3. Імпульсні випрямляючі установки

напруга електричній ізоляція газовий

Для випробування ізоляції високовольтного обладнання грозовими та комутаційними імпульсами використовуються генератори імпульсних напруг (ГІН).

Грозові впливи відтворюються стандартним імпульсами напруги: повною і зрізаною хвилями. Стандартні імпульси (1,2/50 або 2,0) можна отримувати на установці, схема котрої наведена на рис. 3.7.

Рисунок 3.7 – Принципова електрична схема ГІН з одностороннім зарядженням: Т – високовольтний трансформатор; V – випрямляч; - опір для обмеження зарядного струму; - зарядні опори; - іскрові проміжки; - ємності ступенів ГІН; - «паразитні» ємності; - фронтові опори і ємність; - розрядний опір; - опір навантаження

Зарядження ємностей виконується паралельно, а розряджаються вони послідовно, що призводить до додавання до складання зарядних напруг ступенів.

Для забезпечення практично однакового зарядження всіх конденсаторів до необхідно дотримуватись умови . При напрузі пробивається тільки . Ємність розряджається в контурі , але велике (десятки кОм). В перший момент розрядження йде по ( , - кругова частота порядку мегагерц, тобто - є малим). - швидко заряджається до . Тому може мати відстань в два рази більшу, ніж і т. д.

Для регулювання параметрів імпульсу напруги і отримання стандартної хвилі використовуються елементи - фронтовий опір, - фронтова ємність, - розрядний опір.

Довжину фронту формують і , довжину імпульсу , тобто разом з .

60360\* MERGEFORMAT (.)

61361\* MERGEFORMAT (.)

Зміна амплітуди імпульсу регулюється зміною відстані між кульовими електродами . Проміжок служить для відділення зарядної ємності ГІН від навантаження при зарядженні конденсаторів постійною напругою, щоб виключити вплив постійної зарядної напруги на навантаження.

ГІН використовується для випробування ізоляції високовольтного обладнання. Внутрішня ізоляція випробовується прикладанням 3-х імпульсів повних і 3-х імпульсів зрізаних додатної та від’ємної полярності.

1. Генераторі імпульсних струмів (гіс)

Генератори імпульсів струмів використовуються для імітації впливів стуму великої амплітуди. Електрична схема ГІС наведена на рис. 3.8.

Рисунок 3.8 – Електрична схема ГІС: - високовольтний випрямляч; - опір для обмеження зарядного струму; - батарея конденсаторів; - розрядник керований; - навантаження; - індуктивність розрядного контуру

Після спрацювання розрядника батарея конденсаторів розряджається на опір навантаження. Наприклад, в канал розряду після пробою. Величина струму визначається, в першу чергу, індуктивністю і ємністю розрядного контуру.

62362\* MERGEFORMAT (.)

де - зарядна напруга; - індуктивність контуру; (якщо ) – ємність розрядного контуру.

4. Вимірювання високих напруг

1. Кульові розрядники

Для вимірювання високих напруг широко використовуються кульові розрядники. Це універсальний вимірювальний пристрій, котрим можна вимірювати амплітудні значення постійної, змінної, високочастотної та імпульсної напруги.

Величина пробивної напруги залежить від відстані між кулями, їх діаметра, способу підключення (симетричне, чи одна куля заземлена), відносної густини повітря .

Для отримання високої точності необхідно виконати ряд умов.

1. Відстань між кулями не повинна перевищувати , де - діаметр куль. Отже, для широкого діапазону вимірюваних напруг потрібен набір куль різного діаметра.

2. Поверхня куль повинна бути гладкою та чистою. Шар пилюки знижує пробивні напруги.

3. Відстань від куль до предметів заземлених чи тих, що перебувають під напругою, повинна бути не менше .

4. Для отримання стабільних результатів вимірювань необхідне опромінення розрядного проміжку ультрафіолетовим випромінюванням чи радіоактивними ізотопами, особливо при малих відстанях між кулями.

5. Вимірювання слід проводити 4-5 раз і за виміряну величину приймати середнє арифметичне значення, оскільки має місце статичний розкид пробивних напруг.

Вимірювання постійних і змінних напруг виконується наступним чином. Спочатку встановлюється свідомо більша відстань між кулями, що виключає пробій при вимірюваній напрузі. Потім на кульовий розрядник подається напруга і відстань між кулями плавно зменшується до виникнення пробою проміжку. Ця процедура виконується 4-5 раз. Визначається середня пробивна напруга, потім за таблицею знаходиться відповідна напруга.

При вимірюванні амплітуди імпульсної напруги за пробивну відстань приймають таку, при котрій половина поданих імпульсів прикладених до розрядника, викликає пробій проміжку, а половина не викликає. Цю напругу називають 50%-ною пробивною напругою. Величину пробивної напруги визначають з таблиць за отриманою пробивною відстанню.

При вимірюванні користуються ґрадуювальними таблицями, що дають зв’язок пробивної напруги з діаметром кульових електродів та відстанню між ними. Таблиці Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК) складені для нормальних атмосферних умов ( , і ).

У тих випадках, коли вимірювання проводяться в умовах, відмінних від нормальних, вводиться поправка на відносну густину повітря . Тоді шукане значення напруги буде рівне:

63363\* MERGEFORMAT (.)

де - табличне значення пробивної напруги;

64364\* MERGEFORMAT (.)

де і - відповідно тиск в мм. рт. ст. і температура в градусах Цельсія навколишнього середовища при проведенні вимірювань.

Окрім кульових розрядників є ще цілий ряд пристроїв і приладів для вимірювання високої напруги.