Электротехнические материалы

Электротехнические материалы

 

Сборник лабораторных работ

 

Рекомендовано

Методическим советом ДВГУПС

в качестве учебного пособия

 

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

УДК 621.3-03 (075.8)

ББК З23 я 73

К 906

 

Рецензенты:

 

Кафедра «Электротехника»

Хабаровского государственного технического университета

(заведующий кафедрой доктор физико-математических наук,

профессор А.П. Кузьменко)

 

Начальник производственной лаборатории испытаний и
измерений ОАО «Хабаровская горэлектросеть»

В.Л. Ридель

 

 

Кульмановский, А. И.

 

К 906 Электротехнические материалы: сб. лаб. работ / А. И. Кульма-
новский. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. – 101 с.: ил.

 

Сборник лабораторных работ соответствует дисциплине «Электротехнические материалы» по государственному образовательному стандарту направлений 657700 (190400) «Системы обеспечения движения поездов» и 650900 (140200) «Электроэнергетика».

В сборнике рассмотрены теоретические вопросы, методики проведения испытаний, электроизоляционных материалов, а также вопросы электробезопасности при проведении лабораторных работ на установках высокого напряжения.

предназначен для студентов второго курса дневной и третьего курса заочной форм обучения специальностей 100100 (140204), 100200 (140205), 100400 (140211) и третьего курса дневной формы обучения специальности 101800 (190401), изучающих дисциплину «Электротехнические материалы».

 

УДК 621.3-03 (075.8)

ББК 323 я 73

 

© ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный

университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2005

ВВЕДЕНИЕ

Электротехнические материалы разделяются на четыре группы: проводниковые, полупроводниковые, магнитные и электроизоляционные диэлектрики.

Проводниковые материалы большой удельной электрической проводимости используются в электротехнических устройствах в качестве проводников электрического тока: всевозможные обмотки в машинах, аппаратах и приборах, контактные узлы, провода и кабели для передачи и распределения электрической энергии, в том числе и в линиях связи.

Полупроводниковые материалы занимают по удельной проводимости промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Особенности свойств полупроводников позволяют широко использовать их в различных отраслях электротехники: в технике связи в широком диапазоне частот, в различных устройствах радиоэлектроники и в технике сильного тока. Их применяют в выпрямителях, в фотодатчиках, в качестве специальных источников тока и так далее.

Магнитные материалы отличаются способностью усиливать магнитное поле, в которое их помещают, то есть обладают большой магнитной проницаемостью. Они используются для изготовления магнитопроводов в электрических машинах и в трансформаторах, для экранирования магнитного поля, а также в виде постоянных магнитов, создающих вокруг себя магнитное поле.

Электроизоляционные материалы отличаются очень малой удельной электрической проводимостью. Количественно разница между проводимостью диэлектриков и проводников настолько велика, что она обусловливает и качественную разницу между ними. в диэлектриках преобладают не электродинамические явления, характеризующиеся направленным движением огромного числа свободных зарядов (электронов или ионов), а электростатические, характеризующиеся наличием электрического поля. Реальные диэлектрики имеют некоторое (очень малое) количество свободных зарядов и, как следствие, отличающуюся от нуля проводимость. Электродинамические явления в нормальных условиях работы диэлектрических материалов выражены очень слабо. Диэлектрики служат для изоляции друг от друга различных токопроводящих деталей, находящихся под разными потенциалами, или для создания электрической емкости в конденсаторах.

От свойств электротехнических материалов зависят условия и надежность работы электроустановок, в которых они используются. Для исследования этих свойств применяется большое количество методов и технических средств. Часть из них описана в настоящем цикле лабораторных работ.
Основной целью лабораторных работ является ознакомление студентов с методами измерения удельных характеристик изоляционных материалов при приложении высокого напряжения.

При выполнении лабораторных работ студенты приобретают навыки по исследованию влияния различных факторов (толщина изоляции, температура и давление окружающей среды, форма тока испытательного напряжения, форма электродов и др.) на величины удельных характеристик изоляционных материалов и закрепляют теоретические знания.

