RU2086996C1

RU2086996C1 - Device for testing high-voltage measuring voltage transformers

Info

Publication number: RU2086996C1
Application number: RU94012519/09A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Иванович Нефедьев
Original assignee: Дмитрий Иванович Нефедьев
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU94012519A

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device has current comparator, zero indicator, capacitor in circuit of in-phase winding of current comparator, three switches and high-voltage capacitor-based voltage divider. EFFECT: increased functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения. The invention relates to electrical engineering and is intended for calibration of high voltage measuring voltage transformers.

Известно устройство для поверки высоковольтных трансформаторов напряжения [1] основанное на сравнении тока, протекающего через образцовый высоковольтный резистор, и, тока протекающего через низковольтный резистор, который подключен через индуктивный делитель напряжения ко вторичной обмотке проверяемого трансформатора напряжения. Сравнительно низкая точность устройства обусловлена тем, что аттестация высоковольтного резистора производится при напряжении, которое отличается от рабочего. A device for checking high-voltage voltage transformers [1] is known based on a comparison of the current flowing through an exemplary high-voltage resistor and the current flowing through a low-voltage resistor that is connected through an inductive voltage divider to the secondary winding of the voltage transformer under test. The relatively low accuracy of the device is due to the fact that the certification of a high-voltage resistor is performed at a voltage that differs from the operating one.

Известно устройство для поверки высоковольтных трансформаторов напряжения [2] основанное на предварительном уравновешивании схемы, состоящей из компаратора тока с регулируемым отношением плеч, в одно плечо которого включен высоковольтный конденсатор постоянной емкости, а в другое низковольтный конденсатор с регулируемой емкостью, при этом питание схемы производится от вторичной обмотки поверяемого трансформатора. После этой операции схема переключается таким образом, что на высоковольтный конденсатор подается напряжение с первичной обмотки поверяемого трансформатора, схема снова уравновешивается путем изменения отношения плеч компаратора тока и определяется коэффициент трансформации поверяемого трансформатора. Недостаточная точность устройства обусловлена тем, что измерение емкости высоковольтного конденсатора производится при напряжении, которое отличается от рабочего напряжения, а также тем, что оценка его погрешности производится только на основе теоретического анализа составляющих погрешности. При этом экспериментальное определение погрешности устройства без образцовых средств измерений не представляется возможным. A device for checking high-voltage voltage transformers [2] is based on preliminary balancing of a circuit consisting of a current comparator with an adjustable ratio of arms, one arm of which includes a high-voltage capacitor of constant capacitance, and the other a low-voltage capacitor with an adjustable capacitance, while the circuit is powered from secondary winding of the transformer being verified. After this operation, the circuit is switched so that the voltage from the primary winding of the transformer being verified is applied to the high-voltage capacitor, the circuit is again balanced by changing the ratio of the current comparator arms and the transformation coefficient of the transformer being verified is determined. The lack of accuracy of the device is due to the fact that the measurement of the capacitance of a high-voltage capacitor is performed at a voltage that differs from the operating voltage, as well as the fact that its error is estimated only on the basis of a theoretical analysis of the error components. Moreover, the experimental determination of the error of the device without exemplary measuring instruments is not possible.

Известно устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения [3] основанное на применении составных трансформаторных делителей напряжения, аттестованных способом автономной поверки, которая проводится путем последовательного сравнения напряжений отдельных секций делителя помощи компаратора, разделительного трансформатора и нулевого индикатора равновесия. Недостаточная точность устройства обусловлена тем, что оценка его погрешности производится только на основе теоретического анализа составляющих погрешности. При этом экспериментальное определение погрешности устройства не представляется возможным. A device for checking high-voltage measuring voltage transformers [3] based on the use of composite transformer voltage dividers, certified by the method of autonomous verification, which is carried out by sequentially comparing the voltages of individual sections of the divider help comparator, isolation transformer and zero balance indicator. The lack of accuracy of the device due to the fact that the assessment of its error is made only on the basis of a theoretical analysis of the components of the error. However, the experimental determination of the error of the device is not possible.

Известно устройство для измерения погрешности масштабного преобразователя (МП) высокого напряжения [4] содержащее испытуемый МП, образцовый МП, источник напряжения питания, вольтодобавочный регулируемый источник, вспомогательный МП, изменитель полярности и приборы сравнения. Недостатками устройства являются его недостаточная точность и необходимость применения образцовых средств измерения для его поверки. A device for measuring the error of a scale converter (MP) of high voltage [4] containing the test MP, reference MP, power supply source, voltage boost adjustable source, auxiliary MP, polarity changer and comparison devices. The disadvantages of the device are its lack of accuracy and the need to use exemplary measuring instruments for its verification.

