Pierwszenstwo: Opublikowano: 28. VI. 1968~~~: ^ 55561 Zfe 45/oi MKP G Ol r UKD MT/O Wspóltwórca wynalazku: mgr inz. Bohdan Dlugosz, mgr inz. Jerzy Wal- kiewicz Wlasciciel patentu: Zaklady Energetyczne Okregu Centralnego, Warsza¬ wa (Polska) Przyrzad do pomiaru intensywnosci wyladowan niezupelnych w izolacji urzadzen elektrycznych Przedmiotem wynalazku jest przenosny przyrzad do pomiaru intensywnosci wyladowan niezupel¬ nych, wystepujacych w izolacji urzadzen elektrycz¬ nych wysokiego napiecia.Wyladowania niezupelne, wystepujace zwlaszcza w izolacji organicznej urzadzen elektrycznych wy¬ sokiego napiecia, powoduja zazwyczaj zniszczenie tej izolacji tym szybsze, im wieksza jest intensyw¬ nosc wyladowan niezupelnych. Z tego powodu ko¬ nieczne jest zatem dokonywanie pomiaru inten¬ sywnosci wyladowan niezupelnych, wystepujacych w izolacji urzadzen elektrycznych wysokiego na¬ piecia, jak: silniki, generatory, kondensatory oraz kable elektroenergetyczne.Znane uklady pomiarowe, skladajace sie z de¬ tektora i oscyloskopu katodowego, pozwalaja tylko na stwierdzenie samego faktu wystepowania wyla¬ dowan niezupelnych w izolacji, nie daja natomiast mozliwosci dokonania pomiaru intensywnosci tych wyladowan, co stanowi ich zasadnicza wade. Dal¬ sza niedogodnosc znanych ukladów pomiarowych stanowi koniecznosc ich kazdorazowego zestawia¬ nia z oddzielnych^ zespolów, przez co znacznie utrudnione jest eliminowanie zaklócen elektromag¬ netycznych.W celu usuniecia wad i niedogodnosci wywola¬ nych stosowaniem znanych ukladów pomiarowych wykonano przyrzad wedlug wynalazku, umozli¬ wiajacy dokladny pomiar intensywnosci wylado¬ wan niezupelnych, wystepujacych w izolacji urza- 2 dzen elektrycznych. Istote tego przyrzadu stanowi kalibrator do wytwarzania impulsów napiecia skalujacego o regulowanej amplitudzie oraz ste¬ rownik, umozliwiajacy wytwarzanie tych impulsów w kazdym pólokresie napiecia przemiennego i po¬ zwalajacy równoczesnie na zmiane chwili wytwa¬ rzania impulsów skalujacych. Ponadto przyrzad wedlug wynalazku jest zaopatrzony w detektor, miernik do pomiaru amplitudy impulsu skaluja¬ cego, wzmacniacz oraz oscyloskop.Przedmiot wynalazku jest szczególowo wyjasnio¬ ny na przykladzie jego wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig 1 przedstawia schemat blokowy przyrzadu wedlug wynalazku, fig. 2 — jego przykladowy schemat elektryczny, a fig. 3 — przykladowy schemat ukladu pomiarowego, w sklad którego wchodzi przyrzad wedlug wynalazku.Jak uwidoczniono na rysunku, przyrzad wedlug 20 wynalazku sklada sie z nastepujacych podstawo¬ wych zespolów: zasilacza I, przelacznika zakresu n, zespolu miernika ni, kalibratora IV, sterownika V, detektora VI, wzmacniacza wstepnego VII i oscy¬ loskopu VIII. 25 Zasilacz I jest zaopatrzony w transformator sieciowy 1, przylaczony do sieci napiecia przemien¬ nego za pomoca wylacznika 2, w diode krystalicz¬ na 3, stanowiaca prostownik do ladowania baterii akumulatorów 4 i 5 o jednakowych parametrach 80 oraz w szeregowo polaczone diody krystaliczne 6 to 15 5556155561 4 i 7, stanowiace prostownik do zasilania wzmacnia¬ cza wstepnego VII.Przelacznik zakresu II stanowi dwupozycyjny przelacznik 8, polaczony z bateriami akumulato¬ rów 4 i 5 oraz z zespolem miernika HI w taki sposób, ze w jednym polozeniu przelacznika 8 baterie 4 i 5 sa polaczone równolegle przy czym zespól miernika m jest polaczony bezposrednio z tym przelacznikiem, który w drugim polozeniu powoduje szeregowe polaczenie baterii 4 i 5 i rów¬ noczesne polaczenie zespolu miernika m z tym przelacznikiem za posrednictwem posobnika 10.