---

ПРИМЕЧАНИЕ  При измерениях ЧР в больших силовых конденсаторах могут также иметься проблемы при достижении желательной чувствительности измерения.

C.4 Локализация разрядов

Для обнаружения частичных разрядов в испытываемых объектах с распределенными элементами могут использоваться различные методы. Некоторые из этих методов основаны на одновременных измерениях на двух или более выводах испытываемого объекта. Могут также применяться неэлектрические методы, которые обсуждаются в приложении F.

ПРИЛОЖЕНИЕ D

(Справочное)

Применение измерителей радиопомех для обнаружения

частичных разрядов

Приборы такого типа, определяемые Международным Специальным Комитетом по Радиопомехам (CISPR) Международной Электротехнической комиссии или подобными организациями, находятся в общем использовании. Эти приборы, часто способные измерять "напряжения радиопомех, токи и поля" в пределах большого диапазона частот (смотри CISPR 16-1:1993), основаны на различных обработках входных величин. Однако, в пределах этого стандарта, выражение "измеритель радиопомех" применяется только для определенных радиопомех измерительного оборудования, которые установлены полосой частот от 150 кГц до 30 МГц (полоса B), и которые соответствуют требованиям для квазипикового измеряющего приемника.

Ответный сигнал таких измерителей радиопомех на импульсы входного напряжения очень короткой продолжительности определяется, в первую очередь, самой четкой полной избирательностью полосы пропускания, то есть характеристиками полосы пропускания фильтра с шириной диапазона f, которая не зависит от средней частоты f_m. Затем эти ответные сигналы уравновешиваются квазипиковой измерительной схемой с нормированной постоянной времени электрического заряда ₁, постоянной времени затухания электрического заряда ₂ и выходным вольтметром, который для обычных приборов представляет собой критически демпфированную катушку подвижного типа, и имеющий механическую постоянную времени ₃. Современная аппаратура обеспечивает эквивалентные показания, основанные на сложных электронных схемах.

Вследствие того, что входное сопротивление постоянное и исключительно омическое, следовательно, характеристика таких приборов делает их способными реагировать, в основном, на заряд входных импульсов тока очень короткой продолжительности, амплитуда спектра частоты которых является постоянной для средней частоты f_m, используемой во время измерения. Благодаря квазипиковой измерительной схеме этого прибора, импульсы, имеющие тот же самый заряд, но различную частоту следования импульсов, приведут к различным показаниям прибора.

Для очень коротких и регулярно повторяющихся импульсов входного тока, каждый зарядом q, показание U_RDV дается как:

где

N - частота повторения импульсов;

f(N) - нелинейная функция от N (смотри рисунок D.1);

f - ширина диапазона прибора (при 6 дБ);

Z_m - значение исключительно омического измерительного входного сопротивления прибора;

k_i - масштабный коэффициент для прибора (= q/U_RDV).

Частота повторения импульсов N - не эквивалентна частоте следования импульсов n.

Измеритель радиопомех, если он сконструирован как квазипиковый вольтметр и нормирован для полосы частот В (от 0,15 МГц до 30 МГц), будет иметь ширину диапазона f 9 кГц при 6 дБ и постоянные времени ₁ = 1 мс, ₂ = 160 мс и ₃ = 160 мс.

Для этого прибора, короткие и постоянные импульсы 0,16мкВс, приложенные к прибору с неизменной частотой повторения N 100 импульсов за секунду, должны давать такое же показание, что и синусоида  1000 мкВ (действующее значение) при частоте настройки. Изменение показаний от N для этих приборов показано на рисунке D.1. Количественно, эти приборы считывают 1мкВ для Z_m = 60 , N = 100 и q = 3 пКл.

ПРИМЕЧАНИЕ  Обычно нет соответствующего переводного коэффициента между показаниями напряжения радиопомех, измеренными соответствующим квазипиковым измерителем, и кажущимся зарядом.

