Испытание предохранителей на отключающую способность

Амплитудные вольтметры. В тех случаях, когда достаточ­но знать максимальное значение напряжения на объекте, применяются специальные схемы и измерительные приборы, которые работают совместно с делителями напряжения. Та­кие устройства называют амплитудными вольтметрами (иногда пик-вольтметрами); они позволяют непосредственно при проведении эксперимента по показаниям стрелочного (или цифрового) прибора измерять максимальное значение высокого напряжения.

Рис. Простейшие схемы устройств для измерения мак­симальных значений переменного напряжения

а) Параллельно плечу низкого напряжения емкостного (или другого) делителя напряжение С1—С₂ подключается через диод Д во вспомогательный измерительный конденса­тор С_и.

Напряжение на конденсаторе С_и измеряется вольтметром электростатической системы или электронным вольтметром с большим входным сопротивлением.

По существу амплитудный вольтметр представляет одно-полупериодный выпрямитель, преобразующий переменное на­пряжение на плече низкого напряжения в измеряемое по­стоянное.

При подъеме измеряемого напряжения до максимального значения диод Д на некоторое время открывается и парал­лельно емкости С2 подключается емкость С_и, что приводит к изменению коэффициента деления высокого напряжения. Чтобы этого не происходило, необходимо выбирать С_И<<С2. Диод Д не является идеальным выпрямителем. На нем всегда имеется некоторое падение напряжения при протека­нии тока в прямом направлении. Поэтому напряжение на С_и должно выбираться много большим, чем падение напряже­ния. При измерении переменного напряжения необходимо по показаниям прибора регистрировать также напряжение при его снижении. Для этого в схему вводят сопротивление R_y, которое снимает заряд с С_и при уменьшении измеряемого напряжения. Для обеспечения отсчетов напряжения выбира­ется постоянная времени R_УС_И 1 с. Наконец, из-за несим­метричной в течение периода колебаний нагрузки емкости С₂ на ней возникает постоянная составляющая напряжения. Для ее устранения вводится сопротивление утечки R'_y.

Наличие сопротивления R_y приводит к дополнительным погрешностям, так как прибор измеряет действующее пуль­сирующее напряжение на емкости С_и которое всегда мень­ше максимального.

Для уменьшения погрешностей применяемые схемы амп­литудных вольтметров отличаются от показанной на рис.а. Так, для устранения несимметричной нагрузки на де­литель используют дополнительную пассивную цепь без при­бора (рис. б), работающую в течение полупериода об­ратной полярности. При этом отпадает необходимость в соп­ротивлении R'_у. Дальнейшим развитием схем является ис­пользование электронных или полупроводниковых усилите­лей для зарядки емкости С_и, управляемых сигналом, снимае­мым с делителя практически без потребления тока. При этом резко снижается погрешность, вызванная воздействием из­мерительной части схемы на делитель напряжения.

Амплитудные вольтметры для измерения максимальных значений однократных импульсов напряжения работают по аналогичному принципу. При этом должно быть обеспечено считывание показаний прибора в течение нескольких десят­ков секунд, т. е. в течение этого времени напряжение на ем­кости С_и практически не должно изменяться.

Как и при переменном напряжении, возникают погреш­ности, связанные с неидеальностью элементов. При этом важную роль играет сопротивление диода Д в обратном на­правлении. Конечное значение сопротивления приводит к ус­коренной разрядке емкости С_и.

Рис. Простейшие схемы для измерения максимального значения однократного импульсного напряжения (а, б), ил­люстрация возникновения погрешности 6U (в) и схема с пе­резарядкой (г)

В простейшем виде схема для измерения максимального значения однократных импульсов приведена на рис. а. Если в ней заменить диод Д некоторым сопротивлением R_д, величина которого зависит от состояния диода (открытое или запертое), то получим схему рис. б. Наличие цепи

R_д—С_и приводит к запаздыванию напряжения на С_и по сравнению с напряжением на С₂, что вызывает возникнове­ние погрешности δU (рис. в). Диод Д открыт не до мо­мента максимума напряжения на С₂, а до момента когда напряжения на С₂ и С_и оказываются равными. Для умень­шения погрешности необходимо сокращать постоянную вре­мени R_ДС_и, т. е. стремиться выбрать диод Д с малым паде­нием напряжения в прямом направлении и к уменьшению С_и. Однако последнее приводит к сокращению постоянной времени разрядки емкости С_и, зависящей от сопротивления утечки прибора, элементов схемы и конденсатора С_и, парал­лельно которому оказывается присоединенным сопротивле­ние диода Д в обратном направлении, если С_И<<С₂.

