УДК 621.317
П.І. Борщов, канд. техн. наук
ПІДВИЩЕННЯ ЗАВАДОСТІЙКОСТІ ВИМІРЮВАННЯ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВИСОКОВОЛЬНОЇ ІЗОЛЯЦІЇ
Вимірювання діелектричних параметрів високовольтної ізоляції часто відбувається в умовах впливу електромагнітних завад промислової частоти. При проведенні періодичного контролю діелектричних параметрів об’єкт відключають від електричної мережі. Застосовують допоміжне джерело випробувальної напруги, при цьому на об’єкт діють ємнісні наведення від розташованих поруч електричних шин та обладнання. Для боротьби з такими завадами традиційно використовували фазорегулятор, за допомогою якого фаза випробувальної напруги встановлювалась таким чином, щоб струм через об’єкт був синфазним або протифазним струму завади. Далі здійснювали два вимірювання з перемиканням полярності випробувальної напруги і за їх результатами обчислювали ємність та тангенс кута втрат об’єкта. Цей метод потребував громіздкого фазорегулятора і досить великих затрат часу на настроювання його фази.
Процедура виключення впливу завад значно спрощується при використанні комбінованих вимірювачів електричних величин на промисловій частоті [2, 3], що здійснюють прямі вимірювання ефективних значень перших гармонік двох вхідних змінних струмів або напруг, а також кута фазового зсуву між ними. Результати вимірювання представляють собою параметри двох обертових векторів, що характеризують два вхідних струми. Це дає змогу використати метод комплексних амплітуд [1]. При цьому зникає необхідність у фазорегуляторі. Розроблено метод корекції похибок, обумовлених завадами, згідно з яким проводять два вимірювання з перемиканням полярності випробувальної напруги на протилежну. Вектор струму, що надходить на вимірювальний вхід приладу в першому такті, дорівнює геометричній сумі вектора струму через об’єкт та вектора завади, а в другому такті – геометричній різниці цих векторів. Вектор струму через об’єкт обчислюється у вигляді півсуми першого вектора і другого, помноженого на відношення ефективних значень опорних струмів у першому і другому такті вимірювань.
Для безперервного контролю стану ізоляції у процесі експлуатації використовують метод порівняння: вимірюють ефективні значення струмів через ізоляцію двох об’єктів, підключених до одного джерела високої напруги, та фазового кута між ними. Суттєвий вплив на результат вимірювання мають завади у вигляді різниць потенціалів точок заземлення кожного з об’єктів та вимірювального пристрою. Розроблено метод виключення впливу таких завад, що передбачає вимірювання в три такти: суми корисного струму та завад, струму завади на опорному вході та струму завади на вимірювальному вході. Для отримання результуючого вектора струму від вектора, отриманого у першому такті, віднімають вектори струмів завад, що отримані у другому та третьому тактах вимірювань.
Експериментальна перевірка показала, що використання розроблених методів дає можливість практично виключити вплив завад промислової частоти, рівень яких досягає 5…10 % від рівня струмів через об’єкти вимірювань, при цьому похибка вимірювання тангенсу кута втрат не перевищує 0,01 %, тобто практично відповідає похибці приладу, який він має в умовах відсутності завад.
1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники: В 3-х ч. Ч.1. Линейные электрические цепи. – М.-Л.: Энергия. – 1964. – 311 с.
2. Борщев П.И. Селективный измеритель электрических величин на промышленной частоте // Техн. електродинаміка. – 2005. – № 4. – С.74–78.
3. Борщев П.И., Ободовский В.Д., Перепечкин А.Е. Прибор для контроля диэлектрических характеристик высоковольтной изоляции под рабочим напряжением // Техн. електродинаміка. – 1999. – № 2. – С.65–69.