Известно также устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения [5] содержащее высоковольтный емкостный делитель напряжения, состоящий из измерительной и экранирующих цепей в виде последовательно соединенных беспотерьных конденсаторов с весьма малой зависимостью емкости от приложенного напряжения и экранов к ним, переключатель для замыкания накоротко части конденсаторов делителя, индуктивный делитель напряжения, подключенный к выходу поверяемого трансформатора напряжения, компаратор тока, состоящий из двух регулируемых плеч, одно плечо которого подключено к низковольтному выводу емкостного делителя, а другое через низковольтный конденсатор к выходу индуктивности делителя напряжения, источник высокого переменного напряжения, к которому подключены высоковольтный емкостный делитель напряжения и поверяемый трансформатор напряжения. Also known is a device for checking high-voltage measuring voltage transformers [5] containing a high-voltage capacitive voltage divider, consisting of measuring and shielding circuits in the form of series-connected lossless capacitors with a very small dependence of the capacitance on the applied voltage and the shields to them, a switch for short-circuiting part of the divider capacitors , inductive voltage divider connected to the output of the voltage transformer being verified, current comparator, consisting of two adjustable arms, one arm of which is connected to the low-voltage output of the capacitive divider, and the other through a low-voltage capacitor to the inductance output of the voltage divider, a high AC voltage source to which a high-voltage capacitive voltage divider and a verified voltage transformer are connected.

Недостаточная точность известного устройства обусловлена наличием емкостных токов между конденсаторами делителя и землей и оценкой погрешности устройства на основе теоретического анализа и поэлементного экспериментального исследования составляющих погрешности устройства. При этом экспериментальное определение погрешности устройства не представляется возможным. Теоретическая оценка погрешности является всегда необходимой, но совершенно недостаточной для высоковольтных средств измерений. The lack of accuracy of the known device is due to the presence of capacitive currents between the capacitors of the divider and the ground and the estimation of the error of the device based on theoretical analysis and elementwise experimental study of the components of the error of the device. However, the experimental determination of the error of the device is not possible. A theoretical estimation of the error is always necessary, but completely insufficient for high-voltage measuring instruments.

Единственно правильной оценкой погрешности высоковольтных средств измерений является оценка на основе сопоставления результатов измерений одной и той же величины несколькими и принципиально независимыми один от другого способами. The only correct estimate of the error of high-voltage measuring instruments is the assessment based on comparing the results of measurements of the same value in several ways that are fundamentally independent of one another.

Задачей изобретения является снижение стоимости и повышение точности устройства для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения путем его метрологической аттестации на месте эксплуатации двумя принципиально независимыми один от другого способами ступенчатого закорачивания части конденсаторов делителя и автономной поверки. The objective of the invention is to reduce the cost and improve the accuracy of the device for checking high-voltage measuring voltage transformers by means of metrological certification at the place of use by two essentially independent methods of stepwise short-circuiting of part of the divider capacitors and autonomous verification.

