Подільник напруги для виміру високовольтної напруги

1. Подільник напруги для виміру високовольтної напруги (Uв), що містить набір резисторів, з'єднаних між собою у вимірювальне коло, при цьому щонайменше один з резисторів вимірювального кола є частиною низьковольтного кола для виміру значення низьковольтної напруги (Uн), який відрізняється тим, що до низьковольтного кола підключений вимірювально-обчислювальний модуль для визначення високовольтної напруги (Uв), який містить масив коефіцієнтів ділення (Кі), попередньо підібраних для даного подільника шляхом верифікації його показів з показами еталонного подільника; вимірювально-обчислювальний модуль виконаний з можливістю введення в нього значення напруги в низьковольтному колі подільника (Uн) і визначає високовольтну напругу (Uв) методом множення обмірюваного значення напруги в низьковольтному колі подільника (Uн) на відповідний коефіцієнт ділення (Кі). U 2 (19) 1 3 15339 4 з'єднаних конденсаторів, до спільних виводів яких один з резисторів вимірювального кола є частипідключений навантажувальний резистор, і газоною низьковольтного кола для виміру значення вий розрядник, підключений до ємнісного кола низьковольтної напруги (Uн). До низьковольтного подільника, а також електронний підсилювач, поскола підключений вимірювально-обчислювальний лідовно з'єднаний з вимірювальним модулем і модуль для визначення високовольтної напруги пристроєм для виведення інформації. (Uв), який містить масив коефіцієнтів ділення (Кі), Основним недоліком описаного подільника попередньо підібраних для даного подільника напруги для виміру високовольтної напруги є його шляхом верифікації його показів з показаннями складність, висока вартість зазначеного подільниеталонного подільника, що має гарантовано висока, обумовлена використанням дорогих високотоку точність виміру. Показаннями даного подільника чних резисторів, а також неможливість забезпеє значення виміряної напруги в низьковольтному чення виміру напруги з високим ступенем точності колі подільника (Uн). Таким чином, коефіцієнти в залежності від параметрів навколишнього середілення (Кі) мають функціональну залежність від довища, таких як температура навколишнього севиміряного значення низьковольтної напруги (Uн). редовища, вологість, рівень запиленості та інших. Вимірювально-обчислювальний модуль викоНайбільш близьким аналогом корисної моделі, наний з можливістю введення в нього значення що заявляється, є спосіб виміру високовольтної напруги в низьковольтному колі подільника (Uн), і напруги, описаний у патенті РФ№ 2250471, що визначає високовольтну напругу (Uв) методом реалізується за допомогою пристрою, який предмноження виміряного значення напруги в низькоставляє собою подільник напруги для виміру висовольтному колі подільника (Uн) на відповідний ковольтної напруги. Подільник напруги містить коефіцієнт ділення (Кі). Таким чином, наявність набір резисторів, з'єднаних між собою у вимірювавимірювально-обчислювального модуля дозволяє льне коло для визначення високовольтної напруги, забезпечити високу точність проведених вимірюпри цьому щонайменше один з резисторів вимірювальних робіт навіть при використанні для формувального кола є частиною низьковольтного кола вання вимірювального і екрануючого кіл резистодля виміру значення низьковольтної напруги (Uн). рів, які мають низький ступінь точності і досить Також подільник напруги містить конденсатори, низькі експлуатаційні характеристики. Такі резиспричому резистори являють собою низькоомні тори мають низьку вартість, тому їх використання демпфуючі резистори, послідовно з'єднані з кондозволяє значно підвищити економічну ефективденсаторами, а також використовуються шунтуюність використання даного подільника. чий ці з'єднання високоомний резистор. Також Вимірювально-обчислювальний модуль також подільник напруги містить низьковольтне плече, забезпечує можливість введення в нього значення розщеплене на дві частини - низьковольтний блок, щонайменше одного додаткового параметра (Пі), який містить послідовно з'єднаний конденсатор і вибраного з групи: температура навколишнього низькоомний резистор, які шунтовані високоомним середовища, вологість навколишнього середовирезистором, і виносний блок, який також включає ща, рівень запиленості навколишнього середовиконденсатор і високоомний резистор, послідовно з ща, температура щонайменше одного резистора яким включений опір. Спосіб компенсації впливу подільника, а попередньо підібраний масив коефіна коефіцієнт