Если измерители радиопомех квазипикового типа используются для измерения ЧР, соединительное устройство, как определено в 4.3.2, должно использоваться в комбинации с этим прибором. Следовательно, он должен быть отградуирован и проверен в фактической схеме, используя калибраторы частичных разрядов, согласно разделу 5. Рекомендуется, чтобы это было выполнено путем подачи регулярно повторяющихся импульсов q₀, имеющих частоту повторения импульсов N, равную приблизительно двойной частоте испытательного напряжения.

Это позволяет прибору дать аппроксимацию значения кажущегося заряда во время фактического испытания близко к напряжению возникновения разрядов, когда число импульсов за цикл мало. Величина кажущегося заряда при этих условиях приблизительно равна q₀, умноженному на отношение показания прибора во время испытания к его показанию во время калибровки. Это отношение также применяется в ограниченном диапазоне частот следования импульсов, когда изменение показаний, благодаря коэффициенту f(N) мало.

Е
сли какие-либо измерения выполняются измерителем радиопомех, протоколы испытаний должны включать показания, полученные в микровольтах, и определенный эквивалентный кажущийся заряд в пикокулонах вместе с соответствующей информацией относительно определения масштабного коэффициента.

Рисунок D.1  Изменение показаний измерителя радиопомех CISPR f(N) в

зависимости от частоты повторения N для неизменных импульсов

ПРИЛОЖЕНИЕ E

( Справочное)

Руководство по цифровому распознаванию измеренных величин частичных разрядов

E.1 Общие положения

Главная цель применения цифровых методов к измерениям ЧР основана на регистрации импульса ЧР, определенного количественно, по крайней мере, кажущегося заряда q_i и мгновенного значения испытательного напряжения u_i появляющихся в момент времени t_iили для переменных напряжений фазный угол _i внутри цикла напряжения испытательного напряжения. Однако качество используемого оборудования и программного обеспечения может ограничивать точность и разрешение измерения этих параметров, данное приложение обеспечивает рекомендации, которые являются уместными для фиксации и регистрации последовательности разрядов.

Главная цель может подразделяться на две подцели:

• регистрация, хранение и оценка, по крайней мере, одной или более измеренных величин импульсов ЧР;

• последующая обработка зарегистрированных данных, чтобы оценить и показать дополнительные параметры и зависимости (например, статистические данные поведения ЧР в пределах окон времени или на протяжении заданного времени; применение числовых методов для снижения уровня помех; представление результатов графическими дисплеями; оценка параметров, которые могут быть использованы для подробного анализа качества изоляции испытываемого объекта и т.д.).

ПРИМЕЧАНИЕ  Цифровые измерительные системы часто дополняются компьютерами для хранения и оценки измеренных величин импульсов ЧР.

Эта вторая подцель не обсуждена в настоящем стандарте. Однако внимание Технических Комитетов привлекается к этим возможностям.

В случае анализа поведения во времени измеренных величин ЧР, может применяться сжатие зарегистрированных данных. Для этой цели могут использоваться различные методы сжатия данных. Однако изготовители цифровых систем должны указать принципы, используемые для сжатия данных.

E.2 Инструкции по обработке аналоговых сигналов кажущегося заряда

Главной особенностью цифрового прибора ЧР является способность обрабатывать отдельные ответные сигналы аналоговых приборов для измерения кажущегося заряда. В основном, максимальное значение их ответных сигналов могут быть восприняты как пропорциональные индивидуальному кажущемуся заряду q_i импульса тока ЧР. В то время как для аналоговых приборов эти максимальные значения показываются осциллографами или пиковыми вольтметрами, цифровой измерительный прибор должен производить отбор и хранить, с достаточной точностью, отдельные максимальные значения q_i (и полярности, если возможно) вместе со временем t_i или фазным углом _i. Поскольку форма ответного сигнала строго зависит от характеристик измерительной системы и, в некоторой степени, зависит от формы отдельных импульсов тока ЧР, процедура обработки должна быть подходящей для формы ответных сигналов, чтобы можно было распознавать (положительное или отрицательное) максимальное значение, которое может быть принято пропорциональным отдельному заряду q_i в результате ЧР.