Для реализации поставленной задачи в предложенном устройстве емкостной делитель напряжения выполнен в виде измерительной цепи, которая состоит из последовательно соединенных через коаксиальные разъемы высоковольтных конденсаторов, каждый из которых снабжен двумя рабочими электродами в виде стаканов разной высоты, которые укреплены на корпусе конденсатора таким образом, что первый из них охватывает один из выводов и обкладки конденсатора, а другой вывод конденсатора и две пары экранных электродов в виде стаканов разной высоты, которые охватывают рабочие электроды конденсатора и разделены друг от друга и от рабочих электродов при помощи изоляторов, а концы рабочих и экранных электродов разделены кольцом из изоляционного материала, двух экранирующих эквипотенциальных цепей, первая из которых состоит из последовательно соединенных через коаксиальные разъемы конденсаторов, каждый из которых снабжен двумя рабочими и двумя экранными электродами, которые выполнены аналогично рабочим и экранным электродам измерительной цепи, каждый конденсатор первой экранирующей цепи подключен к первым парам экранных электродов измерительной цепи таким образом, чтобы потенциалы рабочих и экранных электродов были одинаковыми, вторая из последовательно соединенных конденсаторов, параллельно которым подсоединены подстроечные конденсаторы, каждый конденсатор второй экранирующей цепи подключен ко вторым парам экранным электродов измерительной цепи и к экранным электродам первой экранирующей цепи таким образом, чтобы потенциал рабочих и экранных электродов были одинаковыми, и нулевого индикатора равновесия, вход которого при метрологической аттестации устройства поочередно подключен ко всем конденсаторам измерительной и второй экранирующей цепей, а корпус индикатора к соответствующим конденсаторам первой экранирующей цепи, а конденсаторы второй экранирующей цепи при помощи подстроечных конденсаторов подобраны с учетом влияния паразитной емкости на землю таким образом, чтобы нулевой индикатор равновесия показывал нуль. To accomplish the task in the proposed device, the capacitive voltage divider is made in the form of a measuring circuit, which consists of high-voltage capacitors connected in series through coaxial connectors, each of which is equipped with two working electrodes in the form of glasses of different heights, which are mounted on the capacitor body in such a way that the first of them covers one of the terminals and the capacitor plates, and the other the terminal of the capacitor and two pairs of screen electrodes in the form of glasses of different heights, which e cover the working electrodes of the capacitor and are separated from each other and from the working electrodes by means of insulators, and the ends of the working and screen electrodes are separated by a ring of insulating material, two shielding equipotential circuits, the first of which consists of series-connected capacitor coaxial connectors, each of which equipped with two working and two screen electrodes, which are made similar to the working and screen electrodes of the measuring circuit, each capacitor of the first screening circuit and connected to the first pairs of screen electrodes of the measuring circuit so that the potentials of the working and screen electrodes are the same, the second of the series-connected capacitors, parallel to which are trimmed capacitors, each capacitor of the second screening circuit is connected to the second pairs of screen electrodes of the measuring circuit and to the screen electrodes the first screening circuit so that the potential of the working and screen electrodes are the same, and a zero equilibrium indicator, the input which, during metrological certification of the device, is alternately connected to all capacitors of the measuring and second shielding circuits, and the indicator housing is connected to the corresponding capacitors of the first shielding circuit, and the capacitors of the second shielding circuit using trimmer capacitors are selected taking into account the influence of stray capacitance on the ground so that the zero equilibrium indicator showed zero.

Повышение точности предложенного устройства обеспечивается тем, что построение емкостного делителя напряжения устройства основано на сочетании двух принципиально независимых один от другого способов ступенчатого закорачивания части конденсаторов делителя и автономной поверки. Improving the accuracy of the proposed device is ensured by the fact that the construction of a capacitive voltage divider of the device is based on a combination of two methods of stepwise shorting part of the capacitors of the divider and autonomous verification, which are fundamentally independent of one another.

Снижение стоимости устройства обеспечивается тем, что в нем могут быть применены серийно выпускаемые конденсаторы с малой зависимостью емкости от приложенного напряжения, но без высоких требований к стабильности емкости во времени. Reducing the cost of the device is ensured by the fact that it can be used commercially available capacitors with a small dependence of the capacitance on the applied voltage, but without high requirements for the stability of the capacitance over time.

При определении коэффициента деления емкостного делителя в процессе метрологической аттестации устройства способом автономной проверки, заключающегося в сравнении при рабочем напряжении емкостей делителя с емкостью выходного конденсатора делителя и вычислении по полученным результатам коэффициента деления емкостного делителя, все паразитные проводимости (утечки) равны нулю. When determining the division coefficient of a capacitive divider in the process of metrological certification of the device by an autonomous verification method, which consists in comparing the capacitor divider’s division coefficient with the operating voltage of the divider’s capacities and calculating the results of the division coefficient of the capacitive divider, all spurious conductivities (leaks) are equal to zero.

При соединении отдельных конденсаторов при помощи коаксиальных разъемов в делитель появляются паразитные проводимости и паразитные токи (токи утечки). Эти утечки, хоть и сведены к минимуму путем применения двух экранирующих эквипотенциальных цепей, однако, имеют место. When connecting individual capacitors using coaxial connectors, spurious conductivities and spurious currents (leakage currents) appear in the divider. These leaks, although minimized by the use of two shielding equipotential circuits, however, do occur.

