книги из ГПНТБ / Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник

и трансформаторов напряжением до 1 кВ мощностью

мощности генератора илп трансформатора менее 100 кВ - А

шей мощности — не более 4 Ом.

дет ток.

ЕСЛИ ОДИН зажим элек­

тростатического вольтмет­ ра соединить с первым заземлителем, а второй за­ жим при помощи железно­ го штыря — зонда соеди­ нять с землей в точках, расположенных на пря­ мой, соединяющей зазем­ лители, то можно полу­ чить кривую падения напряжения по линии, сое­ диняющей заземлители (рис. 6-39, а). Из кри­ вой видно, что вблизи заземлителей напряжение

растет, а далее на среднем участке между трубами остается неизменным.

Такое распределение напряжения объясняется тем, что линии тока у первого заземлителя расходятся, а у второго сходятся, следовательно, плотность тока вблизи заземлителен большая, а на большом расстоянии от них ничтожно малая.

На основании сказанного выше сопротивление пер­ вого заземлителя гд = С/дд//, а второго гв =

210

Точки поверхности земли в зоне, падение напряжения в которой равно нулю (зона ДГ, рис. 6-39), называются точками нулевого потенциала.

Потенциал <рх любой точки х в зоне заземлителя будет равен напряжению между этой точкой и точкой нулевого потенциала, например точкой Д:

Кривая распределения потенциала на поверхности земли на линии, соединяющей заземлители А и В, дана на рис. 6-40, форма ее зависит только от формы заземлителей и их расположения.

Измерение сопротивления заземления можно произ­ водить различными методами, например методом ампер­ метра и вольтметра; методом компенсации; при помощи специальных логометров и др. Во всех случаях изме­ рения сопротивления заземления применяют перемен­ ный ток.

6-16. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ З А З Е М Л Е Н И Я МЕТОДОМ А М П Е Р М Е Т Р А И В О Л Ь Т М Е Т Р А

Испытуемый заземлитель А (рис. 6-41) и вспомога­ тельный заземлитель В соединены со вторичной обмоткой силового трансформатора. Измерив ток амперметром и напряжение вольтметром, соединенным с заземлителей А и зондом, расположенным в зоне нулевого потенциала,

211

довательно (рис. 6-42), а напряжение на зонде должно быть ничтожно малым. В противном случае возникнет значительная погреш­ ность. Она может быть

выражена так:

Для измерений следует применять вольтметры электро­ статической, электронной ИЛИ детекторной систем.

Этим методом, рекомендуют пользоваться при ответ­ ственных измерениях и при изменении малых сопротив­ лений заземлений.

и измерительный механизм И магнитоэлектрической си­ стемы, присоединенный ко вторичной обмотке изолирую­

от зажима генератора Г по первичной обмотке трансфор­

212

= U2, при которой тока в первичной обмотке изолирую­ щего трансформатора не будет, а следовательно, не будет

соединенные вместе, присоединяются к одному зажиму измеряемого сопротивления, а второй зажим его присое­ диняется к зажиму 1 прибора. Процесс измерения не отличается от рассмотренного выше.

Изолирующий трансформатор и механический выпря­ митель обеспечивают независимость показаний от блуж­ дающих токов. Сопротивления зонда мало влияют на результат измерения.

6-18. ИЗМЕРИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ З А З Е М Л Е Н И Я Т И П А МС-08

Принципиальная схема измерителя дана на рис. 6-44. Одна рамка логометра включена в цепь тока 1Х последо­ вательно с испытуемым заземлителем А и вспомогатель­ ным заземлителем В. Вторая рамка логометра вместе с добавочным резистором гд подключена к испытуемому

213

заземлителю и зонду ЗН. Цепь второй рамки, сопротив­ ление которой г3 , находится под напряжением, равным

тивление зонда (гз и ) может изменяться, поэтому добавоч­

преобразователя ток в его цепи проходит в одном направ­ лении (рис. 6-45). Затем преобразователь переключает часть цепи, состоящей из измеряемого заземлителя, земли и вспомогательного заземлителя, и по ней в течение второй половины оборота проходит ток обратного направления.

214

Следовательно, в земле проходит переменный ток, и к двум щеткам механического выпрямителя, соединенным с землей, будет приложено переменное напряжение; на двух других щетках этого выпрямителя будет выпрям­ ленное напряжение, под которым и находится цепь вто­ рой рамки и добавочного сопротивления. На рис. 6-45 участки цепи, по которым проходит переменный ток, показаны пунктиром.

