Способ исключения погрешности, вызываемой сильными внешними электромагнитными и электростатическими полями, при измерении угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтной аппаратуры

Способ исключения погрешности, вызываемой сильными внешними электромагнитными и электростатическими полями, при измерении угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтной аппаратуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Pfo 1 О ЗДРАВ

Класс 21е, 37ез

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

M. В. Левшин

СПОСОБ ИСКЛ1ОЧЕНИЯ ПОГPELUHGCTN, ВЫЗЫВАЕМОЙ СИЛЬНЫМИ

ВНЕШНИМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ, ЯРи измеРении глА диэлектРических потеРь изоляции

Высоковольтнои АппАРАтюРы заяе.;ено 25 иекаэря 1954 т. аа Х > 7694/452531 е Мини"те,аетез ааеитпа"танций CCCP

Измерение диэлектрических потерь изоляции высоковольтной аппаратуры в распределительных устройствах иногда бывает затруднено из-за наличия сильных электрических влияний токсведущих частей на измерительные схемы.

Применяемый в настоящее время метод вычисления tgc> (при наличии указанных влияний) как среднего арифметического значения из двух измерений, произведенных при фазах испытательного напряжения, отличных друг от друга на 180, бывает пе ьсегда эффективным. При определенных фазах и достаточной величине влияющего напряжения измерение угла диэлектрических потерь этим

i .åTîäoì дает большие погрешности, недопустимые при измерениях. Иногда определение tgB вообще становится невозможным.

Величина индуктированного напряжения на каком-нибудь объекте, находящемся в зоне электростатических влияний, зависит от величины полного сопротивления этого объекта, расстояния от объекта до влияющей шины и от месторасположения его во влияюц1ем поле. Влияния усиливаются при уменьшении емкости объекта, приближении объекта к источнику влияния и при увеличении влия|сщего напряжения. Фаза индуктированного напряжения зависит ст фазы влияющего напряжения и месторасположения во влияющем поле.

Электромагнитные влияния возникают там, где существует магнитное поле. Ввиду геометрическогс смещения друг относительно друга отдельных фаз влияющего тока в некоторых местах возникает нескомпенсированное магнитное поле. Если в этом месте находится проводник, то в нем может возникнуть продольная э.д.с., величина которой пропорциональна длине проводника и интенсивности магнитного поля. Фаза продольной э.д.с. зависит от фазы влияющего поля.

При измерении tg6 изоляции в распределительных устройствах иногда приходится сталкиваться только с электростатическим или электромагнитным влияниями, а иногда с теми и други ми в м ест е.

Наиболее распространенным методом измерения tgh изоляции при наличии электрических влияний является метод моста с использованием «пеX 103486 — 2—

z4 — 
Рз=, Z< —, Rд тр л. + тр

Рз з, Z.<+ Rд

Обозначим (3) (4) з (4. - - Лд) изт

Рз+ Z1-,— Р, Ток влияния через гальванометр —, подключенныи к измерительИ

Rg ному плечу моста, равен

1 вл Iii,ii + 1вз4 но, учитывая, что 1„„((I...„äëÿ анализа работы моста можно считать, что ток, протекающий через гальванометр только под действием влияния, равен 1„„.

При определении 1„з и l„, пренебрегаем сопротивлением измерительных плеч моста, так как Z„,„((Z „а тем более Z„,„(Л + Z, реверну.той" схемы измерения, показанной на фиг. 1.

На фиг. 2 представлены диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа.

На фиг. 1 обозначено:

U — индуктированное на объекте напряжение электростатических влияний;

E — продольная э.д. с. электромагнитных влиянии;

I„и 1„,— токи через диэлектрик с сопротивлением У„и эта лонную емкость С только под действием испы тательного напряжения, вях моста, обусловленные только электрическими влияниями. - = (,-".„+,,;,,„)

U(E — Z, Z.+Z, ®

Условием равновесия моста является равенство напряжений

U3 = 11„ г (1, где: U,=I„R,+(-+Е з (Rд- + Е,)

+,; (5)

+ т.р R3+ 1 Я < Z4 тр

+ 1 " . (6) .-+ Zinр ) Рз + Zg —, RÄ

U, — U. = (I„R. — lÄ Z,) + 1-1.з (7)

Здесь Л U„, = ——

/ U( в

E R з

+,, (8)

z,.+z, д,+л,+z.„

Из условия равновесия моста и равенства (7) можно получить выражение для анализа измерений

tg о при наличии влияний

I„.R, + Л У„= 1, Z, или

L,„. + Л U„= U,, (9)

Этот анализ нагляднее провести по векторной диаграмме равновесия моста. показанной на фиг. 2, для случая отсутствия влияний (tg5„„,==tgo „-,,) и на фиг. 3 — при налиНа фиг. 4 и 5 представлены диаграммы измерения tg o oизоляции при наличии влияний (при tg 6ÄÄ, ( (tg Од -, в) — фиг. 4 и при „Отрицательном" tgo (фиг. 5).

