3.4.3. Дільники напруги (дн)
ДН дозволяють не лише вимірювати напругу, але і зафіксувати форму впливаючого сигналу за допомогою електронного осцилографа (рис 3.10).
Рис. 3.10. Схема виміру високої напруги за допомогою дільника напруги
Застосовуються дільники: омічні, місткості і змішані омічні місткості.
Дільник характеризується коефіцієнтом ділення Кд - відношення величини повного опору дільника до величини опору низьковольтного плеча з урахуванням передавального кабелю Zк і вимірювального пристрою.
Вимоги, що пред'являються до дільників напруги, :
1. Коефіцієнт ділення не повинен залежати від амплітуди, полярності, тривалості вимірюваної напруги.
2. Коефіцієнт ділення не повинен залежати від зовнішніх електричних полів.
3. Дільник має бути зручним в експлуатації і відносно дешевим.
У кожного типу дільника є свої достоїнства і недоліки. Найбільш універсальним є третій тип дільника - омічний для місткості, правда, він і найбільш складний.
3.4.3.1. Омічний дільник (R1>>R2)
Схема омічного дільника приведена на рис. 3.11.
Як опір високовольтного плеча R1 використовують рідинні або дротяні малоіндуктивні резистори.
Рідинні резистори виготовляють, наприклад, з розчину CuSO4 в дистильованій воді.
Рис. 3.11. Схема заміщення омічного дільника
Недоліки рідинних омічних дільників : Кд залежить від температури, від забруднення сторонніми іонами.
Дротяні резистори виготовляють з високоомного дроту - ніхрому, константана. Застосовується малоіндуктивне біфілярне намотування з малим кроком. Індуктивність дротяних резисторів більша, ніж рідинних. Це призводить до спотворення форми імпульсів при коротких часах дії.
3.4.3.2. Дільник (C2>>C1) ємносний
Схема дільника ємності напруги приведена на рис. 3.12.
Рис. 3.12. Схема заміщення ємнісного дільника напруги
Основний недолік дільника ємності : неможливо точно погоджувати з передавальним кабелем, що призводить до наявності відбитого сигналу і спотворення основного. При коротких часах дії краще, ніж омічний ДН. Складнощі при розрахунку Кд.
3.4.3.3. Змішаний дільник напруги
Схема змішаного дільника напруги приведена на рис. 3.13
Рис. 3.13. Схема заміщення змішаного дільника напруги
Складність в налаштуванні змішаного дільника напруги, оскільки Кд по З і R мають бути однакові. Кд З = Кд R. Складно розрахувати Кд. Має достоїнства омічного і місткості дільників, тобто можна вимірювати короткі і довгі сигнали. Недоліки: складність виготовлення і дорожнеча.
Дільник повинен приєднуватися безпосередньо до об'єкту випробувань, а не через довгі шини (рис. 3.14), що підводять
Рис. 3.14. Схема приєднання високовольтного дільника до об'єкту, на якому виробляється вимір високої напруги
IV. Перенапруги і захист від них
4.1. Класифікація перенапруги
Перенапруження - всяке підвищення напруги в електричній мережі більше максимального робітника U р.макс U H 0,2 0,05* U H залежно від класу напруги.
При перенапруженнях створюються важкі умови для роботи ізоляції, оскільки вони можуть у багато разів перевищувати Uр.макс.
Перенапруження підрозділяються на
1. зовнішні (грозові);
2. внутрішні (перехідні процеси в електричних мережах). На схемі приведена класифікація перенапружень.
Необхідно знати наступні характеристики перенапружень :
Максимальне значення амплітуди напруги при перенапруженні Uмакс або кратність перенапружень :
.
2. Тривалість дії перенапруження.
3. Форму кривої перенапружень (аперіодична, коливальна, високочастотна та ін.)
4. Широту охоплення елементів електричного ланцюга.
Усі перераховані характеристики мають стохастичну природу і мають значний статистичний розкид, який обов'язково враховується при розрахунках. Для ізоляції високовольтних пристроїв низьких класів напруги (U≤220 кВ) найбільш небезпечними є грозові перенапруження. Їх ізоляція витримує комутаційні перенапруження будь-якої кратності.
Для ізоляції високовольтних пристроїв високих і надвисоких класів напруги (U>330 кВ) найбільш небезпечними є комутаційні перенапруження.
Тому на низьких класах напруги обмежують спеціальними пристроями тільки грозові перенапруження, а на високих класах примусово обмежують і внутрішні перенапруження.