Способ поверки высоковольтных делителей напряжения и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при поверке высоковольт ных делителей напряжения переменного и импульсного токов. Цель изобретения - повышение достоверности и точности поверки за счет того, что измерения проводятся, в рабочих условиях работы де лителя . На чертеже изображено устройств реализующее предлагаемый способ. Ионизационные и температурные эффекты, свойственные сильньм поля и высоким напряжениями, обуславливают изменение номинальных значений резисторов и конденсаторов делителя, особенно тех, каторые составляют его высоковольтное плечо. Перечисленные эффекты не имеют мес та при поверке делителя на напряже ниях, меньших номинального, т.е. при низких напряжениях. В соответ ствии с этим коэффициент деления высоковольтного делителя при работ в условиях воздействия высоких напряжений отличаетсяот его коэффициента деления, определенного при низких напряжениях. РЫенно поэтому оверка высоковольтного делителя на низких напряжениях не дает точного значения коэффициента деления. С этой целью при способе поверки высоковольтных делителей напряжения, основанном на определении его коэффициента деления при напряжении, меньшем номинального, путем измерения значений этого напряжения на входе и выходе делителя, на вход делителя одновременно с низким подают высокое напряжение номинального значения, причем час тоты источников низкого и высокого напряжений выбирают из соотношения U . п . а влияние напряжев lUnl ния высоковольтного источника на входе и выходе поверяемого высоко вольтного делителя напряжения исключают путем частотно-избиратель ной фильтрации. Устройство для осутцествления способа содержит источник 1 низко вольтного напряжения, параллельно которому включен вольтметр 2, фил 3, вольтметр 4 и поверяемый делитель 5, источник 6 высоковольтног 52 напряжения, который через фильтр 7 подключен к де1штелю 5, выходной филь р 8 и вольтметр 9 для контроля выходного напряжения делителя 5. Элементы фильтров 3 и 7 выбираются с таким расчетом, что напряжение частоты -fg высоковольтного источника максимально подавляется на стороне источника низкого напряжения. В этом случае источник высокого напряжения не оказывает влияния на работу источника низкого напряжения . При этом напряжение частоты i ц источника низкого напряжения должно проходить на вход поверяемого делителя через этот фильтр с минимальным ослаблением. Дпя того, чтобы внутреннее сопротивление источника 6 высокогонапряжения не оказывало влияния на величину напряжения источника 1 низкого напряжения на входе поверяемого делителя, входное сопротивление фильтра 7 для частот 1 должно быть больше входного сопротивления делителя. . Готовность устройства к работе . проверяется следующим образом. При уменьшении до нуля значений напряжения низковольтного источника подается высокое напряжение номинального значения на вход делителя 5 и его значение контролируется вольтметром 4. Если показания вольтметра 9 при этом также уменьшаются до нуля, устройство готово для проведения измерений. Устройство, работает следующим образом. Напряжение низковольтного источника частоты 1ц проходит с минимальным ослаблением через фильтр .3 и попадает на вход, поверяемого делителя 5. Одновременно с напряжением низковольтного источника на вход делителя 5 подается напряжение высоковольтного источника номинального значения частотой i,. в Попадание напряжения высоковольтного источника на вход вольтметра 2 исключается фильтром 3. Наличие высокого напряжения номинального значения обеспечивает рабочую нагрузку всех элементов высоковольтного делителя. На выходе делителя напряжение высоковольтного источника фильтруется до минимума так, что на выходе фильтра 8 вольт31

метр 9 измеряет лишь напряжение источника низкого напряжения. Зная коэффициенты К и Kg передачи фильтров 3 и 8, а также измеряя напряжение низковольтного источника U, на входе фильтра 3 и напряжение Ug на выходе фильтра 8 вольтметром 9, определяют искомый коэффициент деления по формуле

J

k iii-. и k

Нестабильность коэффициентов передачи фильтров k и kg оказывает минимальное влияние на погрешность определения К если выбрать K-j-blCgC I при .

Экспериментально исследовался высоковольтный делитель напряжения емкостного типа, высоковольтное плечо которого составлено из 40 последовательно соединенных конденсаторов типа КСО-6-560±5%-Г, а низковольтное.- из двух параллельно, соединенных конденсаторов типа КСО-6 номина,аьным значением 1200 и 180 пФ. В соответствии с предлагаемым способом на испытуемы делитель подавалось одновременно высокое напряжение переменного тока с амплитудой до 40000 В и низко напряжение переменного тока с амплитудой 1 В. С целью облегчения реализации фильтров частоты источников выбраны значительно отличающимися одна от другой: частота выт соковольтного источника 50 Гц, низковольтного 1 МГц. В процессе экспериментирования коэффициент деления определялся при различных значениях напряжений высоковольтного источника в диапазоне 040000 В. Значение напряжения высоковольтного источника, прикладываемого к исследуемому делителю, контролировалось электростатическим вольтметром типа С100. Вольт902954

метоы В3-39 использовались как преобразователи переменного напряжения в постоянноеi величина которого контролировалась цифровым 5 вольтметром постоянного тока типа Щ1413.

Эксперименты показали, что относительное изменение коэффициента

(О деления исследуемого емкостного делителя при изменении напряжения, прикладываемого к делителю, в отмеченных пределах составляет 1,2%. При этом значение коэффициента деления делителя при изменении напря- жения высоковольтного источника в пределах 0-1 кВ c raiecTBeHHo не изменятся и составляет C 100,0. При дальнейшем увеличении напряжения высоковольтного источника коэффициент деления исследуемого делителя начинает изменяться и при напряжении 40000 В составляет К 101,2.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство для поверки высоковольтных делителей можно использовать в рабочих условиях, т.е. при воздействии высокого, напряжения (свыше 1 кВ).

Техническая эффективность изобретения заключается в тс, что коэф фициент деления высоковольтного, делителя является более точным, чем коэффициент деления, определяемый при низких .напряжениях. Более высокая достовернрсть достигается тем,, что высоковольтный делитель поверяется на рабочих напряжениях, а не на низких. Более высокая точность достигается за счет того, что предлагаемые способ и устройство для его осуществления учитьгоают изменение коэффициента деления, обусловленного влиянием высокого напряжения в процессе аттестации.

О о

1. Способ поверки высоковольтных делителей напряжения, основанный на определении его коэффициента деления при напряжении, меньшем номинального, путем измерения значений напряжения на входе и выходе делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения достов рности и точности поверки за счет того, что измерения проводятся в рабочих условиях работы делителя, на вход делителя одновременно с низким подают высокое напряжение номинального значения, причем частоты источников низкого и высокого напряжений выбирают из соотношения 1и,1 17 а влияние напряже «( ния высоковольтного источника на входе и выходе поверяемого высоковольтного делителя напряжения ис-. клю.чают путем частотно-избирательной фильтрации. 2. Устройство для поверки высоковольтных делителей напряжения . содержащее источн1чс низкого напряжения, переменного тока, вольтметры, контролирующие значения напряжений источника низкого напряжения до и после делителя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены источник высокого напряжения и фильтры, причем высоковольтная клеима поверяемого делителя соединена с высокопотенциальными клеммами источников, так же СП как и выходная клемма делителя с вольтметром, через соответствующие фильтры. .