1.1.2. Мост переменного тока р5026

Мост переменного тока Р5026 предназначен для измерения диэлектрических характеристик емкости С и tgδ диэлектриков, конденсаторов, изоляции высоковольтного промышленного оборудования при частоте 50 Гц при низком и высоком напряжении вплоть до 10 кВ.

Устройство моста реализовано на основе схемы Шеринга (рис. 1.4), описанной лабораторной работе № 3.2 и литературе [1, п. 4.4].

Аналогично подобным мостовым схемам, принцип работы прибора Р5026 заключается в балансировке моста переменного тока таким образом, чтобы индикатор, включенный в соответствующую диагональ моста, показывал по возможности наименьшее значение при наибольшей чувствительности гальванометра (см. описание моста Р577). После балансировки на панели прибора (рис. 1.5) считываем соответствующие параметры, которые связаны с измеряемыми значениями емкости С конденсатора с диэлектриком и тангенса угла диэлектрических потерь tgматериала.

Схема моста, используемого в работе для измерения емкости конденсаторов, приведена на рис. 1.4 [1]. Принцип работы мостовой схемы и расчеты его параметров описаны в пособии [1, п. 4.4]. В процессе анализа устройства моста следует уделить особое внимание отличиям между "прямой" и "перевернутой" схемами. В лаборатории реализована "перевернутая" схема Шеринга измерения (рис. 1.4).

А

C_x C₀

 220 В U₂ Р С D Р

С₄

R₃ R₄

В

Рис. 1.4. Упрощенная схема (″перевернутая″) моста Шеринга

С расположением рукояток управления моста Р5026 следует ознакомиться на стенде в лаборатории (рис. 1.5).

Рассмотрим алгоритм измерения емкости с помощью моста Р5026:

1. Не включая мост Р5026, в соответствии с обозначениями управления устанавливаем рукоятки и потенциометры в исходное состояние: N = 1; Б = tg₂; A = 1; "Чувствительность"– "mах", потенциометр, регулирующий напряжение на образце (находится в блоке с образцами) – в положение "0", потенциометр С₄ – "0 0 0 0"; R₃ – "0 0 0 0" (не рекомендуется использовать крайнюю правую декаду магазина).

2. Включаем мост переменного тока с помощью тумблера "Вкл.". Нажимаем кнопку "Контроль". Стрелка прибора-индикатора должна отклониться не менее чем на 30 A. Этот факт свидетельствует об удовлетворительной работе схемы.

Рис. 1.5. Внешний вид панели моста Р5026

3. Устанавливаем начальное рабочее напряжение с помощью потенциометра установки напряжения на образце (например, U = 5…10 В). Стрелка прибора устанавливается в произвольное положение.

4. Регулируя потенциометры R₃, добиваемся минимально возможного отклонения стрелки гальванометра-индикатора (потенциометр чувствительности установлен в положение "mах").

5. В соответствии с используемой схемой Шеринга (рис. 1.4) значение емкости конденсатора или образца диэлектрика рассчитываем по формуле

С_х = С₀R₄/R₃, (1.7)

где С₀  значение эталонного конденсатора в схеме Шеринга, равное 50 пФ; R₄ = 3183N.

Например, при R₃ = 100,0 имеем

C_х = 3183150/100 = 1592 пФ ≈ 1,6 нФ.

6. В соответствии с используемой схемой Шеринга (рис. 1.4) значение тангенса угла диэлектрических потерь материала рассчитываем по формуле

tgδ = ωC₄R₄, (1.8)

где ω – угловая частота на промышленной частоте f = 50 Гц; ω = 2f = 314 рад/с.

В лабораторных работах исследуются конденсаторы и материалы с высокими диэлектрическими характеристиками, значения tgδ которых сопоставимы с предельными величинами, регистрируемыми прибором, поэтому экспериментальное значение С₄ может быть ″нулевым″.

7. После определения значения емкости С расчет величины относительной диэлектрической проницаемости производится по формулам (1.5), (1.6) в соответствии с формой и размерами образца.