Устройство для измерения параметров разрядов в электрических машинах и аппаратах с экранированным токопроводом Советский патент 1992 года по МПК G01R31/00 

фуг.;

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров частичных, искровых и дуговых разрядов в обмотках электрических машин и аппаратов, имеющих токоподводы, выполненные экранированным токопроводом.

Цель изобретения - повышение точности и уровня безопасности измерения.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведена конструкция устройства, где обозначены:

измерительный элемент 1, первые изоляторы 2, экран 3, токоведущая шина 4, разделительный конденсатор 5,-кабель 6, регистрирующий блок 7, вторые изоляторы 8. причем измерительный элемент 1 закреплен на изолятора/ 2 на внутренней поверхности экрана 3 токопроаода коаксиально последнему. Измерительный элемент 1 образует с то ко веду щей шиной 4 и экраном 3 емкостный делитель напряжения,- Емкость верхнего плеча делителя образована измерительным элементом 1 и участком токове- дущей шины 4, нижнего - измерительным элементом 1 и участком кожуха токопровода 3, причем средней точкой делителя является измерительный элемент 1, к которому через разделительный конденсатор 5 и кабель б подключено регистрирующее устройство 7. Токоведущая шина 4 закреплена внутри кожуха токопровода 3 посредством изоляторов 8.

Параметры устройства выбираются с учетом требований безопасности, точности и достоверности измерении.

Расстояние И между измерительным элементом 9 и экраном гокопровода 3, а следовательно и коэффициент передачи емкостного делителя определяется из условия невозможности пробоя промежутка между измерительным элементом 1 итоковедущей шиной 4 во всех режимах работы контролируемого объекта и обеспечения безопасного уровня напряжения промышленной частоты на измерительном элементе 1 относительно экрана токопроводз для данного класса электроустановки и определяется по формуле:

lliyin)

H Јi(ui-u2)

(D

X Г

ЈШ2

Ј1(U1 --U2)-bЈ2U2

где Ui - максимальное напряжение натоковедущей шине 4, В,

U2 5 Идол - требуемый уровень напряжения на измерительном элементе 1, В,

Ццоп - допустимый (безопасный) уровень напряжения для данного класса электроустановки, В,

R - внутренний радиус экрана 3 токо- провода объекта контроля, м,

г-наружный радиус токоведущей шины 4, м,

Ј1 - относительная диэлектрическая проницаемость среды между измеритель- ным элементом 1 и токоведущей шиной 4 токопровода объекта контроля,

Ј2 - относительная диэлектрическая проницаемость среды между измерительным элементом 1 и экраном токопровода объекта контроля.

Таким образом, размещение измерительного лемента 1 на расстоянии Н от экрана 3 токопровода объекта контроля, определяемом из выражения (1) обеспечивает величину напряжения промышленной частоты на измерительном элементе не превы- шающую допустимое (безопасное) напряжение для данного класса электроустановки, что повышает урсЗвень безопас- ности измерения. Длина образующей измерительного элемента определяется из условия обеспечения заданной погрешности измерения по формуле:

(Kg-1)-C-(R-H)

I г п

Kg У Ј2 Ј0 IЛ)

где - длина окружности измерительного

элемента, м,

С - эквивалентная емкость, подключаемая к измерительному электроду относительно земли (экрана токопровода объекта контроля), Ф,

у- заданная погрешность измерения,

е0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м,

Kg Ui/U2 - коэффициент передачи делителя, образованного емкостями измерительного элемента относительно токоведущей шины и экрана токопровода объекта контроля.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый объект, в котором из- мерягат уровень разрядов связан с токоведущей шиной 4 экранированного токопровода. При пояснении в контропи- руемом объекте импульсов частичных разрядов напряжение на его выводах, а, следовательно, на токоведущей шине 4 будет изменяться за счет увеличения емкости объекта. При этом появляется емкостный импульсный ток переходного процесса и

возникают высокочастотные колебания в схеме, импульсы тока замыкаются по цепи образованной емкостью электродов (выводов) объекта и землей, т, е. через емкость системы коаксиальных цилиндров 3 и 4 то- копровода и в том числе через емкостный делитель напряжения, верхнее плечо которого образовано токоведущей шиной 4 и измерительным элементом 1, а нижнее - экраном 3 токопровода и измерительным элементом 1. Последний является средней точкой делителя напряжения и соединен через разделительный конденсатор 5 с кабелем б и регистрирующим блоком 7. На емкости образованной измерительным элементом 1 и экраном 3 возникает падение напряжения, вызванное протеканием импульсов тока разрядов через емкостный делитель напряжения. Этот полезный сигнал и фиксируется блоком 7.

Формула изобретения Устройство для измерения параметров разрядов в электрических машинах и аппаратах с экранированным токопроводом,содержащее измерительный элемент и регистрирующий блок, к входу которого подключен выход измерительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и уровня безопасности измерения, измерительный элемент выполнен в виде металлического цилиндра или его части, расположенного коаксиально токоведущей шине токопровода объекта контроля на расстоянии Н от экрана токопровода объекта контроля, и длиной L образующей измерительного элемента, определяемым по формулам: Јi(u-i -ui)

H-R-R -u2)

eiU2

X Г

61(U1 -U2)+Ј2U2

R

() С () П1ГГн- ,Kg -у Ј2 -Јo 1

где R - внутренний радиус экрана токопро- вода объекта контроля, м;

г - радиус токоведущей шины токопровода объекта контроля, м;

Ui - максимальное напряжение на токоведущей шине токопровода объекта контроля-В; л

IJ2 - напряжение на измерительном элементе (U2 Ug), В;

Ug - безопасный уровень напряжения, В;

в относительная диэлектрическая

проницаемость среды между измерительным элементом и токоведущей шиной токопровода объекта контроля;

Ј2- относительная диэлектрическая проницаемость среды между измерительным элементом и экраном токопровода объекта контроля;

I - длина окружности измерительного элемента, м;

С - эквивалентная емкость, подключаемая к измерительному элементу относительно земли (экрана токопровода объекта контроля) Ф,

у- заданная погрешность измерения; Јо диэлектрическая проницаемость

вакуума, Ф/м;

Kg U1 /Ua - коэффициент передачи делителя, образованного емкостями измерительного элемента -относительно токоведущей шины и экрана токопровода объекта контроля.

7/7///J/////////////////////////////////////S/r/7//f.

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может бьпъ использовано для измерения параметров разрядов в обмотках электрических машин и аппаратов. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный элемент (1), первые изоляторы (2), :,:ран (3), разделительный конденсатор (5), кабель (6), регистрирующий блок (7), вторые изоляторы

/////.////.//г//////////.//.////f//f//r///f////f/ffЈ//f//l

Фиг- 2