5.3. Выполнение разрядных контуров

При создании испытательных устройств высокого напряжения, имеющих разрядные контуры, связанные с пробоями и перекрытиями, нужно учесть возможные последствия: появление помех при измерениях, скачки потенциала на заземленных предметах что приводит к большим измерительным ошибкам.

Напряженности электрического и магнитного полей в лаборатории зависят от напряжений и токов в разрядных контурах, а также от геометрических размеров этих контуров. Поэтому испытательные схемы должны быть компактными. Расстояние между источником напряжения и объектом должно быть минимальным и отвечать только требованиям электрической прочности. При испытании электрических аппаратов срезанным импульсом расстояние между испытуемым объектом и срезающим разрядником нормируется в каждом конкретном случае по условию получения допустимой скорости среза. Для уменьшения паразитных емкостей рекомендуют схему высокого напряжения собирать вдали от стен зала. Вблизи схемы не должны находиться посторонние заземленные предметы. Разрядные контуры собираются с помощью шин большого сечения, как на высоком напряжении, так и на заземленных участках. Для того чтобы разрядные токи контуров не протекали по участкам заземления, рекомендуют разрядный контур заземлять в одной точке: у объекта или источника напряжения.

При проведении испытаний громоздких объектов, их не всегда можно изолировать от земли. Тогда контур заземления является составной частью разрядного контура и должен выполняться специально. Так как в заземляющих проводах протекают токи, связанные с изменениями заряда на емкостях элементов схемы относительно земли, их активное и реактивное сопротивления должны быть минимальными.

Рекомендуется выполнять заземление в лабораториях следующим образом. Заземление непосредственно у источника напряжения или объекта должно быть в виде сплошного листа из хорошего проводящего материала, например из меди или латуни. Толщина листа не играет роли, так как глубина проникновения электромагнитного поля обычно составляет десятые доли миллиметра. Участки заземления на полу вблизи главного разрядного контура могут выполняться в виде сетки из хорошо проводящих массивных шин. Остальные части заземляющего контура, включая заземляющие провода, располагаемые на стенах и потолке, можно выполнены в виде сетки, размеры которой выбираются из условия экранирования зала. Несмотря на наличие сплошного листа непосредственно у источника напряжения, рекомендуется заземляющие провода, идущие от объекта, делителя напряжения, срезающего разрядника, выполнять широкими шинами, изолированными от земли и соединенными с контуром заземления в одной точке.

Соединение вывода ГИН с объектом должно иметь минимальную индуктивность, т.е. минимальную длину. Это же касается делителя напряжения, во избежание волновых процессов в соединяющих проводах. Для улучшения передаточных свойств делителя и избежания короны соединение выполняют трубой большого диаметра.

5.4. Особенности выполнения измерительных схем

В лабораториях высокого напряжения невозможно расположить рядом измерительный осциллограф и делитель напряжения и шунт. Между ними устанавливают соединительный коаксиальный кабель с заземленной оболочкой большой длины в зависимости от уровня напряжения. Кабели должны быть согласованы по концам.

Принципы согласования волновых сопротивлений кабелей рассмотрены в предыдущих лекциях. При снижения помех примяют кабели с двойной и тройной оплеткой. У многооплеточных кабелей все оплетки объединяются у делителя напряжения или шунта и соединяются с контуром заземления. Наружные оплетки соединяются с корпусом измерительной кабины, следующие оплетки кабелей объединяются на корпусе осциллографа, изолированного от кабины и земли. Измерительным кабелем являются жила и первая от нее оплетка.

Токи в оболочке кабеля, в том числе его емкостная составляющая (по емкостям оплетки кабеля относительно земли), обратно пропорциональны индуктивности контура «оболочка кабеля – заземление». Для уменьшения тока искусственно повышают индуктивность. Измерительный кабель наматывают на ферромагнитный сердечник и его оболочка для индуцированных токов представляет собой режекторный дроссель. Измеряемый сигнал при этом не меняется.