Спосіб компенсації струмів впливу при вимірюванні тангенса кута діелектричних втрат

1 Спосіб компенсації струмів впливу при вимірюванні тангенса кута діелектричних втрат, наприклад за допомогою мосту Шерінга, який містить два регулюючих плеча, до одного з котрих під'єднане коло з ІЗОЛЯЦІЄЮ електричної установки, що перевіряється, а до іншого - еталонний конденсатор, при якому міст підключають до джерела випробувальної напруги і роблять вимірювання, який відрізняється тим, що перед вимірюванням відключають джерело випробувальної напруги, наприклад робочу напругу електричної установки, закорочують коло під'єднання джерела випробувальної напруги, приєднують до регульованого плеча мосту Шерінга, до якого під'єднане коло з ІЗОЛЯЦІЄЮ електричної установки, що пе ревіряється, джерело змінного струму промислової частоти, у якого модуль та фазу струму регулюють до тих пір, доки не врівноважується показання нуль-індикатора мосту Шерінга, після чого розмикають коло джерела випробувальної напруги, вмикають випробувальну напругу та здійснюють вимірювання тангенса кута діелектричних втрат 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що у випадку використання еталонного конденсатора без екранів, що захищають від струмів впливу, до регульованого плеча мосту Шерінга, до якого під'єднаний еталонний конденсатор, приєднують шунтувальний ключ та додаткове джерело змінного струму, причому на час регулювання фази та струму джерела змінного струму шунтувальний ключ замикають, а потім перед розмиканням кола джерела випробувальної напруги при розімкнутому шунтувальному ключі здійснюють регулювання фази та струму додаткового джерела змінного струму до тих пір, доки показання нуль-індикатора мосту Шерінга знову не врівноважаться О 00 Винахід відноситься до вимірювальної техніки та може бути використаний для діагностики ізоляції електричних установок безпосередньо на МІСЦІ їх монтажу при наявності струмів впливу Відомий спосіб компенсації струму впливу при вимірюванні тангенсу кута діелектричних втрат, що називається способом суміщення фаз, при якому на вимірювальну схему, наприклад на міст Шерінга, від стороннього джерела подається змінна напруга, яка створює струм в ізоляції електричної установки що збігається по фазі або знаходиться у протифазні з струмом впливу (див Локшин М В , Сви П М Измерение диэлектрических потерь высоковольтной изоляции - М "Энергия", 1973) Схожими суттєвими ознаками цього аналогу та винаходу, що заявляється, є вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат за допомогою мосту змінного струму Недоліком способу є неможливість його застосування при вимірюванні діелектричних характеристик ізоляції з використанням робочої напруги електричної установки, фаза якого жорстко визначена параметрами електричної мережі Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб компенсації струму впливу, при якому на вимірювальну схему, наприклад на міст Шерінга, від стороннього джерела (мобільного або стаціонарного) змінна напруга подається два рази, причому у другий раз вона вмикається у протифазі (спосіб двох ВІДЛІКІВ) Тангенс кута діелектричних втрат розраховується шляхом підсумовування та поділення навпіл результатів двох вимірювань, у результаті чого компенсується дія струму впливу (див Локшин М В , Сви П М Измерение диэлектрических потерь высоковольтной изоляции - М "Энергия", 1973) Схожими суттєвими ознаками цього аналогу та о (О 46081 винаходу, що заявляється, є визначення тангенсу куга діелектричних втрат розрахунковим шляхом по результатам декількох вимірювань одержаних за допомогою моста змінного струму Недоліком способу є неможливість його застосування при вимірюванні тангенсу кута діелектричних втрат з використанням робочої напруги електричної установки Вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат при використанні робочої напруги дозволяє знаходити дефекти у ізоляції електричної установки на МІСЦІ її монтажу та на більш ранішній стадії розвитку, ніж при використанні стороннього джерела, напруга якого, як правило, набагато нижча Мобільні джерела з напругою, яка дорівнює робочій напрузі електричної установки, мають великі розміри і із-за цього практично не використовуються В основу винаходу поставлено задачу створення способу компенсації струму впливу при вимірюванні тангенсу кута діелектричних втрат з використанням робочої напруги електричної установки Ця мета досягається тим, що перед вимірюванням тангенсу кута діелектричних втрат, наприклад за допомогою мосту Шерінга, відключають джерело випробувальної напруги, наприклад робочу напругу електричної установки, закорочують коло під'єднання джерела випробувальної напруги, приєднують до регулюємого плеча мосту Шерінга, до якого під'єднане коло з ІЗОЛЯЦІЄЮ електричної установки, що перевіряється, джерело змінного струму промислової частоти, у якого модуль та фазу струму регулюють до тих пір, доти не врівноважаться показання нуль-індикатора мосту Шерінга, після чого розмикають коло джерела випробувальної напруги, вмикають випробувальну напругу та здійснюють вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат У випадку використання еталонного конденсатора без екранів, що захищають від струмів впливу, до регульованого плеча мосту Шерінга, до якого під'єднано еталонного конденсатора, приєднують шунтуючий ключ та додаткове джерело змінного струму, причому на час регулювання фази та струму джерела змінного струму по п 1 шунтуючий