Из этих векто рных диаграмм видно, что при определенной фазе и величине Л У„получается „отрицательный" tg o. Измерение в этом случае можно произвести только с помощью моста, имею щего специальное устройство для измерения отрицательных tg o.

При достаточно сильных влияниях и определенной фазе h. U„ измерение tg5, как tg8, =

tg oI + 1д вз становится очень

Л 103456 неточным. Это объясняется на векторной диаграмме измерения среднеарифметического значения tg 4 (фиг. 6). При малых углах можно считать tg o = o и, следовательно, при первом измерении получается

tg o> о,.

При втором измерении меняют фазу питающего напряжения на

180, фаза же влияющего напряжения остается прежней.

При этом измеряют tg o„о2.

Из векторной диаграммы следует: о,=о+ Ло, и о„=о — Ao,, Из геометрических построений ясно, что Ао (Ло., "1+ "г

o = — - =.o р

Следовательно, в данном случае измеренный tg o бу дет меньше действительного. B других случаях

tgО, может быть больше tgo действйтельного.

Иногда погрешности при измерениях становятся очень большими и измерение не дает истинной характеристики состояния изоляции.

Если же, U окажется в фазе или в противофазе с Л У„, то, как видно из векторной диаграммы фиг. 7, измеряется действительной tg 8.

На этом принципе и основан предлагаемый способ измерения

tg o изоляции при наличии сильных электрических влияний.

При измерении фазы испытательного напряжения меняется фаза тока, проходящего через диэл е к три к.

При определенной фазе испытательного напряжения Л У„и U оказываются в противофазе. В этом случае можно произвести достаточно точное измерение tg o, как

to rJ) + tet 09

tg cp

Настройка моста производится в соответствии с изобретением перед измерением при пониженном напряжении, например путем шунтирования плеча Z В этом случае, как это видно из фиг. 1, Л L n, ==- Ь.„„; U, = О.

Гальванометр реагирует на

Ширина световой полосы гальванометра оказывается наименьшей, когда U.„, и U,,„áóäóò в противофазе, т. е. будет иметь место

L = U,„— U„„.

Настройку необходимо вести при достаточно малом напряжении; еще лучше добиваться, чтобы

U.,„= U.„,.

В этом случае настройка определяется по полному схождению световой полосы. После настройки необходимо расшунтировать Z u уже на высоком испытательном напряжении производить измерение tgo.

При этом ни в коем случае не следует менять фазу испытательного напряжения. На разных объектах настройку необходимо повторить, так как меняется фаза

U,,- (в связи с изменением tgo) и

Л (/

При подъеме напряжения до испытательного настройка несколько нарушается. Л U„, не совсем оказывается в противофазе с U.,x, за счет чего и получаются основные погрешности измерения предложенным способом.

При расшунтировании Z и измерении tg 5 меняется величина сопротивлений измерительных ветвей, что влечет за собой изменение фазы Л У „ так как

U)

1., вл

jurnp i изм

Из-за указанных факторов погрешность в измерении этим мостом получается порядка 5,.

Предмет изобретения

Способ исключения погрешности, вызываемой сильными внешними электромагнитными и электростатическими полями, при измерении угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтной аппаратуры при помощи моста переменного тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перед измерением при пониженном напряжении питания изменяют фазу этого напряжения до получения минимального отклонения индикатора, подклюФиг. 1 иста ник 1лияиаа!

Uvcn

7 тр!!

in сЕть..,3

Фли г! ус

v;! ! х +;.— —, / ченного к измерительному плечу моста с тем, чтобы создать угловой сдвиг 180 между измеряемым током и током, создаваемым указанными внешними полями.

Фиг. 6

Uucrs

Фиг. 7

Uucn

Отв. редактор Е. П. Калязин

Стаидартгиз. Подп, в печ. 11/11 1957 г. Объем 0,375 .и, л. Тираж 400. Цена 75 коп.

Типография изд-ва «Московская правда.>, Потаповскими пер., 3, Зак. 5775