ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Схемы для измерения Пр при высокой частоте из "Испытания электроизоляционных материалов " К установке для определения пробивного напряжения предъявляется ряд требований. Мощность испытательного транс( юрматора должна быть достаточной для того, чтобы падение напряжения при пробое было небольшим. При значении высшего напряжения 60 кв мощность трансформатора должна быть не ниже 2 ква, а при напряжении 150 /се — не ниже 8 ква. [c.159] Еще один метод регулирования основан йа использовании автотрансформатора, снабженного передвижной короткозамкнутой обмоткой. На сердечник накладываются две обмотки (5 и 7), включенные навстречу (рис. 6-8, в). К обмотке 7 подключается испытательный трансформатор высокого напряжения. На сердечнике находится также третья короткозамкнутая обмотка 8, которая может перемещаться вдоль сердечника. Когда эта обмотка находится в верхнем положении, то магнитный поток в обмотке 7 мал, наводимая э. д. с. незначительна и напряжение на входе испытательного трансформатора близко к нулю. При этом все напряжение сети приложено в основном к обмотке 6. Если обмотку 8 переместить в крайнее нижнее положение, то происходит ослабление потока в обмотке 6. Напряжение сети теперь приложено к обмотке 7, а напряжение на входе испытательного трансформатора наибольшее. Перемещая обмотку 8 вдоль сердечника, достигают плавного изменения напряжения от нуля до напряжения сети. Автотрансформаторы с подвижной обмоткой имеют малые потери и практически не искажают формы кривой напряжения. Они могут иметь мощность в десятки и сотни киловольтампер. [c.161] Приборы для измерения напряжения при пробое можно ставить либо на стороне низшего напряжения, либо на стороне высшего напряжения. Во втором случае напряжение измеряют либо высоковольтным вольтметром, либо трансформатором напряжения и низковольтным вольтметром или же шаровым разрядником. Пробивное напряжение воздуха между сферическими электродами (шаровой разрядник) может быть определено расчетом или с помощью таблиц, в которых значения пробивного напряжения даются в зависимости от диаметра шаров и расстояния между ними для нормальных условий, т. е. для температуры 20° С и давления воздуха 760 мм рт. ст. Пробивные напряжения для шаровых разрядников диаметром до 12,5 см приведены в табл. 6-1. Из этой таблицы видно, что при расстояниях более 1 см пробивные напряжения для симметричного распределения напряжения (оба шара изолированы) несколько выше, чем в том случае, когда один шар заземлен. Если один шар заземлен, то пробивные напряжения при постоянном токе и импульсах зависят также от полярности незаземленного шара. [c.162] При Градуировке трансформатора с помощью шарового разрядника не следует применять значений промежутков свыше 0,75 диаметра шара. Градуировку, как правило, производят с включенным объектом испытаний, так как на коэффициент трансформации может оказать влияние емкость (при С 1000 пф), а в некоторых случаях и сопротивление изоляции испытуемого образца. Коэс и-циент трансформации зависит также от напряжения, поэтому градуировку следует вьшолнять при напряжениях от минимального до значения, составляющего 90% разрядного или пробивного напряжения объекта испытания. [c.164] Испытательные установки снабжают защитными сигнальными и блокировочными устройствами, предназначенными для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Блокировочное устройство размыкает цепь питания повысительного трансформатора при открывании дверцы шкафа или ограждения, когда необходимо сменить образец, осмотреть трансформатор и т. п. Кроме того, это устройство размыкает цепь питания трансформатора, если рукоятка регулировочного автотрансформатора (или другого регулирующего приспособления) перед началом испытания не установлена в нулевое положение. В этом случае при наличии блокировки обеспечивается подъем напряжения на образце от нуля. Сигнальные приспособления — лампы и световые указатели — загораются при появлении высокого напряжения на объекте испытания. [c.165] К элементам испытательных установок на постоянном токе предъявляется ряд требований, помимо условий, оговариваемых для испытательных установок переменного тока. Пульсации выпрямленного напряжения не должны превосходить 5% амплитудного значения. Заметим, что величина пульсации, снижаемая при помощи шунтирующего конденсатора, составляет 2% при емкости конденсатора 0,001 мкф и при условии, что сопротивление изоляции образца не ниже 10 ом. [c.168] Величина ограничительного сопротивления равна 200 ом на один киловольт высшего напряжения установки для испытаний на пробой. Измерение напряжения тем или иным методом должно осуществляться с погрешностью не свыше 4%. Определение пробивного напряжения может производиться при плавном или ступенчатом подъеме напряжения. Порядок испытаний такой же, как и при переменном токе частотой 50 гц. [c.168] Пробивную напряженность поля определяют при воздействии либо апериодических, либо прямоугольных импульсов. Испытания при апериодических импульсах осуществляют при помощи схем, в которых высокое напряжение получается от генератора импульсных напряжений (ГИН). [c.168] Наиболее простая одноступенчатая схема ГИН (рис. 6-12) состоит из конденсатора Сх, заряжаемого через высокоомное сопротивление Ях от источника выпрямленного напряжения, и разрядного промежутка Р . Когда напряжение на конденсаторе достигнет заданного значения 1/х, воздушный промежуток в шаровом разряднике Рх пробивается, конденсатор