ключ замикають, а потім перед розмиканням кола джерела випробувальної напруги при розімкнутому шунтуючому ключі здійснюють регулювання фази та струму додаткового джерела змінного струму до тих пір, доти показання нульіндикатора мосту Шерінга знову не врівноважаться Винахід, що пропонується пояснюється за допомогою схеми Міст Шерінга 1 через вимикач 2 приєднаний до джерела випробувальної напруги 3, наприклад, до джерела робочої напруги, від якого живиться електрична установка, що перевіряється Від джерела випробувальної напруги на міст Шеренга поступає напруга Up06- Для шунтування мосту Шерінга застосований ключ 4 До складу мосту Шерінга входять, коло з ІЗОЛЯЦІЄЮ 5 електричної установки, що перевіряється, яка має опір Zx, еталонний конденсатор 6, який має ємність CN, плече мосту 7 з змінним резистором R3, плечем мосту 8 з паралельно з'єднаними резистором 9 R4 та змінним кон дснсаторм 10 С4, нуль-індикатор 11 Паралельно плечу 7 приєднаний перший регулятор змінного струму 12, якій, зокрема, може складатись з фазорегулятора 13, регулювального трансформатора 14 та баластного резистора 15, опір якого настільки великий, що на струм у його колі не впливають змінення опору плеча 7 У випадку використання еталонного конденсатору без екранів, що захищають від струмів впливу, паралельно плечу 8 мосту Шерінга приєднується додатковий регулятор струму 16, аналогічний по конструкції першому регулятору струму Окрім цього, паралельно плечу 8 вмикається шунтуючий ключ 17 По колоах баластних резисторів 15 першого та додаткових регуляторів змінного струму протікають струми Ібх та \ш ВІДПОВІДНО На схемі умовно показані впливаючі на плече 7 мосту Шерінга джерела струмів впливу 18 та 19 з струмами Івплхі та ІВПлХ2, створеними сусідніми (впливаючими) електричними установками та ошиновкою електричної установки, що перевіряється, ВІДПОВІДНО На схемі також умовно показані впливаючі на плече 8 мосту Шерінга джерела струмів впливу 20 та 21 з струмами 1П Ы та 1ВПлЫ2 Вл 1 створеними сусідніми (впливаючими) електричними установками та ошиновкою електричної установки, що перевіряється, ВІДПОВІДНО В колах джерел струму 19 та 21 показані умовні ключі 22 та 23, які знаходяться в замкненому стані, коли до мосту Шерінга під'єднана випробувальна напруга Up06 У процесі випробувань на резистор R3 плеча 7 окрім струму в колі ізоляції 5 Іх поступають два струми впливу Один з них, Івплхі, викликається сусідніми електричними установками Другий, ІвплХ2, визначається ошиновкою електричної установки, що перевіряється, і існує тільки при подачі напруги ІІроб що відповідає включеному положенню ключа 23 Аналогічним чином на плече 8 з елементами R4 C4 окрім струму в еталонному конденсаторі 6 IN також поступають два струми впливу Івплш та 1ВПлЫ2 Якщо еталонний конденсатор вміщує екрани, які захищають плече 8 від струмів впливу, то Івплш та 1ВПлЫ2 дорівнюють нулю В цьому випадку немає необхідності використовувати другий регулятор струму 16 та шунтуючий ключ 17 Розглянемо загальний випадок коли еталонний конденсатор не вміщує захисних екранів Перед вимірюванням тангенсу куга діелектричних втрат вимикач 2 відключають, а ключ 4 замикають Замкнений ключ 4 шунтує наведену напругу, яка з'являється на ошиновці перевіряємо! електричної установки від впливу сусідніх електричних установок На схемі відключеному положенню вимикача 2 відповідають розімкнуп стани ключів 22 та 23 Замикають ключ 17 та завдяки цьому струму Івплш перепускається повз плече 8 для виключення його впливу на нуль-індикатор 11 За допомогою першого регулятору змінного струму 12 формують струм Ібх - Івплхі Після ЦЬОГО, показання нульіндикатора 11 будуть дорівнювати нулям Потім розмикають ключ 17 За допомогою додаткового регулятору змінного струму 16 формують струм \ш - Івплш Після ЦЬОГО показання нуль-індикатора 11 знову будуть дорівнювати нулям Потім ключ 4 розмикають та вмикають вимикач 2 При цьому струми впливу Івплхі та ІВПлш не зміняться, але замкнуться умовні ключі 22 та 23 та з'являється 46081 струми ІвплХ2 та 1ВПлЫ2 Вони не будуть скомпенсовані Слід відзначити, що ці струми - струми впливу від власної ошиновки електричної установки, що перевіряється, не компенсуються і при використанні способів двох ВІДЛІКІВ та суміщення фаз Оцінимо похибку вимірювань тангенсу кута діелектричних втрат tg5upo6, яка викликається струмами ІвплХ2 та 1ВПлЫ2 Вектори цих струмів збігаються по напрямку з ємнісною складовою струму U струмом IN ВІДПОВІДНО Якщо ІвплХ2 та 1ВПлЫ2 компенсовані, ТО С очевидним, що при врівноваженому мості Шерінга де ха та Up - активна та ємкісна складова струму , Після перетворення (1) можна одержати Де коефіцієнт вплив)7 від власної оилшовки При відсутності впливів При максимальному рівні к впл х2який може знаходиться у діапазоні 0,01 -ь 0,02, відміна tg5up06 від tg5uPo6 істотно менша ніж, 0,1%, що дозволяє нехтувати СТруМОМ ІвплХ2 Попереднє відключення джерела випробувальної напруги та шунтування мосту Шерінга дозволяє за допомогою додаткових джерел змінного струму, що регулюються, компенсувати струми впливу від сусідніх електричних установок, які знаходяться під напругою, без впливів на джерело випробувальної напруги, що робить можливим використовувати робочу напругу перевіряємо! електричної установки в якості джерела випробувальної напруги і тим самим дозволяє виявляти дефекти ізоляції на ранній стадії їх розвитку 'вплХ2 Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71