Определение коэффициента деления емкостного делителя в процессе метрологической аттестации предложенного устройства способом ступенчатого закорачивания части конденсаторов делителя при рабочем напряжении производится при наличии паразитых токов, обусловленных неполным согласованием измерительной и экранирующих цепей. The determination of the division coefficient of the capacitive divider during the metrological certification of the proposed device by the stepwise shorting of part of the divider capacitors at the operating voltage is carried out in the presence of stray currents due to incomplete coordination of the measuring and shielding circuits.

Разница коэффициента деления емкостного делителя, полученных двумя принципиально независимыми один от другого способами, свидетельствует о наличии погрешности устройства, обусловленной токами утечки. Получение близкой к нулю разницы коэффициентов деления делителя, полученных двумя принципиально независимыми один от другого способами, свидетельствует о полном согласовании измерительной и экранирующих цепей, что обеспечивает возможность повышения точности предложенного устройства. The difference in the division coefficient of the capacitive divider obtained by two fundamentally independent from one another methods indicates the presence of a device error due to leakage currents. Obtaining a close to zero difference in the division coefficients of the divider obtained by two fundamentally independent one from another methods indicates the complete coordination of the measuring and shielding circuits, which makes it possible to increase the accuracy of the proposed device.

На фиг. 1 изображено схематически устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения; на фиг. 2 схематически емкостной делитель напряжения; на фиг. 3 конструкция измерительного конденсатора. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device for checking high voltage measuring voltage transformers; in FIG. 2 schematically capacitive voltage divider; in FIG. 3 design of the measuring capacitor.

Устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения содержит компаратор тока 1, который состоит из синфазных обмоток 2 и 3, квадратурных обмоток 4 и 5, индикаторной обмотки 6, служащей для подключения к ней нулевого индикатора 7, конденсатора 8 в цепи синфазной обмотки 3 и параллельно соединенного с ним переменного конденсатора 9, резисторов 10, 11, 12 в цепи квадратурных обмоток 4 и 5, переключателей 13 и 14 для измерения числа витков синфазных обмоток компаратора, переключателей 15, 16, 17 для изменения числа витков квадратурных обмоток компаратора; индуктивный многодекадный делитель напряжения 18; поверяемый трансформатор напряжения 19 с нагрузкой 20; емкостной высоковольтный измерительный делитель напряжения 21, который состоит из выходного плеча (конденсатора) 22, ступенчато закорачиваемой части конденсаторов делителя 23 и высоковольтного плеча делителя 24 (фиг. 1,2). При этом емкостной измерительный делитель напряжения 21 состоит из последовательно соединенных и номинально равных высоковольтных конденсаторов в изолированном цилиндрическом (или иной формы) корпусе 25 и двумя выводами 26 и 27 на общей оси. Конденсаторы 25 должны быть беспотерьными и с весьма малой зависимостью емкости от приложенного напряжения. Каждый из конденсаторов помещен в металлические электроды 28 и 29 в виде стаканов разной высоты, и электрически соединенные при помощи гаек 30 с выводами 26 и 27 конденсатора. Размеры электродов 28 и 29 подобраны таким образом, что электрод 28 охватывает вывод 25 и обкладки конденсатора, а электрод 29 охватывает вывод 26 конденсатора. Электроды 28 и 29 помещены в двойные экраны 31, 32 и 33, 34. Между электродами 28, экранами 31, 33 и электродами 29, экранами 32, 34 расположено кольцо из изоляционного материала. Потенциал электродов 28, 29 и экранов 31, 32 и 33, 34 каждого из конденсаторов измерительного емкостного делителя определяется потенциальными эквипотенциальных делителей напряжения 35 и 36 (фиг.2). A device for checking high-voltage measuring voltage transformers contains a current comparator 1, which consists of in-phase windings 2 and 3, quadrature windings 4 and 5, indicator winding 6, which serves to connect a zero indicator 7 to it, a capacitor 8 in the common-mode winding circuit 3 and connected in parallel with it a variable capacitor 9, resistors 10, 11, 12 in the circuit of quadrature windings 4 and 5, switches 13 and 14 for measuring the number of turns of the common-mode windings of the comparator, switches 15, 16, 17 for changing the number of turns of quadrature comparator windings; inductive multi-decade voltage divider 18; verifiable voltage transformer 19 with a load of 20; a capacitive high-voltage measuring voltage divider 21, which consists of an output arm (capacitor) 22, a stepwise shorted part of the capacitors of the divider 23 and a high-voltage arm of the divider 24 (Fig. 1.2). In this case, the capacitive measuring voltage divider 21 consists of series-connected and nominally equal high-voltage capacitors in an insulated cylindrical (or other form) housing 25 and two terminals 26 and 27 on a common axis. Capacitors 25 must be lossless and with a very small dependence of the capacitance on the applied voltage. Each of the capacitors is placed in metal electrodes 28 and 29 in the form of glasses of different heights, and electrically connected using nuts 30 to the terminals 26 and 27 of the capacitor. The sizes of the electrodes 28 and 29 are selected so that the electrode 28 covers the terminal 25 and the capacitor plates, and the electrode 29 covers the terminal 26 of the capacitor. The electrodes 28 and 29 are placed in double screens 31, 32 and 33, 34. Between the electrodes 28, the screens 31, 33 and the electrodes 29, the screens 32, 34 is a ring of insulating material. The potential of the electrodes 28, 29 and shields 31, 32 and 33, 34 of each of the capacitors of the measuring capacitive divider is determined by the potential equipotential voltage dividers 35 and 36 (figure 2).

