измерительным прибором с делителем напряжения;
шаровым измерительным разрядником.
Измерение значения напряжения срезанных грозовых импульсов, а также измерение временных параметров импульсов следует проводить измерительным прибором с делителем напряжения.
3. Требования к измерительным системам и допускаемые погрешности
Требования по п. 4.1 считаются выполненными, если измерительная система удовлетворяет общим требованиям соответствующих пунктов разд. 1 и требованиям пи. 4.3.2—4.3.7.
Коэффициент деления делителя должен быть стабилен и определен с погрешностью не более 1 %.
Масштабный коэффициент измерительного прибора (включая аттенюаторы, усилители, соединительные и согласующие элементы) должен быть стабилен и определен с погрешностью не более 2 %.
Временная шкала осциллографа должна быть стабильна и определена с погрешностью не более 2 %.
Масштабный коэффициент прибора для измерения времени должен быть
с
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
табилен и определен с погрешностью не более 3%.Входное сопротивление измерительного прибора должно быть таким, чтобы при подключении измерительного прибора к делителю емкостного типа изменение коэффициента деления не превышало 1 % к моменту времени, когда измеряемое импульсное напряжение достигает своего максимального значения. Изменение коэффициента деления не должно также превышать 5 % к моменту времени, когда измеряемое импульсное напряжение понизилось до половины максимального значения.
Требуемое значение времени реакции измерительной системы в зависимости от вида измеряемого импульсного напряжения приведено в табл. 1.
П
Таблица 1
|
Измеряемое импульсное напряжение |
Требуемое значение времени реакции Т, мкс |
1 п |
Т < 0,2 |7] < 0,05Гс и |7] < 0,2 |7] <0,05^^ |7]<О,ОЗГП |
Грозовой импульс с нелинейным фронтом условно заменяется несколькими отрезками прямых линий, воспроизводящими форму фронта импульса. Если при срезе последний отрезок прямой линии перекрывает не менее 10% фронта импульса, наклон S, этой линии вместе с измеренным максимальным значением Um3X используется для определения требований к времени реакции 7.
Определение 7, и 7.. по ГОСТ 1516.2.
Время начального искажения То, определяемое по и. 3.7 приложения 4, не должно превышать 0.0057', .
При измерении искажений, вызванных незавершенными разрядами во время коммутационных импульсов, время реакции измерительной системы должно быть меньше указанного в табл. 1.
Реакция на ступенчатый импульс должна достигнуть практически установившегося значения к моменту времени, при котором определяются параметры измеряемых импульсов напряжений.
4. Определение динамической погрешности, введение поправок
Динамическая погрешность может быть определена применением интеграла Дюамеля для заданной формы измеряемого напряжения на входе измерительной системы и ее реакции на ступенчатый импульс, полученной в соответствии с приложением 4.
Если при измерении срезанного на фронте грозового импульса измерительная система не удовлетворяет требованиям и. 4.3.7, а реакция на ступенчатый импульс к моменту среза успевает принять практически установившееся значение, допускается введение приближенной поправки для измеряемого испытательного напряжения
U=Um+ SLT, (1)
где U — измеряемое максимальное значение импульсного напряжения с учетом поправки, кВ;
ииз— измеренное максимальное значение импульсного напряжения, кВ;
SL —скорость нарастания измеренного напряжения, которая для импульсов с нелинейным фронтом определяется в соответствии с и. 4.3.7, кВ/мкс.
Применение поправки допускается только в том случае, если она не превышает 20 % измеряемого напряжения. Погрешность определения поправки должна быть учтена при оценке погрешности измерения.
При определении искажений формы импульсного напряжения, вызванных наложенными колебаниями, не требуется введения поправок, если:
выполнены требования и. 4.3.7;
частичное время реакции Та, определяемое по п. 3.4 приложения 4, не превышает значений, вычисляемых по формуле
где Та— частичное время реакции, мкс;
, с ,
/_ях = — максимальная частота колебании схемы высокого
тах 4(//.,+//J
напряжения, МГц;
с = 300 м/мкс — скорость распространения электромагнитных волн в воздухе;
Hg— высота используемой части импульсного генератора, м;
Нс— высота фронтового конденсатора, м.
измеряемая частота колебаний f не превышает значений, вычисляемых по формуле
где f— частота колебаний, МГц;
Т,, — частичное время реакции, мкс.
Если при измерении апериодического импульса с наложенными колебаниями измерительная система не отвечает требованиям и. 4.4.3, то оценка амплитуды колебания выполняется умножением измеренной амплитуды колебания на коэффициент а, который вычисляется по формуле
а = 71 + (2л/Га)2 . (4)
Применение поправки допускается при ос < 5.
Примечание. Если реакция на ступенчатый импульс имеет значительные резонансные колебания, то а берется равным единице для частот ниже и в пределах диапазона резонансных частот. Для частот выше этого диапазона следует пользоваться формулой (4).
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ШАРОВЫМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ РАЗРЯДНИКАМИ
5Л.Общие указания
Шаровые измерительные разрядники используются для измерения:
постоянного напряжения;
а
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
мплитуды переменного напряжения частотой, не более 400 Гц;максимального значения полного стандартного грозового импульса;
максимального значения полного стандартного коммутационного импульса.
Значения разрядных напряжений указанной формы от 2,8 до 2350 кВ в зависимости от расстояния между шарами с диаметром от 2 до 200 см приведены в табл. 1—2 приложения 6.
Для измерений напряжения должны применяться шаровые измерительные разрядники вертикального или горизонтального типов с диаметрами шаров 2; 5; 6,25; 10; 12,5; 15; 25; 50; 75; 100; 150; 200 см.