ділення подільника ємності подільцієнтів ділення (Кі) крім того, що має функціональника на землю полягає в тому, що в ньому роблять ну залежність від значення напруги в низьковольтнастроювання коефіцієнта ділення після остаточному колі (Uн), також є функцією щонайменше від ного вибору місця розташування подільника серед одного зі згаданих додаткових параметрів (Пі). У інших об'єктів високовольтної схеми випробувань. такий спосіб забезпечується вимір високовольтної Основним недоліком описаного подільника напруги з високим ступенем точності без залежнонапруги для виміру високовольтної напруги є його сті від постійно змінюючихся вище зазначених паскладність, висока вартість зазначеного подільнираметрів. ка, обумовлена використанням дорогих високотоВимірювально-обчислювальний модуль має чних резисторів, а також складність забезпечення пристрій для введення даних для завантаження виміру напруги з високим ступенем точності в замасиву коефіцієнтів ділення (Кі). У якості пристрою лежності від параметрів навколишнього середодля введення даних можуть бути використані дисвища, таких як температура навколишнього серековод, CD або DVD-привод, пам'ять типу FLASH довища, вологість, рівень запиленості та інших. або клавіатура, за допомогою якої також може В основу корисної моделі поставлена задача здійснюватися керування роботою вимірювальностворити подільник напруги для виміру високовообчислювального модуля. Також вимірювальнольтної напруги, який за рахунок конструктивного обчислювальний модуль має пристрій для вивевиконання і високих експлуатаційних характерисдення інформації, у якості якого можуть бути викотик забезпечить можливість виміру високовольтної ристані монітор будь-якої конфігурації або рідкокнапруги з високим ступенем точності, дозволить рісталічний індикатор. Крім того, вимірювальнозабезпечити проведення вимірювальних робіт без обчислювальний модуль додатково містить аналозалежності від постійно змінюючихся параметрів гові цифрові перетворювачі, призначені для перенавколишнього середовища, а також забезпечить творення вхідних і вихідних сигналів, які надходять економічну ефективність його використання. на вимірювально-обчислювальний модуль. Поставлена задача вирішується тим, що подіПодільник напруги містить також набір резисльник напруги для виміру високовольтної напруги торів, з'єднаних між собою в екрануюче коло, яке (Uв), містить набір резисторів, з'єднаних між сопідключене паралельно вимірювальному колу, і бою у вимірювальне коло, при цьому щонайменше включає екрануючі кільця, що екранують ділянки 5 15339 6 вимірювального кола. Резистори екрануючого коз еталонного подільника напруги 3 і дані з датчиків ла підібрані таким чином, щоб забезпечити рів5 параметрів навколишнього середовища. За доність потенціалів екрануючих кілець і резисторів, помогою вимірювально-обчислюваного модулю з'єднаних у вимірювальне коло, на відповідних здійснюють обробку вхідних даних, попередній ділянках вимірювального кола. Таким чином, досяпідбір масиву коефіцієнтів ділення (Кі) для даного гається значне зменшення коронного розряду, так подільника напруги 4 та верифікацію його показів з званої «корони», з вимірювального кола подільнипоказаннями еталонного подільника 3. Після чого ка напруги. Коронний розряд являє собою одну з здійснюють визначення високовольтної напруги форм самостійного розряду в газах, який виникає (Uв) методом множення обмірюваного значення в сильно неоднорідних електричних полях і який напруги в низьковольтному колі подільника 4 (Uн) виявляється при значній інтенсивності у вигляді на відповідний коефіцієнт ділення (Кі). Визначене світіння іонізованого газу в приелектродній області значення високовольтної напруги (Uв) подають на та викликає втрати електричної енергії на провопристрій для виведення інформації, яким обладдах ліній електропередач високої напруги, а також наний вимірювально-обчислювальний модуль. створює електричні перешкоди. Зменшення коПопередній підбір масиву коефіцієнтів ділення ронного розряду з вимірювального кола дозволяє (Кі) для даного подільника напруги, верифікація також підвищити лінійність подільника напруги, його показів з показаннями еталонного подільника тобто знизити залежність характеристик подільнивиконується наступним чином. Спочатку роблять ка від напруги і сили струму, і в такий спосіб значвимірювання значення низьковольтної напруги но підвищити ступінь точності вимірювальних ро(Uн) низьковольтного кола 8. Зазначені значення біт, які