Двойные экраны укреплены на корпусе конденсатора при помощи втулок 37 из изоляционного материала и гаек 38. Соединение конденсаторов делится производится при помощи коаксиальных разъемов 39 и 40. Конденсаторы измерительного делителя 21 снабжены контактными гнездами 31 и присоединяются к экранирующим делителям при помощи разъемов 42 и 43. Эквипотенциальные делители 35 и 36 выполнены аналогично измерительному делителю 21. При этом защитный потенциал электродов 28 и 29 измерительного делителя определяется соответствующим потенциалом эквипотенциального делителя 35, а защитный потенциал экранов 31 и 32 определяется соответствующим потенциалом эквипотенциального делителя 36. Для определения равенства потенциалов на конденсаторах измерительного делителя 21 и эквипотенциальных делителей 35 и 36 предусмотрены контактные гнезда 44, 45. Double screens are mounted on the capacitor housing using bushings 37 made of insulating material and nuts 38. The capacitors are connected using coaxial connectors 39 and 40. The capacitors of the measuring divider 21 are equipped with contact sockets 31 and are connected to the shielding dividers using connectors 42 and 43. Equipotential the dividers 35 and 36 are made similarly to the measuring divider 21. In this case, the protective potential of the electrodes 28 and 29 of the measuring divider is determined by the corresponding potential equipotential Nogo divider 35, and the protective potential of screens 31 and 32 is determined corresponding equipotential potential divider 36. In order to determine equality of the potentials on the capacitors 21 and the measuring divider equipotential dividers 35 and 36 are provided contact sockets 44, 45.

Для коммутации элементов измерительного делителя напряжения предусмотрены переключатели 46, 47, 48. (Заметим, что указанные переключатели приведены на схеме для облегчения понимания работы устройства. В реальном устройстве переключение элементов схемы делителя производится при помощи соединительных кабелей). To switch the elements of the measuring voltage divider, switches 46, 47, 48 are provided. (Note that these switches are shown in the diagram to facilitate understanding of the operation of the device. In a real device, switching the elements of the divider circuit is done using connecting cables).

Схема устройства для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения представляет собой параллельную цепь с векторным сравнением токов в ветвях. Одну ветвь образует измерительный делитель напряжения 21 и обмотка 2 компаратора тока 1. Вторая ветвь образована поверяемым измерительным трансформатором напряжения 19, индуктивным делителем напряжения 18, конденсаторами 8 и 9 и обмоткой 3 компаратора тока. Квадратурную цепь второй ветви составляют резисторы 10, 11, 12 и обмотки 4 и 5 компаратора тока. The circuit of the device for checking high-voltage measuring voltage transformers is a parallel circuit with a vector comparison of currents in the branches. One branch is formed by the measuring voltage divider 21 and the winding 2 of the current comparator 1. The second branch is formed by a verified voltage measuring transformer 19, an inductive voltage divider 18, capacitors 8 and 9 and the winding 3 of the current comparator. The quadrature circuit of the second branch consists of resistors 10, 11, 12 and windings 4 and 5 of the current comparator.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

По амплитуде цепи уравновешивают при помощи индуктивного делителя 18 и изменением плечевого отношения обмоток 2 и 3 компаратора тока 1, по фазе - путем изменения числа витков обмоток 4 и 5 компаратора тока 1, осуществляемого при помощи переключателей 15, 16, 17. In terms of amplitude, the circuits are balanced by means of an inductive divider 18 and by changing the shoulder ratio of the windings 2 and 3 of the current comparator 1, in phase by changing the number of turns of the windings 4 and 5 of the current comparator 1 using switches 15, 16, 17.