Результаты испытаний, их обработка и выводы оформляются в виде отчета самостоятельно каждым студентом.

По каждой лабораторной работе предусматривается индивидуальный отчет перед преподавателем.

При выполнении лабораторных работ необходимо строго соблюдать методику, точность определения измерений, а также правила техники безопасности.

 

 

1. ОПИСАНИЕ УСТАНОВОК ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

1.1. Описание и руководство по эксплуатации
испытательной установки АИД-70

Аппарат типа АИД-70 предназначен для испытания изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков выпрямленным электрическим напряжением, а также для испытания твердых диэлектриков синусоидальным электрическим напряжением частотой 50 или 60 Гц.

Технические характеристики аппарата указаны в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Технические характеристики аппарата АИД-70

Параметр	Значение
Напряжение питающей сети общего назначения однофазного переменного тока, В	220±10
Параметры аппарата на выпрямленном напряжении в продолжительном режиме при номинальном значении напряжения сети
Наибольшее рабочее напряжение (максимальное значение), кВ
Наибольший рабочий ток (среднее значение), мА
Параметры аппарата на переменном напряжении в продолжительном режиме при номинальном значении напряжения сети
Наибольшее рабочее напряжение (действующее значение), кВ
Наибольший рабочий ток (действующее значение), мА
Параметры аппарата на переменном напряжении в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения (ПВ) 17% и длительностью цикла 6 мин при номинальном значении напряжения сети
Наибольшее рабочее переменное напряжение (действующее значение), кВ
Наибольший рабочий ток (действующее значение), мА
Потребляемая мощность, кВА, не более
Масса, кг, не более
● пульт управления
● источник испытательного напряжения

1.1.1. Устройство и принцип работы

Конструкция аппарата выполнена в виде переносного пульта управления и источника испытательного напряжения.

Источник испытательного напряжения (рис. 1.1) включает в себя высоковольтный трансформатор, высоковольтный выключатель, высоковольтные резисторы и выпрямительные столбы, помещенные в бак, заполненный трансформаторным маслом. Испытательное напряжение из бака выводится посредством специального высоковольтного изолятора, к которому присоединяется испытываемый объект. Под кожухом источника испытательного напряжения находятся электромагнит замыкателя, конденсаторы и разрядники.

Для соединения источника испытательного напряжения аппарата АИД-70 с пультом управления используются зажимы крепления, показанные на (рис. 1.1)

 

 

Рис. 1.1. Источник испытательного напряжения аппарата АИД-70: 1 – зажим для подсоединения испытательного объекта; 2 – замыкатель высоковольтного ввода; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – гайка крепления ручки и кожуха; 5 – клемма заземления; 6 – кожух

Пульт управления (рис. 1.2) включает в себя регулятор испытательного напряжения, печатную плату, разъемы для подсоединения сетевого кабеля и кабелей источника испытательного напряжения, компенсационный трансформатор, предохранители и другие элементы электрической схемы. Передняя и задняя шторки пульта сделаны откидывающимися для удобства ремонта и регулировки.

На лицевой панели пульта (рис. 1.2) расположены:

– микроамперметр 2;

– миллиамперметр 4;

– киловольтметр 3;

– зеленая сигнальная лампа (включение сети) 5;

– красная сигнальная лампа (включение испытательного напряжения) 6;

– кнопка включения испытательного напряжения 7;

– кнопка выключения испытательного напряжения 8;

– ручка регулятора испытательного напряжения 9;

– тумблер переключения градуировки киловольтметра 10;

– кнопка 11, шунтирующая микроамперметр.

На правой стороне пульта расположен переключатель 1 вида испытательного напряжения и включения аппарата в сеть.

 

Рис. 1.2. Пульт управления аппарата АИД-70

Электрическая принципиальная схема аппарата АИД-70 показана на (рис.1.3). Работа и взаимодействие элементов аппарата осуществляется следующим образом. Напряжение питающей сети подводится к пульту управления посредством сетевого кабеля, снабженного штепсельным разъемом, далее через предохранители FU1, FU2 подается на пускатель КМ1 и переключатель SA1. При установке переключателя SA1 в положение «~» или «-» срабатывает пускатель КМ1 и электромагнит замыкателя QK1, при этом загорается зеленая сигнальная лампа HL2. Высоковольтный выключатель SA2 срабатывает только при установке переключателя SA1 в положение «~». В данном случае столбы VD1 и VD2 шунтируются, и на выходе источника испытательного напряжения присутствует переменное напряжение.