Сх разряжается на сопротивление Яз, напряжение на образце быстро возрастает, достигает максимального значения и затем спадает до нуля. Форма импульса У2 (т) зависит от параметров разрядного контура (рис. 6-12, б), в частности от распределенной индуктивности. При = О и малой индуктивности скорость возрастания напряжения весьма велика и ограничивается в основном только распределенной индуктивностью контура. Шаровой разрядник Р служит для измерения напряжения пробоя (стр. 162). Изменяя расстояние между шарами разрядника Рх, можно регулировать амплитуду импульса. В схеме ГИН различают зарядный и разрядный контуры. Зарядный контур в схеме рис. 6-12, а состоит из выпрямителя, сопротивления конденсатора Сх а вторичной обмотки трансформатора. Контур разряда образован из Сх, Ь, Я и С , сопротивлением промежутка Рх при пробое пренебрегают. Схема рис. 6-12, а позволяет получить отрицательную волну напряжения, схема рис. 6-12, в — положительную. [c.168] Основные соотношения для импульса напряжения можно получить, исходя из параметров разрядного контура. Как правило, емкость генератора импульсов в момент разряда (ударная емкость) Сх значительно больше емкости объекта испытаний С/. [c.169] К объекту испытаний прикладывается напряжение, равное в первом приближении сумме напряжений на конденсаторах. Величина высшего напряжения ГИН зависит от расстояния между шарами разрядника (запального). Напряжение на образце измеряют с помощью разрядника (измерительного) по 50-процент-ному методу (стр. 152) или с помощью катодного осциллографа. Схема рис. 6-12, г может быть использована при напряжениях до 150 /се схемы рис. 6-12, а, в — для и 50 кв. Имеются и многоступенчатые ГИН на более высокие напряжения. [c.170] Зарядные безреактивные сопротивления берут достаточно большими, порядка 1 Мом. Фронтовое сопротивление имеет величину порядка 1000 ом. ГИН должен обеспечивать получение не менее 30 импульсов в минуту. [c.170] При испытании импульсами тонких образцов твердых диэлектриков время запаздывания весьма мало (доли микросекунды), и поэтому пробой происходит обычно на фронте волны. В случае испытаний импульсами воздушной или жидкой изоляции при больших расстояниях между электродами, а также при испытании различных конструкций (изоляторов, вводов) пробой может происходить как на фронте, так и на хвосте волны. Напряжение / р. зависит от того, происходит ли пробой на фронте или на хвосте. [c.171] После этого отключают объект испытаний и убеждаются, что напряжение, измеряемое шаровым разрядником, осталось неизменным. Это означает, что разряд на объекте происходил на хвосте волны, а шаровым разрядником измерялась амплитуда импульса. Напряжение / р. макс при переменном токе для объекта находят предварительно. Зная величины и р, акс и / р. и. вычисляют коэффициент импульса по формуле (6-2). Изложенный способ определения / р. и при пробое на фронте и хвосте волны является приближенным. [c.172] Более точные измерения напряжения [/ р. и и времени запаздывания требуют применения сложных схем с катодным осциллографом. [c.172] При испытаниях прямоугольными импульсами используют установки, содержащие генератор прямоугольных импульсов, делитель напряжения, осциллограф и генератор высокой частоты. Делитель напряжения необходим для включения осциллографа, так как для большинства электронно-лучевых высоковольтных трубок максимальное напряжение на отклоняющих пластинах около 1 кв, а напряжение при испытаниях значительно выше. Генератор высокой частоты необходим для градуировки осциллографа по его горизонтальной оси. [c.172] применяемые при испытаниях импульсами длительностью менее 10 сек, снабжены устройствами для синхронизации работы импульсного генератора и электронного осциллографа и других сложных элементов и здесь не рассматриваются. [c.172] Для того, чтобы форма импульсов не менялась под влиянием емкости образца, следует применять небольшие электроды для образцов с таким расчетом, чтобы емкость образца имела величину порядка 10 пф. Частота повторения и длительность импульсов регулируется при помощи задающего генератора прямоугольных импульсов, присоединенного к сетке триода формирующего блока. При испытаниях прямоугольными импульсами к образцу прикладывают напряжение, составляющее 60% от предполагаемой величины / р. После этого напряжение медленно повышают до появления редких, но систематически повторяющихся пробоев. При частоте повторения импульсов 2 гц скорость повышения напряжения берется примерно 0,Ш р. и в минуту. [c.173] На экране осциллографа при пробое наблюдается резкий спад напряжения в конце плоской части кривой импульса. По этим данным, зная масштаб отклонения луча, определяют пробивное напряжение. [c.173] Источником высокого напряжения для испытания диэлектриков при частотах до нескольких килогерц может служить повысительный трансформатор с железным сердечником. Испытания при частотах в диапазоне от 10 кгц до 10 Мгц могут выполняться при помощи резонансных трансформаторов (без железа) и ламповых генераторов. Резонансный трансформатор имеет вторичную обмотку, которая вместе с емкостью объекта образует контур, возбуждаемый на собственной частоте колебаний. Возможность получения высокого напряжения только на одной частоте, зависящей к тому же от емкости образца, является недостатком данного способа. В ламповых генераторах частота может изменяться такой генератор обычно снабжен вторичным (нагрузочным) контуром, собранным по схеме резонанса напряжений. [c.173] Вернуться к основной статье