При равенстве магнитного потока нулю в сердечнике компаратора тока 1, что отмечается по нулевому показанию нулевого индикатора 7, комплексный коэффициент трансформации (K) поверяемого трансформатора напряжения равен:

где

соответственно первичное и вторичное напряжение измерительного трансформатора напряжения 19;
ρ коэффициент деления индуктивного делителя напряжения 18;
C₈ емкость в цепи обмотки 3 компаратора тока;
C₂₁ эквивалентная емкость измерительного емкостного делителя напряжения;
n₃ число витков и обмотки 3 компаратора тока;
n₂ число витков обмотки 2 компаратора тока;
d угол сдвига между первичным и вторичным направлениями трансформатора 19.If the magnetic flux is equal to zero in the core of the current comparator 1, which is noted by the zero reading of the zero indicator 7, the complex transformation coefficient (K) of the voltage transformer being verified is equal to:

Where

respectively, the primary and secondary voltage of the measuring voltage transformer 19;
ρ division coefficient of the inductive voltage divider 18;
C ₈ capacitance in the winding circuit 3 of the current comparator;
C ₂₁ equivalent capacitance of the measuring capacitive voltage divider;
n ₃ number of turns and windings 3 current comparator;
n _{2 the} number of turns of the winding 2 current comparator;
d the angle of shift between the primary and secondary directions of the transformer 19.

При уравновешивании схемы изменением числа витков индуктивного делителя и компаратора тока легко обеспечивается раздельный отсчет составляющих комплексного коэффициента трансформации поверяемого трансформатора 19. When balancing the circuit by changing the number of turns of the inductive divider and the current comparator, a separate reading of the components of the complex transformation coefficient of the transformer being verified is easily ensured.

Коэффициент трансформации (K) равен:

Угловая погрешность трансформатора определяется выражением

где
ω круговая частота;
C₈ емкость конденсатора 8;
R₁₀ сопротивление резистора 10;
n₅ число витков обмотки 5 компаратора тока;
n₃ число витков обмотки 3 компаратора тока.The transformation ratio (K) is equal to:

The angular error of the transformer is determined by the expression

Where
ω circular frequency;
C ₈ capacitor 8;
R ₁₀ resistance of the resistor 10;
n _{5 the} number of turns of the winding 5 of the current comparator;
n _{3 the} number of turns of the winding 3 current comparator.

Погрешность отношения емкостей C₈ и C₂₁ в выражении (2) исключается методом замыкания накоротко емкости 23 измерительного делителя (вариации отношений емкостей конденсаторов 22, 23, 24). Применение этого метода в схеме с векторным сложением токов в компараторе тока 1 возможно при равенстве потенциалов точек A и B схемы, которое обеспечивается в результате калибровки низковольтной части схемы, которая производится в следующей последовательности.The error in the ratio of capacitances C ₈ and C ₂₁ in expression (2) is eliminated by short-circuiting the capacitance 23 of the measuring divider (variations in the ratios of capacitance capacitors 22, 23, 24). The application of this method in a circuit with vector addition of currents in current comparator 1 is possible if the potentials of points A and B of the circuit are equal, which is ensured by calibrating the low-voltage part of the circuit, which is performed in the following sequence.

Переключатель 48 ставится в положение "а", переключатели 46, 47 в положение "б". На индуктивном делителе 18 выставляется коэффициент деления r = 1 Плечевое отношение компаратора тока 1 выставляется равным единице, при этом переключатели угловой погрешности 15, 16, 17 устанавливают в нулевое положение. Затем емкость конденсатора 9 регулируют таким образом, чтобы нулевой индикатор 7 показывал нуль. Затем производится следующие операции. Устанавливают переключатели 47 и 48 в положение "б", переключатель 46 в положение "а". Уравновешивают схему при помощи индуктивного делителя 18 и компаратора тока 1 и записывают показание ρ₁ индуктивного делителя 18.The switch 48 is placed in position "a", the switches 46, 47 in position "b". The division coefficient r = 1 is set on the inductive divider 18. The shoulder ratio of the current comparator 1 is set to unity, while the angular error switches 15, 16, 17 are set to zero. Then, the capacitance of the capacitor 9 is adjusted so that the zero indicator 7 indicates zero. Then the following operations are performed. Set the switches 47 and 48 to position "b", the switch 46 to position "a". Balance the circuit using an inductive divider 18 and a current comparator 1 and record the reading ρ _{1 of the} inductive divider 18.