Допускается использование шаровых измерительных разрядников с диаметром шаров 250 и 300 см, если для них установлены с требуемой в и. 5.3 точностью зависимости разрядного напряжения от расстояния между шарами.
Шаровые измерительные разрядники должны быть выполнены в соответствии с требованиями приложения 7. Они должны быть снабжены документацией с описанием и инструкцией по их использованию.
В документации должны быть приведены:
основные конструктивные особенности шарового измерительного разрядника;
таблицы или график зависимости разрядного напряжения от расстояния между шарами;
погрешность определения расстояния между шарами по дистанционному указателю (согласно методике предприятия, производящего измерения);
скорость перемещения шара (для шаров с электродвигательным приводом).
Предельные размеры основных элементов вертикального и горизонтального шаровых измерительных разрядников и расстояния до заземленных объектов указаны на черт. 1—2.
Шаровой измерительный разрядник должен быть установлен над горизонтальной заземленной поверхностью, например проводящей сеткой в полу лаборатории или проводящей поверхностью стола. Расстояние А от точки Р (черт. 1—2) на шаре высокого напряжения до заземленной плоскости должно соответствовать размерам, указанным в табл. 2. Это указание относится к вертикальным и горизонтальным шаровым измерительным разрядникам.
Если шаровой измерительный разрядник устанавливается так, что заземленный шар располагается ближе к потолку, и если другие поверхности, например стены и пол, удалены на более значительное расстояние, то потолок может рассматриваться как горизонтальная плоскость, от которой следует выдержать расстояние А.
Таблица 2
|
D, см |
А наименьшее |
А наибольшее |
R наименьшее |
|
До 6,25 |
1D |
9D |
14S1 |
|
от 10 до 15 |
6D |
87? |
12S1 |
|
25 |
5D |
77? |
IQS' |
|
50 |
W |
6D |
8.S' |
|
75 |
W |
6D |
8.S' |
|
100 |
3,57? |
5D |
IS |
|
150 |
3D |
47? |
6S |
|
200 |
3D |
47? |
6S |
Примечание, Для шаровых измерительных разрядников с шарами диаметром 150 и 200 см,
при отсутствии технической возможности выдержать расстояние А > 65 по табл. 2 при наибольшем раздвижении шаров, допускается при S > 0,57? ограничить это расстояние условием R > 3D при этом точность измерения снижается.
Расстояния от точки Р шара высокого напряжения до заземленных поверхностей, частей здания и всех видов оборудования (стен, потолков, баков трансформаторов, импульсных генераторов, вводов и других объектов), а также до основания шарового измерительного разрядника, если оно выполнено из проводящего материала, должны быть не менее R по табл. 2, но они не должны быть менее 2D независимо от расстояния между шарами.
Шаровой измерительный разрядник должен быть установлен в помещении так, чтобы расстояние от точки Р до одной стены было не менее А, а до остальных стен, — по возможности, более R.
Расстояния до посторонних объектов, находящихся под напряжением и имеющих большие размеры или сильно коронирующих, должны быть, по возможности, больше размеров А, указанных в табл. 2. Это правило не распространяется на опорные рамы для шаров или другие конструкции, выполненные из изоляционного материала, при условии, что они будут сухими и чистыми. Расстояние между точкой А шара высокого напряжения и рамой или изоляционной конструкцией может быть в этом случае меньше А, но оно не должно быть менее 1,67?.
Вертикальный шаровой измерительный разрядник
7 — изоляционная подвеска, диаметр которой не должен быть более 0,57? в пределах зоны А; 2 — стержень, на который насажен шар; 3 — механизм управления и его максимальные размеры; 4 — провод высокого напряжения с последовательно включенным защитным резистором; 5 — экран для выравнивания поля и его максимальный размер; S — расстояние между шарами в свету; А — геометрическая точка на шаре высокого напряжения в месте пересечения его поверхности с осью симметрии шаров; А — расстояние точки А от заземленной плоскости; А — радиус сферы, внутри которой не должны находиться посторонние предметы;
Л
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
’— горизонтальная плоскость, отстоящая от точки Р на расстояние 2D, за которую провод не должен переходить в пределах сферы радиуса R, имеющей центр в точке РЧерт. 1
1
Горизонтальный шаровой разрядник
— изоляционная опора; 2 — стержень, на который насажен шар; 3 — механизм управления и его максимальные размеры; 4 — провод высокого напряжения с последовательно включенным защитным резистором; S — расстояние между шарами в свету; Р — геометрическая точка на шаре высокого напряжения в месте пересечения его поверхности с осью симметрии шаров; А — высота точки Р над заземленной плоскостью; R — радиус сферы, внутри которой не должны находиться посторонние предметы; Л’ — вертикальная плоскость, отстоящая от точки Р на расстоянии 2D, за которую провод не должен переходить в пределах сферы радиуса R. имеющей центр в точке Р.Черт. 2
В зоне разрядов поверхность шаров должна быть очищена от лаков, смазки и других защитных покрытий. Поверхность должна быть чистой и сухой. Если шары вследствие их применения становятся шероховатыми или повреждены точечной коррозией, они должны быть вновь отшлифованы мелкой шлифовальной шкуркой.
При измерении напряжения (и. 5.1.1) ниже 50 кВ шаровыми измерительными разрядниками любого диаметра, а также при измерении напряжения шарами с диаметром 12,5 см и менее, независимо от напряжения, для получения достоверных и устойчивых результатов искровой промежуток должен облучаться радиоактивным препаратом с интенсивностью не менее 0,2 мКи (предпочтительно около 0,6 мКи) или ртутно-кварцевой лампой мощностью не менее 35 Вт при токе не менее 1 А, питающейся предпочтительно от источника постоянного тока.