 

Включение испытательного напряжения производится нажатием кнопки SB1, при условии, что щетка регулятора напряжения находится в нулевом положении (контакт SQ1 замкнут), срабатывает пускатель КМ2, и питание подается на первичные обмотки трансформаторов TV1 и TV3, при этом загорается красная сигнальная лампа HL1.

Величина испытательного напряжения устанавливается при помощи ручки регулятора напряжения TV1, а контролируется киловольтметром PV1.

Трансформатор TV2 совместно с резисторами R3,R4 и диодом VD11 предназначен для компенсации токов утечки источника испытательного напряжения. Ток нагрузки при работе на выпрямленном напряжении до 1000 мкА измеряется микроамперметром РА1, а выше 1000 мкА – миллиамперметром РА2.

Высоковольтные резисторы R1 и R2 служат для измерения испытательного напряжения.

Измерительный прибор PV1 (киловольтметр) при работе источника испытательного напряжения на переменном напряжении градуируется при помощи резистора R7; при работе на выпрямленном напряжении: на холостом ходу – резистором R5, а при испытании силовых кабелей или емкостной нагрузки – сопротивлением R6.

Реле KV1 служит для переключения резисторов, шунтирующих измерительный прибор PV1; резисторов, шунтирующих обмотку реле КА1, а также для шунтирования измерительных приборов РА1 и РА2 при работе источника на переменном напряжении.

Для защиты аппарата от токов перегрузки служит реле КА1. При работе источника на выпрямленном напряжении реле КА1 срабатывает при токах нагрузки, находящихся в пределах 13¸14 мА, а при работе на переменном напряжении – при токах нагрузки в пределах 46¸47 мА.

После окончания испытания силового кабеля, а также в случае емкостной нагрузки, при отключении испытательного напряжения кнопкой SB2 отключаются пускатель КМ2, высоковольтный выключатель SA2, и остаточный емкостной заряд кабеля или другого испытуемого объекта разряжается через вторичную обмотку трансформатора TV3 на землю. При этом отсутствие остаточного заряда следует контролировать прибором PV1– киловольтметром.

Для производства некоторых видов лабораторных работ («Исследование электрической прочности твердых диэлектриков и явлений разряда по поверхности»), где требуется меньшая мощность испытательного трансформатора и контроль низких значений испытательного напряжения (до 10 кВ), в схему аппарата включены лабораторный вольтметр PV2 и лабораторный реостат R10 (рис. 1.4).

 

Рис. 1.4. Изменения в схеме аппарата АИД-70

 

1.1.2. Порядок проведения испытаний

Таблица 1.2

Нормальные условия применения измерителя

Показатель	Диапазон измерения
Температура окружающего воздуха, °С	20±5
Относительная влажность воздуха, %	30¸80
Атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)	84¸106 (630¸795)
Частота питающей сети, Гц	50±0,5
Напряжение питающей сети переменного тока, В	220±4,4
Напряжение встроенного источника постоянного тока, В	9,6±0,2

 

Предел допускаемой дополнительной погрешности измерения измерителя, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (20±5°С) до любой в пределах рабочей области, не превышает половины предела допускаемой основной погрешности измерения на каждые десять градусов изменения температуры.

Таблица 1.3

Диапазон измерений прибора «Тангенс-2000»

 

Показания измерителя	Uисп, кВ
tgδ	С х
Пределы допускаемой основной погрешности	Диапазон измерения	Пределы допускаемой основной погрешности, пФ	Диапазон измерения
±(2×10^–4+0,01 tgδ х)	1×10^–5÷1,000	±(0,5+0,005 С х)	500 пФ¸340 нФ	1,0
50 пФ¸65 нФ	2,0¸5,0
10 пФ¸34 нФ	5,0¸10,0

Предел допускаемой дополнительной погрешности измерения измерителя, вызванной протеканием по входу токов влияния частотой 50 Гц при коэффициенте влияния не более 0,75, не превышает предела допускаемой основной погрешности измерения.