При этом выполняется равенство:

Затем переключатель 48 переводят в положение "в". После уравновешивания схемы записывают коэффициент деления индуктивного делителя 18. После этого составляется новое равенство:

Далее переключатели 46 и 48 ставят в положение "б", а переключатель 47 - в положение "а". Коэффициент деления 18 регулируют до уравновешивания схемы, что соответствует новому равенству:

Решая совместно выражения (4,5,6), находим коэффициент трансформации K₁₉ по полученным значениям

Коэффициент деления E емкостного делителя напряжения, определенный при рабочем напряжении, равен:

Точное измерение коэффициента деления K₂₁ и коэффициента трансформации K₁₉ трансформатора по сравнениям (7) и (8) возможно при отсутствии утечек с конденсаторов делителя 21, что обеспечивается эквипотенциальными делителями 35 и 36. Эквипотенциальность защиты нарушается в результате утечек тока на землю конденсаторов эквипотенциального делителя 36. Наличие утечек тока на землю определяют следующим образом. Нулевой индикатор с большим входным сопротивлением (не показан) подключают к контрольным гнездам 41 и 45, а корпус нулевого индикатора к контрольному гнезду 44. При этом емкости делителя 36 подбирают таким образом, чтобы нулевой индикатор показывал минимальное значение.In this case, the equality

Then, the switch 48 is moved to the "in" position. After balancing the circuit, the division coefficient of the inductive divider 18 is written. After this, a new equality is compiled:

Next, the switches 46 and 48 are placed in position "b", and the switch 47 is in position "a". The division ratio 18 is adjusted until the circuit is balanced, which corresponds to the new equality:

Solving expressions (4,5,6) together, we find the transformation coefficient K ₁₉ from the obtained values

The division coefficient E of the capacitive voltage divider, determined at the operating voltage, is equal to:

An accurate measurement of the division coefficient K ₂₁ and the transformation coefficient K _{19 of the} transformer according to comparisons (7) and (8) is possible in the absence of leaks from the capacitors of the divider 21, which is ensured by

equipotential dividers

35 and 36. The equipotential protection is violated as a result of leakage of current to the ground of the capacitors of the equipotential divider 36. The presence of earth leakage is determined as follows. A zero indicator with a large input resistance (not shown) is connected to the control sockets 41 and 45, and the housing of the zero indicator to the control socket 44. In this case, the capacitance of the divider 36 is selected so that the zero indicator shows the minimum value.

Вторым методом, позволяющим определить коэффициент деления K₂₁ измерительного деления, является метод автономной поверки. Процедура измерения K₂₁ измерительного деления заключается в следующем. Переключатель 48 ставят в положение "а", переключатели 46 и 47 в положение "б". При помощи компаратора 1 и делителя 18 уравновешивают схему. При этом плечи компаратора 1 равны единицы. Показание делителя 18 равно единице. Затем производят измерение всех емкостей делителя 21 относительно емкости конденсатора 22.The second method to determine the division coefficient K _{21 of} measuring division is the method of autonomous verification. The measurement procedure K ₂₁ measuring division is as follows. The switch 48 is placed in position "a", the switches 46 and 47 in position "b". Using a comparator 1 and a divider 18 balance the circuit. In this case, the shoulders of the comparator 1 are equal to one. The reading of divider 18 is equal to one. Then measure all the capacitance of the divider 21 relative to the capacitance of the capacitor 22.

Коэффициент деления K₂₁ емкостного делителя равен отношению суммы сопротивлений емкостей всех конденсаторов, входящих в делитель напряжения 21, к сопротивлению емкости выходного конденсатора 22 делителя.The division coefficient K _{21 of the} capacitive divider is equal to the ratio of the sum of the capacitance resistances of all capacitors included in the voltage divider 21 to the capacitance resistance of the output capacitor 22 of the divider.