• Zespól miernika in sklada sie z miernika ma- gnetoelektrycznego 9, zaopatrzonego w posobnik 10, umozliwiajacy dwukrotne rozszerzenie zakresu pomiarowego tego miernika.Kalibrator IV sklada sie z potencjometru 11, po¬ laczonego z bateria akumulatorów 4 i 5 za po¬ moca przelacznika 8, ukladu kondensatorów 12 i 13 i oporników 14 i 15, stanowiacych uklad do ksztal¬ towania impulsu skalujacego oraz zestyku 16, któ¬ rego zamkniecie powoduje wytwarzanie impulsu skalujacego na skutek rozladowania kondensato¬ ra 13.Sterownik V jest zaopatrzony w cewke 17, któ¬ rej jeden koniec jest polaczony ze srodkiem jedne¬ go z uzwojen wtórnych transformatora sieciowe¬ go 1 a drugi — z punktem wspólnym szeregowego ukladu kondensatora 18 i opornika 19, polaczonych z uzwojeniem wtórnym transfomatora 1.Detektor VI sklada sie z cewki 20, kondensatora 21 i opornika 22, polaczonych równolegle ze soba, a ponadto z kondensatorem sprzegajacym CS i ka- libratorem IV oraz ze wzmacniaczem VII lub oscyloskopem VIII — zaleznie od polozenia dwupo- zycyjnego przelacznika 25. Detektor VI wraz z sze¬ regowo polaczonym z nim kondensatorem sprzega¬ jacym CS stanowi uklad drgajacy o okreslonej cze¬ stotliwosci drgan wlasnych i o okreslonej stalej czasu.Wzmacniacz wstepny VII jest zaopatrzony w dwie lampy elektronowe 23 i 24, przy czym lampa 23 stanowi wzmacniacz napiecia, a lampa 24 — prze¬ twornik impedancji. Ponadto wzmacniacz VII jest wyposazony w . dwupozycyjny przelacznik 25, umozliwiajacy równoczesne polaczenie wejscia wzmacniacza VII z detektorem VI oraz wyjscia tego wzmacniacza z oscyloskopem VIII.Oscyloskop VIII jest oscyloskopem katodowym, jednostrumieniowym, najkorzystniej o czulosci wy¬ noszacej conajmniej 1 mV/mm.Dzialanie przyrzadu wedlug wynalazku" wynika scisle z jego budowy, przy czym przyrzad ten stanowi integralna czesc ukladu pomiarowego i za posrednictwem kondensatora sprzegajacego CS, jest polaczony z badanym urzadzeniem elektrycz¬ nym CA oraz ze zródlem TP regulowanego na¬ piecia. Kondensator sprzegajacy CS wraz z de¬ tektorem VI przyrzadu wedlug wynalazku stanowi dzielnik napiecia przemiennego, przy czym spadek napiecia na detektorze VI jest bardzo maly w po¬ równaniu z wartoscia napiecia, przylozonego do badanego urzadzenia elektrycznego.' Wyladowania niezupelne, wystepujace w izola¬ cji badanego urzadzenia elektrycznego, powoduja chwilowe zmniejszenia napiecia w tym urzadzeniu w postaci impulsów, które przez- kondensator sprzegajacy CS sa doprowadzone do detektora VI 5 przyrzadu wedlug wynalazku, wywolujac na tym detektorze spadek napiecia o charakterze tlumio¬ nych impulsów oscylacyjnych. Wymieniony spadek napiecia, skladajacy sie z malej skladowej napie¬ cia przemiennego i znacznie od niej wiekszej skla- 10 dowej napiecia oscylacyjnego, jest doprowadzony przez wzmacniacz wstepny VII do oscyloskopu VIII, wywolujac na ekranie tego oscyloskopu obraz impulsów napiecia, spowodowanych wyladowania¬ mi niezupelnymi w izolacji badanego urzadzenia 15 elektrycznego.Zamkniecie zestyku 16 kalibratora