CS203626B1 - Continuous operation meter of the loss factor and permittives of the quality isolants - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČEN1U 203626 (11) (Bl) (51) Int. Cl.3 H 01 B13/00 (22) Přihlášené 2112 78(21) (PV 8740-78) (40) Zverejnené 30 06 80 OŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydané 15 03 83 (75)

Autor vynálezu MARC1N MICHAL ing., MICHALOVCE aVYTISKA ALOIS ing. CSc., PRAHA (54) Kontinuálny prevádzkový merač stratového činitela a permitivityakostných izolantov 1 • Vynález rieši kontinuálny prevádzkovýmerač stratového činitela a permitivityakostných izolantov.

Meranie stratového činitela a permitivitypatří medzi najdOležitejšie merania pri po-sudzovaní kvality izolantov. Tieto dve veli-činy sa merajú buď jednotlivo, dvomi samo-statnými prístrojmi, alebo spoločne, pomo-cou jedného prístroja založeného na niekto-rej mostíkovej metóde, ktorá umožňuje zhodnot nastavovacích prvkov mostíka vypo-čítat obidve veličiny. Príkladom tejto me-tody je Sheringov mostík. Pri meraní dvomisamostatnými prístrojami sa používá, buďjeden merací kondenzátor-s vloženým izo-lantom, připojovaný přepínačem najprv naprvý a potom na druhý přístroj, alebo· sapře každý přístroj použijú samostatné me-racie kondenzátory, do· ktorých sa překládámeraný vzorek izolantu, připadne· sú v obi-dvoch meracích kondenzátoroch vloženézhodné vzorky izolantu. U týchto variant jenevýhodou nutnost dvoch prístrojov, mani-pulácia s překládáním vzorkov izolantu, ale-bo možnost vzniku chýb nedodržaním zhod-ných íyzikálnych stavov izolantu v obidvochmeracích kondenzátoroch. Pri meraní mostí-kový prístrojom s jedným meracím konden-zátorom s vloženým vzorkom izolantu jekomplikované a zdlhayé ručné nastavovanie2 0 3 8 2 S z 2 vyvažovačích prvkov. Samočinné vy.važova-telné mostíky so servomechanizmami sú zlo-žité a drahé. s '

Predmetom vynálezu je kontinuálny pre-vádzkový merač stratového činitela a •per-mitivity akostných izolantov, ktorý obsahu-je zdroj striedavého napátia, referenčnýkondenzátor, merací kondenzátor, dva prú-dovonapSťové převodníky, pomocný nulo-vací člen fázy, impulzný íázový diskrimimá-tor, přesný usměrňovač, aspoň jednu vý-stupná svorku stratového činitela a aspoňjednu výstupná svorku permitivity, charak-terizovaný tým, že výstup striedavého· zdro-ja napátia je spojený jednak s jedným pří-vodem referenčného· kondenzátora, jednaks jedným prívodom meracieho· kondenzáto-ra. Druhý přívod referenčného kondenzáto-ra je připojený ku vstupu prvého· prúdovo-napaťovéhó prevodníka, ktorého výstup jezapojený na prvý vstup impulzného fázové-ho diskriminátora a druhý přívod meracie-ho kondenzátora je spojený so vstupem dru-hého· prúdovonapaťového:. prevodníka, ktoré-ho výstup je připojený k druhej vstupnejsvorke impulzného fázového diskrimináto-ra, ktorého výstup je spojený s výstupnousvorkou stratového· činitela. Výstup druhé-ho prúdovonapaťového prevodníka je spoje-ný so vstupem přesného usměrňovače, kto- 1 203626 rého výstup je spojený s výstupnou svorkou'permitivity. Pomocný nulovací člen fázy jealternativně zapojený do vetvy refsrenčné-ho, alebo meracieho kondenzátora, připad-ne je zavedený do· impulzného fázového dis-kTiminátora.