Предел допускаемой дополнительной погрешности измерения измерителя, вызванной шунтированием входа емкостью не более 0,1 мкФ, или активным сопротивлением не менее 50 кОм, не превышает предела допускаемой основной погрешности измерения.

Измеритель обеспечивает автоматическую генерацию испытательного синусоидального напряжения на контролируемом объекте заданной оператором величины (от 1 до 10 кВ действующего значения). Пределы допускаемой погрешности установки заданного напряжения не превышают ± 2%.

Прибор позволяет проводить измерение по «прямой» и «перевернутой» схемам, что обеспечивает измерение параметров изоляции объектов как с изолированными, так и с заземленными выводами.

Измеритель обеспечивает автоматическую фиксацию текущего времени и даты выполнения измерений (встроенные цифровые часы с функциями календаря).

Измеритель обеспечивает накопление и хранение не менее 600 результатов измерений, каждый из которых может включать в себя, кроме полученных при измерении значений емкости, тангенса изоляции объекта, даты и времени измерения, следующие введенные оператором сопутствующие параметры:

– испытательное напряжение;

– тип контролируемого объекта (условный цифровой код от 0 до 999);

– заводской номер объекта (не более 7 цифр);

– личный номер оператора (условный цифровой код не более 3 цифр);

– используемая схема измерения («прямая» или «перевернутая»);

– номер контролируемой зоны изоляции объекта (число из 2 цифр);

– температура объекта (число из 2 цифр, °С, только положительные значения).

Хранение результатов измерений при выключенном источнике питания обеспечивается в течение не менее 10000 часов.

Измеритель обеспечивает вывод протокола накопленных результатов измерений на матричном принтере со стандартным интерфейсом Centronix.

Измеритель обеспечивает передачу накопленной информации в ЭВМ путем записи ее во внешнее запоминающее устройство, выполненное в виде картриджа РУКЮ.411522.002, и последующей переписи указанной информации из картриджа в компьютер.

По способу защиты от поражения электрическим током измеритель относится к классу 1 (ГОСТ Р.МЭК 536), в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых токопроводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки. Сопротивление между любой доступной для прикосновения металлической деталью корпуса блока управления и зажимом «^» не превышает 0,1 Ом. Изоляция между цепью питания и зажимом «^» выдерживает в нормальных условиях применения в течение 1 мин действие испытательного напряжения переменного тока частотой (50±1) Гц, действующее значение которого 1500 В. Сопротивление изоляции между цепью питания 220 В и зажимом «^» блока управления составляет не менее 20 МОм в нормальных условиях применения и не менее 5 МОм при относительной влажности воздуха не более 80% при 40 °С.

Измеритель в нормальных и рабочих условиях применения готов к работе не более чем через 1 мин после включения.

Продолжительность работы блока преобразователя определяется энергоемкостью применяемых электрохимических батарей. При емкости батарей 1300 мА·ч продолжительность работы составляет не менее 8 ч, что обеспечивает выполнение не менее 150 измерений.

В лабораторных условиях для упрощения производства измерений для блока преобразователя применен внешний блок питания с напряжением 10,5 В.

Максимальная мощность потребления блока управления от сети электропитания во время измерения не более 1,2 кВА.

Измеритель состоит из трех конструктивно законченных блоков: блока управления генератора (БУ); повышающего трансформатора (ПТ); блока преобразователя (БП); кабелей, предназначенных для соединения между собой блоков измерителя и подключения измерителя к объекту измерений.

Измеритель обеспечивает возможность выполнения измерения параметров изоляции как по «прямой» (рис. 1.6), так и «перевернутой» (рис 1.7) схемам.