IV powoduje powstanie na wyjsciu tego kalibratora jednokie¬ runkowego impulsu napiecia skalujacego na sku¬ tek rozladowania uprzednio naladowanych z bate- 20 rii 4 i 5 kondensatorów 13. Impuls ten jest dopro¬ wadzany bezposrednio do detektora VI i wywoluje w tym detektorze spadek napiecia o charakterze tlumionych impulsów oscylacyjnych o amplitudzie proporcjonalnej do wartosci ladunku, jaki znaj- 25 dowal sie na kondensatorach 13 przed zamknie¬ ciem zestyku 16.Spadek napiecia na detektorze VI, spowodowa¬ ny impulsem skalujacym, jest doprowadzony przez 30 wzmacniacz wstepny VII do oscyloskopu VIII, wy¬ wolujac na ekranie tego oscyloskopu obraz im¬ pulsu skalujacego. Zamykanie zestyku 16 kalibra¬ tora IV odbywa sie na skutek dzialania na styki zestyku 16 pola elektromagnetycznego, wytwarza¬ nego przez cewke 17 sterownika V pod wplywem 35 przylozenia do cewki 17 napiecia przemiennego w chwili, gdy natezenie pola elektromagnetycznego osiaga wartosc najwieksza.Otwieranie zestyku 16 odbywa sie w chwili, gdy natezenie pola elektromagnetycznego zmniejsza sie, 40 na przyklad o 5% w stosunku do wartosci naj¬ wiekszej. Dzieki temu, iz zestyk 16 otwiera sie i zamyka w kazdym pólokresie przylozonego do cewki 17 napiecia przemiennego, na przyklad 100 razy na sekunde, na ekranie oscyloskopu VIII 46 otrzymuje sie stojacy obraz impulsu skalujacego.Napiecie przemienne z wtórnego uzwojenia trans¬ formatora 1 jest doprowadzane do cewki 17 przez kondensator 18 i opornik 19 sterownika V, co po¬ woduje okreslone przesuniecie fazy napiecia przy¬ lozonego do tej cewki w stosunku do napiecia panujacego w sieci. Dzieki temu, ze wartosc opor¬ nosci opornika 19 moze byc regulowana od zera do okreslonej wartosci, uzyskuje sie regulacje przesuniecia fazy napiecia przylozonego do cewki 17 w stosunku do napiecia panujacego w sieci, co w konsekwencji umozliwia zmiane chwile zamy¬ kania zestyku 16 i tym samym przesuwanie obra¬ zu impulsu skalujacego na ekranie oscyloskopu VIII. 60 W celu wyznaczenia intensywnosci wyladowan niezupelnych w izolacji badanego urzadzenia elek¬ trycznego impulsy skalujace, wytwarzane przez kalibrator IV, reguluje sie za pomoca przelacznika 05 8 i potencjometru 11 w taki sposób, aby wysokosc5 555*1 6 obrazu tych impulsów, obserwowana na ekranie oscyloskopu VIII, byla równa wysokosci równo czesnie obserwowanego obrazu najwiekszego im¬ pulsu, pochodzacego od wyladowan niezupelnych w izolacji badanego urzadzenia, przy czym obrazy impulsów skalujacych przesuwa sie w poblize obra¬ zu wyladowan niezupelnych za pomoca regulacji opornikiem 19. Nastepnie odczytuje sie wartosc napiecia wskazywana przez miernik 9. Wartosc ta jest miara intensywnosci wyladowan niezupelnych w izolacji badanego urzadzenia.Przyrzad wedlug wynalazku pozwala nie tylko na dokonanie pomiaru intensywnosci wyladowan nie¬ zupelnych w izolacji badanych urzadzen elektrycz¬ nych, lecz takze umozliwia okreslenie takiej war¬ tosci napiecia, przy której na izlolacji badanego urzadzenia wystepuja wyladowania niezupelne o okreslonej intensywnosci.Dodatkowa zaleta przyrzadu wedlug wynalazku jest jego niewrazliwosc na zaklócenia elektromag¬ netyczne oraz prosta i zwarta budowa, dzieki której moze on byc — odznaczajac sie niewielkim cie¬ zarem — korzystnie stosowany jako przyrzad prze¬ nosny. PL