проводяться. напруги в низьковольтному колі 8 подільника поДоцільне розміщення набору резисторів, з'єддають на вимірювально-обчислювальний модуль, наних між собою у вимірювальне коло і набору попередньо здійснюють перетворення вхідних резисторів, з'єднаних між собою в екрануюче коло, сигналів за допомогою аналогового цифрового усередині труби, яка виконана з пластику і заповперетворювача, підключеного до вимірювального нена трансформаторним мастилом. Використання кола 6. Також на вимірювально-обчислювальний у якості заповнювача трансформаторного мастила модуль подають значення напруги з еталонного дозволяє забезпечити стабільність характеристик подільника напруги 3, попередньо здійснюють перезисторів, з'єднаних у вимірювальне і екрануюче ретворення вхідних сигналів за допомогою аналокола, в умовах постійно змінюючихся параметрів гового цифрового перетворювача, підключеного навколишнього середовища. Крім того, такий сподо еталонного подільника напруги 3. Вхідні дані сіб розміщення набору резисторів, з'єднаних у обробляють за допомогою мікропроцесорного мовимірювальне коло, підвищує граничну розсіювадуля вимірювально-обчислювального модуля. За льну потужність самого вимірювального кола. допомогою пристрою для введення даних, у даноПерелік графічних матеріалів. му варіанті здійснення корисної моделі використоНа фіг.1 представлений один з варіантів схеми вують клавіатуру, вводять коефіцієнт ділення етадля здійснення корисної моделі. лонного подільника 3. Потім плавно піднімають На фіг.2 представлена схема з'єднання наборегулятором напруги 1 напругу на еталонному рів резисторів, що утворюють вимірювальне і екподільнику 3, а також на вимірювальному колі 6, рануюче кола. екрануючому колі 7 і низьковольтному колі 8 даноНа фіг.1 представлений один з варіантів схеми го подільника. Попередньо на вимірювальнодля здійснення корисної моделі. Зазначена схема обчислювальний модуль подають команду на промістить регулятор напруги 1, підвищувальний траведення верифікації, тобто порівняння показів дансформатор 2, еталонний подільник 3, подільник ного подільника з показаннями еталонного подільнапруги для виміру високовольтної напруги 4, а ника 3 за допомогою натискання відповідної також датчики 5 параметрів навколишнього сереклавіші пристрою для введення даних, у даному довища. випадку - клавіатури. При цьому вимірювальноНа фіг.2 представлена схема, яка містить виобчислювальний модуль для кожного значення мірювальне коло 6, утворене набором резисторів вхідної напруги визначає відповідний коефіцієнт R1-R20, і екрануюче коло 7, утворене набором реділення для даного подільника напруги і заносить зисторів R21-R41 і R42. Екрануюче коло 7 підключейого в пам'ять. Напругу подають кілька разів, при не паралельно вимірювальному колу 6. Резистор цьому здійснюється усереднення отриманих коеR42 вимірювального кола 6 є частиною низьковофіцієнтів ділення у всьому діапазоні вимірюваних льтного кола 8 для виміру значення низьковольтвеличин. У такий спосіб роблять формування маної напруги (Uн). Також на фіг.2 представлені розсиву коефіцієнтів ділення (Кі) для забезпечення німання 9 для підключення вимірювальнолінійності характеристик даного подільника напруобчислювального модуля (V1) і клема заземлення ги, які будуть відповідати лінійності характеристик 10 (K1). еталонного подільника 3, у всьому діапазоні виміПристрій працює таким чином. Спочатку здійсрюваних величин. Паралельно зміні напруги виконюють вимірювання значення низковольтної нанують зміну характеристик датчиків 5 параметрів пруги (Uн) низковольтного кола 8 подільника нанавколишнього середовища. Значення зазначених пруги для виміру високовольтної напруги 4. параметрів вводять у вимірювальноЗазначені значення напруги в низьковольтному обчислювальний модуль за допомогою пристрою колі 8 подільника 4 подають на вимірювальнодля введення даних. Далі здійснюють операції, обчислювальний модуль. Також на вимірювальноаналогічні операціям, проведеним при зміні знаобчислюваний модуль подають значення напруги чення вхідної напруги. 7 15339 8 Таким чином, подільник напруги для виміру забезпечити проведення вимірювальних робіт в високовольтної напруги за рахунок конструктивноекстремальних кліматичних умовах, а також заго виконання і високих експлуатаційних характерибезпечує економічну ефективність його викорисстик забезпечує можливість виміру високовольтної тання. напруги з високим ступенем точності, дозволяє Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601