Механический преобразователь и выпрямитель де­ лают показания прибора практически не зависимыми от блуждающих токов, а регулируемый добавочный резистор исключает влияние сопротивления зонда.

У прибора имеются три предела измерения: 10, 100 и 1 ООО Ом.

Глава седьмая

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ, ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ И ЕМКОСТИ

7 - 1 . З А М Е Ч А Н И Я , ОТНОСЯЩИЕСЯ К ИЗМЕРЕНИЮ

ИН Д У К Т И В Н О С Т И , ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ

ИЕМКОСТИ

При выборе метода измерения и производстве измере- . ний необходимо иметь в виду, что индуктивность L и взаимная индуктивность М могут зависеть от тока, напря­ жения и от внешних электромагнитных полей, а емкость С — от частоты переменного тока, напряжения, темпе­ ратуры и т. п.

Если тот или другой фактор влияет на измеряемую величину и им пренебречь нельзя, то при измерении необ­ ходимо создать те же условия, в которых измеряемый объект будет находиться при его эксплуатации. Если зависимость между влияющим фактором и измеряемой величиной известна, то измерение можно проводить в лю­ бых условиях, но после измерения сделать соответствую­ щий пересчет результата измерения.

215

7-2. ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ Н А ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

ние катушки относительно велико, то следует пользо­ ваться схемой, аналогичной указанной на рис. 6-13, а.

Точность измерения этим методом низкая из-за сум­ мирования погрешностей показаний приборов.

б) Метод ваттметра

Используя показания приборов (рис. 7-2), опреде­ ляем активное сопротивление катушки г = PIP. Затем

— в -

Рис . 7-2. Схема для измерения индук­ тивности амперметром, вольтметром п ваттметром.

по (7-1) вычисляем искомую индуктивность. Или, заменив в (7-1) величину г, получим:

Точность измерения этим методом также низкая.

216

7-3. ИЗМЕРЕНИЕ ВЗАИМНОЙ И Н Д У К Т И В Н О С Т И Н А ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

=М11®, то взаимную

Для измерения э. д. с. следует пользоваться вольт­ метром электростатической, электронной или детектор­ ной систем.

б) Метод последовательного соединения катушки

Как известно из электротехники, при согласном после­ довательном соединении двух катушек (рис. 7-4, а) их

0 ^ - _ B - 0 ^ J w t 5 v r

ее можно определить одним из методов измерения индук-

217

тивности, например методом амперметра и вольтметра, применяя формулу

где za — полное сопротивление цепи двух катушек при согласном последовательном соединении их.

При встречном последовательном соединении двух катушек (рис. 7-4, б), как известно, их общая индуктив-

Индуктивность LG МОЖНО определить теми же методами, что и индуктивность L a , в частности методом амперметра и вольтметра, применяя формулу

A > = 4 l A § - ( r 1 + r 2 ) 2 ,

где Z(3 — полное сопротивление цепи двух катушек при встречном последовательном соединении их.

Вычитая почленно из (7-4) (7-5), получаем:

Пренебрегая потерями в диэлектрике конденсатора, емкость его можно определить методом амперметра и

При измерении емкости этим методом напряжение должно быть синусоидальным, так как в противном случае за счет высших гармоник может произойти значительное искажение кривой тока, что может привести к большим погрешностям измерения.

218

б) Метод ваттметра

Определив по показанию приборов (рис. 7-6) ток, напряжение и мощность, можно вычислить сначала ак­ тивное сопротивление г =

=PIP, полное сопротив­

ление цепи z = UII = 0 0

— У г2 -f- [l/(o)6')J2 , а затем и искомую емкость:

' С = 1/(со Vz2 - г2 )

или, объединив написанные формулы, получим:

Мощность потерь в конденсаторе

P = UIcOSq>=I*-±-tg6,

откуда тангенс угла потерь

Точность измерений при этом методе такая же или песколько выше, чем у предыдущего (§ 7-4, а).

Измерение ваттметром мощности потерь в конденса­ торах не всегда возможно вследствие ее малости. Поэ­ тому чаще пользуются мостовыми методами измерений емкости.

7-5. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ Б А Л Л И С Т И Ч Е С К И М Г А Л Ь В А Н О М Е Т Р О М

219