Профилактика аварий с высоковольтным оборудованием практически немыслима без систематических измерений угла диэлектрических потерь (tgδ).
Существующие методы измерения (tgδ) доступны лишь крупным энергетическим системам ввиду сложности, высокой стоимости и дефицитности нужных для этих измерений приборов (мост Шеринга, астатический чувствительный ваттметр).
Предлагаемое устройство для измерения угла диэлектрических потерь не имеет этих недостатков. В нем определение угла диэлектрических потерь осуществляется путем сравнения двумя зеркальными вибрационными гальванометрами емкости конденсатора, диэлектриком которого служит исследуемый материал, с емкостью эталонного конденсатора. Сущность же изобретения заключается в применении синхронно вращающегося зеркального винта или подобного механизма для развертки на неподвижном экране световых лучей, отраженных от зеркал, гальванометров, с тем, чтобы по углу между изображениями лучей на экране можно было судить об угле сдвига фаз между токами, протекающими через эталонный и исследуемый конденсатор.
Изложенное поясняется чертежом, на фиг. 1 которого показана электрическая схема измерения, на фиг. 2 - пояснительная диаграмма и на фиг. 3 - схема устройства.
На схеме по фиг. 1 обозначено:
Т - высоковольтный трансформатор; Сэ - эталонный воздушный конденсатор; Сх - испытуемое оборудование (бушинг и пр.); Г1 и Г2 - зеркальные вибрационные гальванометры.
На фиг. 2 - Етр - вектор напряжения трансформатора, Iсх - вектор тока, протекающего через Сх, Iсэ - вектор тока через Сэ.
Ход лучей гальванометров показан на фиг. 3. Здесь:
ЗВ - зеркальный винт, представляющий собой зеркальную пластинку, закрученную вокруг своей вертикальной оси на угол в геометрических градусах, равный измеряемому углу сдвига токов по фазе в электрических градусах. Для случая измерения угла диэлектрических потерь этот угол (браковочный для оборудования) равен около 3°.
М - синхронный однофазный; моторчик типа мотора Варрена для вращения зеркального винта. Он питается от той же сети, что и высоковольтный трансформатор.
Г1 и Г2 - зеркальные вибрационные гальванометры.
Л - лампы гальванометров.
Э - прозрачный (матовый) экран с вертикальной (параллельной оси вращения зеркального винта) линией.
Измерение угла сдвига фаз токов производится так:
1) лучи отключенных гальванометров Г1 и Г2 (их нулевые положения) направляют на вертикальную ось зеркального винта;
2) наклоном гальванометра Г2 в плоскости, проходящей через вертикальную ось зеркального винта и зеркальце гальванометра, устанавливают луч Г2 на нуль шкалы;
3) запускают синхронный моторчик и включают гальванометр Г2; поворотом моторчика (и зеркального винта) вокруг вертикальной оси, а также перемещением экрана, совмещают отражение луча в момент прохождения тока через нуль с вертикальной чертой на экране;
4) затем включают Г1 и наклоном гальванометра перемещают плоскость (веер) его луча вдоль шкалы до тех пор, пока отражение нулевого положения луча Г1 не совпадет с вертикальной чертой экрана;
5) положение плоскости (веера) луча Г1 на шкале зеркального винта дает величину угла сдвига токов в эталонном конденсаторе и испытуемой емкости (конструкции, аппарате).
Предлагаемое устройство обладает следующими достоинствами:
1) измерение по нулевому принципу;
2) отсутствие специальных дефицитных приборов и калиброванных сопротивлений, как у моста Шеринга;
3) возможность изготовления и градуирования силами испытательных станций и лабораторий средних энергетических систем (участков энергоснабжения);
4) легкость проверки градуировки оптическим способом и простым геометрическим построением;
5) прямой отсчет результата измерения без вычислений.
Описанное устройство с разверткой угла (времени) сдвига фаз токов может быть применено для измерения коэфициента мощности и других целей.
Устройство для определения угла диэлектрических потерь изоляционных материалов путем сравнения двумя зеркальными вибрационными гальванометрами емкости конденсатора, диэлектриком которого служит исследуемый материал, с емкостью эталонного конденсатора, отличающееся применением синхронно вращающегося зеркального винта или т.п. механизма для развертки на неподвижном экране световых лучей, отраженных от зеркал гальванометров, с тем, чтобы по углу между изображениями лучей на экране можно было судить об угле сдвига фаз между токами, протекающими через эталонный и исследуемый конденсаторы.