Чтобы продемонстрировать эту проблему, на рисунке E.1 показаны три сигнала выходного напряжения, вызванные двумя последовательными явлениями частичных разрядов. Рисунки E.1а и E.1b показывают выходные сигналы типичной широкополосной измерительной системы, частотные характеристики которой приведены в названии рисунка. Выходные сигналы на рисунке E.1с типичны для простой узкополосной измерительной системы с f = 10 кГц и f_m = 75 кГц, для которой ответный сигнал почти симметричен относительно базовой линии напряжения. Хотя ни на один из трех ответных сигналов еще значительно не повлияла ошибка наложения, то есть время разрешения T_r все еще соответствует обоим приборам, правильная оценка величины первого пика и полярности становится затруднительной, так как присутствуют отдельные пики сигнала с различной полярностью. Для широкополосной системы, этот первый пик часто используются, чтобы определить и q, и полярность импульса тока частичного разряда. Для узкополосного ответного сигнала на рисунке E.1с, информация о полярности обычно неопределенная, и самый большой пик ответного сигнала является наилучшим измерением q. Однако для обеих систем только одно амплитудное значение (или q_i) должны быть отобрано и зарегистрировано как значение кажущегося заряда в пределах времени разрешения импульса T_r измерительной системы.

Рисунки E.1а и E.1b демонстрируют проблему, с которой иногда сталкиваются широкополосные измерительные системы: длительность и форма входного тока импульса ЧР, на который влияют механизм разряда и конструкция испытываемого объекта, может быть такой, что второй пик ответного сигнала имеет большую величину, чем первый пик. Следовательно, распознавание полярности также как и правильная фиксация первой пиковой амплитуды затруднительна в таких ситуациях, и ответный сигнал приборов ЧР отдельных изготовителей будет зависеть от их конструкции. Изготовители цифровых приборов ЧР должны указать принцип, используемый для приема, отбора и регистрации правильных величин и полярности. Изготовитель должен также продемонстрировать соответствующие функции приборов специальными методиками испытаний.

E.3 Рекомендации по регистрации испытательного напряжения,

фазного угла _iи времени t_iпоявления импульса ЧР

Чтобы установить форму испытательного напряжения промышленной частоты u(t), цифровой измерительный прибор должен выбирать испытательное напряжение, по крайней мере, в течение тех интервалов времени, в течение которых регистрируются значения q_i. Однако рекомендован непрерывный выбор каждого периода испытательного напряжения.

Так как фаза _i или момент времени t_i систем переменного напряжения должны быть определены количественно со ссылкой на местонахождение положительного прохождения через нуль испытательного напряжения u(t), необходимо, чтобы измерительная система давала истинное представление о фазе испытательного напряжения.

Если отклонение мгновенного значения испытательного напряжения, отсчитанного цифровым прибором частичных разрядов, от мгновенного значения, отсчитанного рекомендуемой измерительной системой меньше, чем 5 % максимального значения напряжения, то цифровой измерительный прибор также считается пригодным регистрировать фазу испытательного напряжения. Должны применяться соответствующие масштабные коэффициенты для двух измерительных систем напряжений. Рекомендуемая измерительная система должна состоять из подходящего прибора, подсоединенного к низковольтному плечу делителя напряжения, утвержденного в соответствии с МЭК 60060-2 для переменного напряжения. Должно быть независимо продемонстрировано, что рекомендуемая измерительная система имеет фазную ошибку менее 5 градусов.

Для выбора испытательного напряжения рекомендуется номинальное разрешение, по крайней мере, 8 бит. Интенсивность замеров выбора должна быть, по крайней мере, 100 выборок за цикл испытательного напряжения промышленной частоты или 4000 выборок в секунду для испытательного напряжения постоянного тока. Так как рекомендуется периодическое осуществление выборки, может использоваться интерполяция, чтобы определить значение испытательного напряжения u_i, которое встречается в определенные моменты времени t_i между выборками.