 

Рис. 1.6. «Прямая» схема измерений

 

Рис. 1.7. «Перевернутая» схема измерений

 

На рис.1.6 и 1.7 показаны следующие соединительные кабели:

1 – предназначенный для соединения высокопотенциального вывода повышающего трансформатора с клеммой «ВП» блока преобразователя и подачи испытательного напряжения на испытуемый объект C_X при измерениях по «прямой» схеме. для удобства подключения к объекту кабель оканчивается большим «крокодилом» (красная маркировка наконечников);

2 – предназначенный для подключения клеммы «Сх» блока преобразователя к испытуемому объекту;

3 – предназначенный для соединения низкопотенциального вывода повышающего трансформатора с клеммой «Э» блока преобразователя и корпусом испытуемого объекта при измерениях по «прямой» схеме; для удобства подключения к корпусу объекта кабель оканчивается струбциной;

4 – предназначенный для подключения выхода генератора к первичной обмотке повышающего трансформатора;

5 – предназначенный для подключения блока управления к розетке питающей сети 220 В.

 

Блок управления состоит из следующих функциональных узлов:

– устройства ввода (клавиатура) и отображения информации (дисплей);

– управляемого по частоте и напряжению генератора испытательного синусоидального напряжения с выходным усилителем;

– устройства управления с памятью результатов, выполненной на базе электрически стираемого запоминающего устройства;

– системы питания БУ;

– радиомодема с внешней антенной;

– внешней памяти на базе полупроводникового электрически стираемого запоминающего устройства, выполненной в виде картриджа РУКЮ 467542.001, предназначенной для обеспечения переноса результатов измерения в компьютер.

Клавиатура, дисплей, радиомодем и устройство управления БУ конструктивно размещены на лицевой панели (рис 1.8):

● индикатор «состояние» 2 для индикации фазы процесса измерения, имеет три состояния:

«¡» (выключено) – индикатор не горит, при этом генератор выключен, напряжение на выходе генератора отсутствует, измерение не выполняется;

«­» (набор Uисп) – индикатор горит прерывисто, при этом происходит увеличение напряжения на выходе генератора;

«l» (измерение) – индикатор горит непрерывно, при этом на выходе генератора присутствует заданное испытательное напряжение и выполняется измерение;

● двухстрочный дисплей (отсчетное устройство) 3 для отображения информации в процессе задания режима работы измерителя, выполнения измерения, отображения результатов измерения и просмотра памяти результатов;

● индикатор «преобр.» 4 для индикации состояния БП, имеет три состояния:

«l» (норма) – индикатор горит непрерывно, это состояние означает, что БП включен, и с ним установлен радиообмен, напряжение встроенного источника питания БП в норме;

«­» (разряд акк.) – индикатор горит прерывисто. Это свидетельствует о том, что напряжение на выходе встроенного источника питания БП уменьшилось до критического уровня (8,0 В);

«¡» (нет связи) – индикатор не горит. Это свидетельствует о том, что отсутствует связь между БУ и БП, осуществляемая через радиомодем;

● разъем 5 для подключения принтера или картриджа внешней памяти;

● стрелочный индикатор 6 для индикации величины напряжения на выходе усилителя генератора;

● кнопка «авар.выкл.» 7 для аварийного выключения генератора (для выключения высокого напряжения при необходимости);

● индикатор «Uвых» 8 для индикации наличия напряжения на выходе генератора (наличия высокого напряжения в измерительной схеме);

● цифровая клавиатура «0»¸«9» 9 для ввода цифровой информации и клавиша «<» для стирания последнего введенного символа;

● группа клавиш 10 для обеспечения работы оператора в меню задания параметров измерения:

а) «<» – переход к предыдущему пункту меню;

б) «>» – переход к следующему пункту меню;

в) «отмена (нет)» – отказ от выполнения действия;

г) «ввод (да)» – выбор (подтверждение) указанного действия;

д) клавиша «меню» 11 для входа в меню выбора параметров;

е) клавиша «память» 12 для просмотра или сохранения результатов измерений в памяти результатов устройства управления;

ж) клавиша «Uбат» 13 для вывода на дисплей значения напряжения встроенного источника питания БП;

и) клавиша «часы» 14 для перехода в режим просмотра показаний часов;

к) клавиша «измерение» 15 для перехода в режим измерения;

л) клавиша «печать» 16 для управления выводом результатов измерений на принтер;

м) таблица максимально-допустимых соотношений значений Uисп, Сх и tgδ 17.