Для устранения этих недостатков часто применяют схему с перезарядкой промежуточной емкости С_п через небольшое сопротивление R_П на накопительную емкость С_и (рис. г).

В этой схеме емкость С_П импульсно заряжается до на­пряжения, существенно большего, чем напряжение на изме­рительном приборе V. При этом значение С_П выбирается много меньшим, чем емкость С_и, требуемая по условиям вре­мени отсчета показаний прибора, определяемого сопротивле­нием утечек R_y. После воздействия измеряемого импульса заряд, накопленный на С_П, через сопротивление R_П перерас­пределяется между С_П и С_и; на этих емкостях устанавлива­ется напряжение, которое и измеряется прибором V.

Билет 12

1)измерение напряжения с помощью шаровых разрядников

Требования к разрядникам:

1. Минимальный разброс пробивных напряжений (≈3%)

2. Независимость пробивных напряжений от вида воздействующего напряжения

3. Прямолинейная зависимость разрядных напряжений от межэлектродного расстояния

4. Малое влияние окружающих объектов на разрядное напряжение

5. Простота изготовления и установки электродов

Шаровые разрядники используются для измерения напряжения, калибровки других измерительных устройств (например, делителей напряжения),получения срезанных импульсов напряжения.

1- Отрицательный импульс

2- Положительный импульс

3- Переменное напряжение

Для предотвращения влияния на точность измерений окружающих предметов расстояние между шарами S должно быть меньше радиуса шара (S≤0.5D), при 0,5D< S ≤0.75D, разрядник может использоваться для измерения, но погрешность будет превышать 3%.

Измерение напряжения проводится двумя способами:

1. Устанавливается нужное расстояние между шарами и напряжение плавно поднимается до пробоя.

2. Устанавливается напряжение, расстояние между шарами до достижения 50% пробоев между шарами.

По зависимостям пробивных напряжений в шаровых разрядников от расстояния между шарами находят пробивное напряжение, которое справедливо для нормальных условий. Вводится поправка:

табличное значение пробивного напряжения

При измерении постоянного и переменного напряжений для снижения эрозии шаров под действием дуги и для демпфирования переходных процессов последовательно с шарами включается резистор с сопротивлением от 10 кОм до 1Мом. При измерении импульсного напряжения - ≈ 500 Ом.

2) электростатические вольтметры

Используются для измерения постоянного и переменного напряжения до 600 кВ (без трансформаторов напряжения). Имеют маленькую входную емкость, большое входное сопротивление (сопротивление утечки по изоляторам).

Шкала вольтметра неравномерная, вольтметр измеряет действующее значение напряжения.

БИЛЕТ 14

В первой фазе когда дуга горит источник должен создать ток и небольшое напряжение.

Обязательные условия:

1. Форма тока при горении дуги синусоидальна.

2. di/dt при переходе к нулю

3. Совпадение формы восстанавливающегося напряжения.

ω2=(3-5)ω1

U1+U2=U0=Uфн

U2/U1=L2/L1=m

L1+L2=LO

LO=UO/ 1*Iон

ω2= ;ω1=

c2=c1/m*n^2; n=ω2/ω=3 или 5.

ИВ –замкнут

В1- разомкнут

Затем В1 замыкается.

i* результирующий ток(самый черный)

t0 В1 замыкается

t2 ИВ размыкается

t3 срабатывает разрядник

t4 В1 размыкается

i1=i2 дуга B1 гаснет, образуется последовательный контур

t5-t6 (см. в лекции)

U1+U2=Uo,

включена индуктивность L1+L2=Lo реальной сети.

fo=1/ (уточнить где Сo мб под корнем)