. Положения переключателя моста А1 или А2, в зависимости от требуемого диапазона измерений емкости объекта. Предпочтительней использование предела А2, так как входное сопротивление моста при этом мало (порядка 15 Ом) и погрешностью от его шунтирования резисторами устройства присоединения можно пренебречь.
Для выбора предела измерений моста могут быть использованы следующие данные:
Пределы измерений моста......................... | А1 | А2 |
Диапазон контролируемых емкостей объектов, пФ, при номинальном напряжении сети, кВ: |
|
|
110........................................................ | 10-1100 | 700-11000 |
220 ....................................................... | 10-550 | 350-5500 |
330 ....................................................... | 10-370 | 230-3700 |
500 ....................................................... | 10-250 | 150-2500 |
750 ....................................................... | 10-160 | 100-1600 |
Расчет проведен по формулам табл. 3.1, данные округлены. Принято, что сопротивление плеча моста изменяется в пределах от 10 Ом до 20 кОм, R'3, = 15,9 Ом, Щ = 3183 Ом (N = 1), а С0 = 1000 пФ. Выходное сопротивление устройства присоединения 1 кОм. В качестве трансформатора TL применен трансформатор напряжения НОС-0,5-380/100.
При определении отрицательного значения tgδ емкость С4 в мосте присоединена к плечу R3. Поэтому наибольшее отрицательное значение tgδ, которое может быть измерено мостовой схемой, зависит от емкости объекта, определяющей величину R3.
С учетом соотношений в мостовой схеме (табл. 3.1)
Для оценки пределов измерения отрицательных значений tgδ могут быть использованы следующие данные:
Емкость объекта, пФ....................... Наибольшее отрицательное значение tgδ · 10-2, которое можно измерить при номинальном напряжении сети, кВ: | 250 | 500 | 750 | 1000 |
(предел А1) 110......................... | 1,4 | 0,7 | 0,47 | 0,35 |
(предел А2) 110......................... | 1,3 | 6,5 | 4,3 | 3,25 |
220 .......................... | 6,5 | 3,25 | 2,15 | 1,65 |
330 .......................... | 4,3 | 2,15 | 1,43 | 1,0 |
500 .......................... | 2,4 | 1,2 | 0,8 | 0,6 |
750 .......................... | 1,9 | 0,95 | 0,63 | 0,47 |
Наибольшие возможные отрицательные значения tgδ, которые можно измерить мостовой установкой на пределе А1, малы; иногда мост нельзя будет сбалансировать. В этом случае целесообразно ввести в цепь питания трансформатора TL фазовращатель (конденсатор, включенный параллельно вторичной обмотке, и резистор в первичной цепи). Значения этих элементов при наладке схемы измерений выбираются так, чтобы при контроле всех объектов измеренное значение tgδ было положительным. При измерениях на пределе А2 мост, как правило, можно сбалансировать. В случае необходимости можно также использовать фазовращатель.
В схеме сравнения двух объектов (см. рис. 3.8, б) возможны случаи, когда tgδ0 будет больше tgδx. При этом целесообразно менять точки подключения объектов к мосту (вместо ”СХ” к ”С0” и наоборот) или же измерять отрицательное значение tgδ.
При измерении отрицательных значений tg6 получаем - tg (δХ -
поэтому диапазон измеряемых значений - tgδ
будет меньше указанного в паспорте моста. Отношение R3ui/R4 = 2,4 х 10~2. По паспорту моста Р5026 наибольшее измеряемое значение tgδ= 1, следовательно, наибольшее измеряемое отрицательное значение - tg (δχ - δ0) = 2,4 · 10-2. Для схемы сравнения однотипных объектов этого достаточно.