Генератор испытательного напряжения с выходным усилителем и система питания расположены во внутренних отсеках БУ. Разъем для подключения блока управления к питающей сети 220 В, 50 Гц, держатели плавких вставок по сети 220 В, клеммы защитного заземления, разъем выхода генератора для подключения повышающего трансформатора, держатель плавкой вставки на выходе генератора и разъем для подключения внешней антенны радиомодема вынесены на заднюю панель БУ.

Внешний вид задней панели БУ представлен на рис. 1.9.

Рис. 1.8. Лицевая панель блока управления прибора «Тангенс–2000»

 

Рис. 1.9. Внешний вид задней панели блока управления: 1 – вставка плавкая на выходе генератора; 2 – разъем для подключения выхода генератора к ПТ; 3 – разъем для подключения выносной антенны радиомодема; 4 – вставка плавкая на входе питающей сети 220 В (генератор); 5 – вставка плавкая на входе питающей сети 220 В (управление); 6 – разъем для подключения питающей сети 220 В; 7 – клемма защитного заземления; 8 – клемма корпуса фильтра

Блок преобразователя (БП) состоит из следующих функциональных модулей:

– высоковольтного делителя;

– аналого-цифрового преобразователя;

– радиомодема;

– питания.

Общий вид блока преобразователя представлен на рис. 1.10.

 

 

Рис. 1.10. Внешний вид блока преобразователя: 1 – ручка для переноса БП со встроенной антенной радиомодема; 2 – индикатор мигающий «вкл»; 3 – выключатель для включения/выключения питания БП; 4 – крышка отсека батарей питания; 5 – разъем «С_X» для подключения измерительного кабеля; 6 – клемма «Э» – экран БП; 7 – крышка контейнера с влагопоглотителем; 8 – клемма высоковольтного потенциала «ВП»

 

Повышающий трансформатор, используемый в измерителе, представляет собой высоковольтный трансформатор, имеющий напряжение на низковольтной обмотке до 100 В, на высоковольтной – до 10000 В.

Блоком управления выполняются:

– обеспечение взаимодействия оператора с измерителем в процессе задания параметров работы измерителя;

– управление процессом измерения в соответствии с параметрами, заданными оператором;

– генерация синусоидального напряжения заданной величины;

– взаимодействие с блоком преобразователя через радиомодем;

– математическая обработка результатов измерений, полученных от БП;

– индикация режимов работы измерителя и результатов измерений;

– хранение результатов измерений;

– управление выводом результатов измерений на принтер и в картридж.

 

Блоком преобразователя выполняются:

– измерение фазового угла между напряжением на объекте и током, протекающим через объект;

– измерение действующих значений величин измерительного напряжения на контролируемом объекте и тока, протекающего через объект;

– измерение величины напряжения питающих БП аккумуляторов;

– взаимодействие с БУ через радиомодем.

Повышающим трансформатором (ПТ) производится трансформация напряжения, генерируемого БУ, в напряжение соответствующей величины.

В комплект измерителя входит блок поверки, предназначенный для проведения периодической поверки измерителя. Блок поверки представляет собой три составные меры, объединенные общей конструкцией, выполненные на основе прецизионных конденсаторов К71-7 и резисторов С2-29 в соответствии с требованиями ГОСТ 8.294. Блок поверки изготовлен в исполнении, отвечающем требованиям ГОСТ 22261 для электронных измерительных приборов группы 1, и предназначен для применения в нормальных условиях (табл. 1.4).

 

Таблица 1.4

Нормальные условия применения блока проверки

Параметр	Значение
Температура окружающего воздуха, ^0С	20±1
Относительная влажность воздуха, %	70÷80
Атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)	84÷106 (630÷795)

 

Блок поверки обеспечивает возможность выполнения поверки измерителя в трех точках шкалы значений tgδ (0,0005; 0,013; 0,1) при напряжении до 10000 В:

– для подключения к мере 1 (tgδ = 0,0005) используются клеммы «ВП» 4 и «НП1» 1 (рис 1.11);

– для подключения к мере 2 (tgδ = 0,013) используются клеммы «ВП» 4 и «НП2» 2;

– для подключения к мере 3 (tgδ = 0,1) используются клеммы «ВП» 4 и «НП3» 3.