Uvedené zapojenie podlá vynálezu odstra-ňuje nedostatky dosia! užívaných meračovstratového činiteía a permitivity. Merač po-dlá vynálezu užívá jediný merací konden-zátor s vloženým izolantom, pričom meriateoreticky presne stratový činitel a súčas-ne so zanedbatelnou teoretickou chyboupermltivitu akostných izolantov. Podstatousúčasného merania obidvoch veličin je, žepri meraní stratového· činiteía sa vyhodno-cuje fázový rozdiel prúdov měracieho a re-ferenčného kondenzátora a že pri meranípermitivity sa meria len prúd meraciehokondenzátora, pričom až do určitej hodnotystratového činiteía sa zanedbává odporovázložka tohoto rpúdu. Pri týchto· úvahách sareferenčný kondenzátor považuje za ideál-nu kapacitu a merací kondenzátor za para-lelná kombináciu odporu a ideálnej kapaci-ty. Vplyvy parazitných fázových posunov vobvodoch merača sú vyvážené pomocnýmnulovacím členom fázy, pričom sa meracíkondenzátor nahradzuje iným referenčnýmkondenzátorom o zanedbatelné malom stra-tovom činiteli. Teoreticky, skutočná permi-tivita je zanedbatelné menšia ako indikova-ná permitivita o chybu, ktorá závisí na stra-tovoim činiteli. Například, pri hodnotě 0,01stratového· činiteía je táto chyba 0,005 %,pri 0,1 je O,S % a pri 0,2 je 2 %. Merač primeraní nevyžaduje žiadne vyvažovacie úko-ny a dovoluje kontinuálně meranie obi-dvoch hodnot. V*' případe použitia prietoko-vého meracieho· kondenzátora na kvapalnéizolanty alebo· priebežného meracieho kon-denzátora na pevné izolanty vo formě pás-ku, je možné na výstupy merača zapojil nie-len indikačně či registračně přístroje, alei vstupy systému automatické] regulácie vý-robného procesu izolantov.

Na připojených výkresoch sú uvedené dvapříklady zapojenia kontinuálneho prevádz-kového merača stratového činiteía· a permi-tivity akostných izolantov. Na obr. 1 je blo-kové zapojenie obvodu, na obr. 2 je nazna-čené obvodové rieSenie s operačnými zosi-lovačmi pře prúdovonapáťové převodníky as pomocným nulovacím členom fázy. ,

Podlá blokového zapojenia uvedeného· naobr. 1 je výstup 2 zdroja 1 striedavého na-pátia spojený jednak s referenčným konden-zátorom 3, jednak s meracím kondenzáto-rom 4 a referenčný kondenzátor 3 je připo-jený ku vstupu S prvého prúdovonapářové-ho prevodníka 6, ktorého výstup 7 je zapo-jený na prvý vstup 8 impulzného fázovéhodiskriminátora 10. Druhý vývod meraciehokondenzátora 4 je spojený so vstupom 12druhého prúdovonapaťového prevodníka 13,ktorého· výstup 14 je připojený ku druhejvstupnej svorke 9 impulzného fázového dis- krimiinátora 10, ktorého výstup 11 je spoje-ný s prvou výstupnou svorkou 15 stratové-ho činiteía. Výstup 14 druhého prúdovona-paťového prevodníka 13 je spojený so vstu-pem 16 přesného usměrňovače 17, ktoréhovýstup 18 je· spojený s druhou výstupnousvorkou 19 permitivity.

Podlá obvodového riešenia uvedeného naobr; 2 je výstup 2 zdroja 1 striedavého· na-patia spojený jednak s jedným prívodomsériovo spojenej dvojice premehného· odpo-ru 20 a referenčného kondenzátora 3 a jed-nak s meracím kondenzátorom 4. Druhýpřívod sériovej dvojice premenného odporu20 a referenčného· kondenzátora 3 je připo-jený k invertujúcemu vstupu 23 operačnéhozosilovača 22 a k jednému konci zpatnová-zobnému odporu 21, ktorého druhý koniecje spojený s výstupem 24 operačného zesi-lovače 22. Druhý přívod meracieho konden-zátora 4 je připojený jednak k invertujúce-mu vstupu 27 operačného zosilovača 26,jednak k jednému konci zpatnovázobnémuodporu 25, ktorého druhý koniec je spojenýs výstupom 28 operačného· zosilovača 26.Prvý vstup 8 impulzného fázového diskrimi-nátora 10 je zapojený k výstupu 24 operač-ného zosilovača 22 a druhý vstup 9 impulz-ného fázového diskriminátora 10 je spojenýjednak s výstupom 28 operačného zosilova-ča 26, jednak so· vstupom 16 přesného usmer-ňovača 17, ktorého výstup 18 je spojenýs druhou výstupnou svorkou 19 permitivity.Výstup 11 impulzného fázového diskriminá-tora 10 je spojený s prvou výstupnou svor-kou 15 stratového činiteía.