Коэффициент деления K₂₁ емкостного делителя по показаниям индуктивного делителя ρ₁...ρ_n определяется по формуле:

Совпадение результатов измерения коэффициента деления K₂₁ емкостного делителя двумя независимыми методами ступенчатого закорачивания части конденсаторов делителя и метода автономной поверки свидетельствует об отсутствии утечек с элементов схемы измерительного делителя.The division coefficient K _{21 of the} capacitive divider according to the indications of the inductive divider ρ ₁ ... ρ _n is determined by the formula:

The coincidence of the results of measuring the division coefficient K _{21 of the} capacitive divider by two independent methods of stepwise shorting part of the capacitors of the divider and the autonomous verification method indicates the absence of leaks from the circuit elements of the measuring divider.

Метод автономной поверки емкостного делителя напряжения является более точным (утечки с конденсаторов исключены) по сравнению с методом ступенчатого закорачивания части конденсаторов делителя. Поэтому метод автономной проверки обеспечивает независимую поверку делителя и всего устройства для поверки измерительных трансформаторов напряжения без применения образцовых средств измерений. The method of autonomous verification of a capacitive voltage divider is more accurate (leakage from capacitors is excluded) compared to the method of stepwise shorting of part of the capacitors of the divider. Therefore, the autonomous verification method provides independent verification of the divider and the entire device for calibration of voltage measuring transformers without the use of exemplary measuring instruments.

Таким образом, применение двух эквипотенциальных делителей напряжения в сочетании с измерительным делителем напряжения и нулевым индикатором равновесия обеспечивает возможность снижения до минимума паразитных утечек тока с конденсаторов, а совмещение двух независимых методов измерения коэффициента деления делителя метода ступенчатого закорачивания части конденсаторов делители и метода автономной поверки в одно устройство соединяет преимущества обоих методов и обеспечивает высокую точность проверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения. Thus, the use of two equipotential voltage dividers in combination with a measuring voltage divider and a zero equilibrium indicator makes it possible to minimize parasitic leakage of current from capacitors, and combining two independent methods of measuring the division factor of the divider of the method of stepwise shorting of part of the capacitors of the divider and the autonomous verification method into one the device combines the advantages of both methods and provides high accuracy of checking high-voltage measuring voltage transformers.

Claims

A device for checking high-voltage measuring voltage transformers, containing a high-voltage capacitive voltage divider, consisting of a measuring and shielding circuit in the form of series-connected capacitors with two terminals on a common axis and screens to them, a switch for short-circuiting part of the capacitors, an inductive voltage divider connected to the output of a verified high voltage measuring voltage transformer, a current comparator, consisting of two adjustable arms, one of which connected to the low voltage terminal of the high voltage capacitive voltage divider, the other through an additional capacitor to the output of the inductive voltage divider, and the middle point to the grounded terminal of the high voltage measuring voltage transformer, and a high voltage source to which the high voltage capacitive voltage divider and the verified high voltage measuring voltage transformer are connected, characterized the fact that the high-voltage capacitive voltage divider is made in the form of a measuring circuit, which consists of high-voltage capacitors connected in series through coaxial connectors, each of which is equipped with two working electrodes in the form of glasses of different heights, which are mounted on the housing of each high-voltage capacitor and are electrically connected to the terminals of each capacitor in such a way that the first one covers one of the terminals and the lining of the high-voltage capacitor, and the other second of the conclusions of the high-voltage capacitor, and two pairs of screen electrodes in the form of glasses of different heights, which They cover the working electrodes of the high-voltage capacitors and are separated from one another and from the working electrodes of the high-voltage capacitors by means of insulators, and the ends of the working and screen electrodes are separated by a ring of insulating material, two shielding equipotential circuits, the first of which consists of capacitors connected in series through coaxial connectors, each of which has two working and two screen electrodes, which are made similar to the working and screen electrodes of capacitors circuit, each capacitor of the first screening circuit is connected to the first pairs of screen electrodes of the measuring circuit so that the potentials of the working and screen electrodes are the same, the second of the series capacitors connected in parallel with the tuning capacitors, each of the capacitors of the second screening circuit is connected to the second pairs of screen electrodes of the first measuring circuit and to the screen electrodes of the first screening circuit so that the potentials of the working and screen electrodes and a zero equilibrium indicator with a large input resistance, the input of which during metrological certification of the device is alternately connected to all capacitors of the measuring and second shielding circuits, and the case of the zero indicator to the corresponding capacitors of the shielding circuit, and the capacitors of the second shielding circuit using trim capacitors are selected taking into account the influence of stray capacitance relative to a grounded high-voltage measuring voltage transformer in such a way that zero and cators has zero readings.