Блок поверки поверяется комплектно по емкости и тангенсу угла диэлектрических потерь при трех значениях испытательного напряжения: 2500 В; 5000 В; 10000 В.

1.2.2. Принцип работы измерителя

Измерение параметров изоляции объекта измерителем выполняется автоматически, оператор после соединения соответствующим образом (см. рис. 1.6, 1.7) блоков измерителя с контролируемым объектом должен задать с помощью клавиатуры блока управления только величину испытательного напряжения. При необходимости оператор может ввести в память измерителя сопутствующие параметры.

Введенные значение Uисп, тип объекта, заводской номер объекта, личный номер оператора сохраняются в памяти блока управления при выключении питания и восстанавливаются при повторном включении, остальные необходимо вводить при каждом включении БУ.

Конструкция блока управления обеспечивает функционирование встроенных часов при отключении блока управления от питающей сети. Оператор имеет возможность корректировки показаний встроенных электронных часов и задания вида отображения результата измерения tgδ в абсолютных или относительных,%,единицах. При включении измеритель автоматически настраивается на отображение в виде, установленном в предыдущем цикле работы.

Блок схема интерфейса измерителя с оператором представлена на рис. 1.12.

Измерение параметров изоляции в измерителе выполняется через измерение фазового угла между напряжением на объекте и током через объект, измерение действующих значений величин измерительного напряжения на объекте и тока, протекающего через объект, с последующей математической обработкой результатов измерений.

Для обеспечения эффективной отстройки от помех измерение параметров изоляции объекта измерителем проводится автоматически при генерации блоком управления испытательного напряжения двух частот: первое – при частоте 44 Гц, второе – при 56 Гц.

При первом измерении блок управления настраивает генератор на частоту 44 Гц и начинает плавно увеличивать напряжение на выходе генератора от 0 до величины, заданной оператором. При этом загорается индикатор «Uвых», индикатор «СОСТОЯНИЕ» начинает мигать, на дисплее появляется текст

 

 

Испытательное напряжение Uисп с выхода 2 (см. рис. 1.9) через повышающий трансформатор подается на контролируемый объект, к которому подключен блок преобразователя (см. рис. 1.6, 1.7). Процесс изменения напряжения на выходе генератора и соответственно на контролируемом объекте, но с множителем 100, можно наблюдать по стрелочному индикатору 6 (см.рис 1.8) на лицевой панели блока управления.

Установление напряжения на объекте Uисп производится при измерении его величины блоком преобразователя и передаче измерительной информации в блок управления. Перед завершением набора напряжения на дисплей выводится текст

 

исп

 

где XXXXX– значение напряжения, измеренное на объекте.

По установлению заданной величины Uисп индикатор 2 «состояние» прекращает мигать и светится постоянно, в верхней строке дисплея отображается значение установленного напряжения, нижняя строка заполняется значками «>» по мере выполнения измерения

 

По мере установления заданной величины Uисп блок преобразователя производит измерение угла фазового сдвига между напряжением на испытуемом объекте и током через объект, величины действующего значения тока через объект, затем обработку полученной информации и передачу ее через радиомодем в блок управления.

Блок управления через радиомодем принимает измерительную информацию, выполняет преобразование полученной информации, помещает ее в память. на этом первое измерение заканчивается.

По завершению первого измерения (нижняя строка заполняется полностью) блок управления изменяет частоту генератора на 56 Гц, и цикл измерений повторяется с соответствующей индикацией номера измерения.

По завершению второго измерения блок управления плавно уменьшает U_исп до 0 В, индикаторы «U_исп» и «состояние» гаснут. Результаты измерений, полученные при первом и втором измерениях, обрабатываются блоком управления, и результат расчетов значений tgδ и С, приведенный к частоте 50 Гц, выводится на дисплей блока управления