Pri popise funkcie obvodu vyjdeme naj-prv z obr. 1. Zo zdroja 1 striedavého napá-tia· so stabilizovanou amplitudou o· frekven-cii například 50 Hz tečie prúd jednak cezreferenčný kondenzátor 3 do vstupu 5 prú-dovonapaťového· prevodníka 6, jednak cezmerací kondenzátor 4 do vstupu 12 prúdo-vonapáfpvého prevodníka 13. Na výstupoch7 a 14 prúdovonapaťových prevodníkov 6a 13 sa· objavia dve sinusové napatia, ktorésú vzájemné fázovo posunuté o uhol rov-najúci sa stratovému uhlu izolantu vložené-ho do meracieho kondenzátora 4. Na výstu-pe 11 impulzného fázového diskriminátora10 sa objaví napatie o hodnotě priamcúmernej stratovému uhlu, ktorého tangenta(stratový činitel) je vynesená prlamo nastupnici rúčkového či registračného prístrojapřipojeného k výstupné] svorke 15. stratové-ho činiteía. Pri malom rozsahu stratovéhočiniteía může byť tangenciálny priebeh stup-nice připojeného rúčkového prístroja ma-hradený lineárnym priebehom, lebo· teore-tická maximálna odchýlka od tangenciálne-iho priebehu je velmi malá. Například, pri0,01 rozsahu stratového činiteía Je odchýl-ka 0,001 % konečnej hodnoty stupnice, pri0,1 rozsahu Je odchýlka 0,1 % a pri 0,2 roz-sahu je odchýlka 0,5 %. V týchto prípadochk výstupné j svorke 15 stratového činiteía mfi-

Claims (3)

1. 203626 že byť připojený aj digitálny indikačný čiiný přístroj. Obvod impulzného fázovéhodiskriminátora. nie je predmeiom tohoto1 vy-nálezu. Striedavé sinusové napatie na vý-stupe 14 druhého prúdovonapaťového pre-vodníka 13 sa privádza na vstup 16 přesné-ho usmerňovača 17, ktorý je realizovaný na-příklad zapojením usmerňovača s invertu-júcim operačným zosilovačom. Napatie navýstupe 18 přesného usmerňovača 17 i nadruhej výstupnej svorke 19 permitivity jepriamo úměrné velkosti permitivity mera-néhO' izolantu a je možné toto napatie za-pisovat na régistračnom přístroji, alebo po-užit ručkového, či digitálného prístroja, kto-rého stupnice je ciachovaná priamo v hod-notách permitivity. Funkcia obvodu na obr. 2 odpovedá ob- vodu na obr. 1. Premenným odporom 20 sadostavuje nulový fázový rozdiel sinusovýchsignálov pri vyvažovaní nuly na výstupe 15stratového činitefa. Prúdovonapatové pře-vodníky sú realizované operačnýmí zosiío-vačmi 22, 26 s obvodmi paralelnej zpatnejvazby uskutočnenej odpormi 21, 25. Popí-sané vyváženie nuly je možné previest ajiným spdsobom, například zavedením pří-davného1 rovnosmerného napatia do impulz-ného1 fázového diskriminátora 10. Přístroj vo funkcii merača stratového či-niteli sa hodí aj pre náhradně meranieiných fyzikálnych veličin, například premeranie vlhkosti materiálov najma vxpapie-renskom priemysle, kde može kontrolovatproces sušenia papiera. fREDMEI

   1. Kontinuálny prevádzkový merač stra-tového činitefa a permitivity akostných izo-lantov, ktorý obsahuje zdroj striedavého na-patí,a, referenčný kondenzátor, merací kon-denzátor, dva prúdovonapatové převodníky,impulzný fázový diskriminátor, přesnýusměrňovač, pomocný nulovací člen fázy,aspoň jednu výstupnú svorku stratového či-nitela a aspoň jednu výstupnú svorku per-mitivity, vyznačujúei sa tým, že výstup (2)zdroje (1) striedavého napatia je spojenýjednak s jedným prívodom referenčnéhokondenzátor a (3), jednak s jedným prívo-dom meracieho kondenzátora (4), pričomdruhý přívod referenčného kondenzátora(3) je připojený ku vstupu (5) prvého prú-dovonapaťového prevodníka (6), ktoréhovýstup (7) je zapojený na prvý vstup (8)impulzného fázového diskriminátora (10) adruhý přívod meracieho' kondenzátora (4)je spojený so vstupom (12) druhého prúdo- VYNÁLEZU vonapáťového prevodníka (13), ktorého vý-stup (14) je připojený ku druhej vstupnéjsvorke (9) impulzného fázového1 diskrimimá-tora (10), ktorého výstup (lij je spojenýs prvou výstupnou svorkou (15) stratovéhočinitefa.
2. 2. Kontinuálny prevádzkový merač strato-vého1 činitefa a permitivity akostných izo-lantov podfa bodu 1, vyznačujúei sa tým,že výstup (14) druhého prúdovonapaťovéhoprevodníka (13) je spojený so vstupom (16)přesného usmerňovača (17), ktorého výstup (18) je spojený s druhou výstupnou svorkou (19) permitivity.
3. 3. Kontinuálny prevádzkový merač strato-vého činitefa a permitivity podfa bodov 1a 2 vyznačujúei sa tým, že obsahuje pomoc-ný nulovací člen fáze například (20) zařá-děný například medzi výstup (2) zdroja(1) striedavého napatia a jeden přívod re-ferenčného kondenzátora (3). 1 list výkresov severogtaíia,' n. p., závod. 7. Most