RU2115131C1 - Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь - Google Patents
Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115131C1 RU2115131C1 RU94032785A RU94032785A RU2115131C1 RU 2115131 C1 RU2115131 C1 RU 2115131C1 RU 94032785 A RU94032785 A RU 94032785A RU 94032785 A RU94032785 A RU 94032785A RU 2115131 C1 RU2115131 C1 RU 2115131C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- transformer
- angle
- resistor
- winding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении тангенса угла диэлектрических потерь твердых изоляционных материалов, жидких диэлектриков, например, трансформаторного масла. Устройство содержит высоковольтный трансформатор с дополнительным выводом на высоковольтной обмотке, испытуемый конденсатор, резистор, схему измерения разности фаз, блок индикации, источник синусоидального сигнала, выполненного в виде генератора стабильной частоты, причем схема сравнения сигналов по фазе имеет два входа, один из которых подключен к общей точке соединения испытуемого конденсатора и резистора, другой - к дополнительному выводу высоковольтной обмотки трансформатора, а выход соединен с блоком индикации, который измеряет тангенс угла диэлектрических потерь по формуле: tgδ = tg(π/2 - α - γ), где δ - угол диэлектрических потерь испытуемого конденсатора; α - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на резисторе; γ - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на испытуемом конденсаторе. Угол γ принимается за постоянный угол, зависящий от величины резистора, напряжения на выходе высоковольтной обмотки трансформатора, которые для данного устройства являются постоянными величинами. Техническим результатом являются упрощение процесса измерения тангенса угла и уменьшение металлоемкости и габаритов устройства. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении угла диэлектрических потерь твердых электроизоляционных материалов, жидких диэлектриков, например трансформаторного масла.
Известно устройство для измерения тангенса угла диэлектрических потерь [1], содержащее высоковольтный трансформатор, имеющий отпайку на высоковольтной обмотке для подключения измерительных приборов: вольтметра, ваттметра и амперметра.
Однако известное устройство имеет большие габариты, множество соединительных проводов, требует дополнительной обработки измеренных величин, а по точности измерения пригодно лишь для объектов с большой емкостью, например для турбогенераторов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее четырехплечевой высоковольтный мост, питаемый через повышающий трансформатор, высоковольтное напряжение которого подводится между вершиной моста и землей и примыкающее к "высоковольтной" вершине два плеча через испытуемый конденсатор Cx и эталонный высоковольтный конденсатор Co, а в два другие плеча включаются переменное сопротивление R3 и постоянное сопротивление R4, шунтированное переменной емкостью C4; нуль индикатор, включенный в диагональ моста [2].
Недостатком существующего устройства являются большие габариты (мост переменного тока P5026 имеет размеры: 540•380•280; масса моста - 22 кг; образцовый воздушный конденсатор имеет размеры: диаметр 310, высота - 380, масса - 15 кг), металлоемкость, громоздкий высоковольтный трансформатор, длительное время измерения и сборки схемы, а сам процесс измерения требует проведения ручных операций.
Техническим результатом является упрощение устройства, процесса измерения тангенса угла диэлектрических потерь, уменьшение его металлоемкости и габаритов (устройство вместе с высоковольтным трансформатором имеет габариты: 300•150•100; масса не более 8 кг); снижение мощности высоковольтного трансформатора; исключение ручных операций в процессе измерения.
Упрощение достигается тем, что в известное устройство, содержащее высоковольтный трансформатор, первый основной вывод высоковольтной обмотки которого через последовательно соединенные испытуемый конденсатор и резистор соединен с ее вторым основным выводом и подключен к общей точке схемы, источник синусоидального сигнала, подключенный к первичной обмотке высоковольтного трансформатора, и блок индикации, дополнительно введена схема измерения разности фаз, один вход которого подключен к общей точке соединения резистора и испытуемого конденсатора, другой - к дополнительному выводу, выполненному на высоковольтной обмотке трансформатора, а выход соединен с блоком индикации.
Сущность изобретения заключается в упрощении устройства и процесса измерения тангенса угла диэлектрических потерь за счет измерения угла между напряжением на выходе высоковольтной обмотки трансформатора и током проводимости диэлектрика от угла 90o с вычетом постоянного угла, зависящего от величины резистора и напряжения на испытуемом конденсаторе.
На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма работы устройства.
Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь содержит схему измерения разности фаз 1 с двумя входами, один из которых - вход 2 подключен к общей точке соединения испытуемого конденсатора 3 (Cx) и резистора 4 (R3), другой вход 5 - к дополнительному выводу высоковольтной обмотки трансформатора 6, а выход 7 схемы измерения разности фаз 1 - к блоку индикации 8, причем высоковольтный трансформатор 6 питается от источника синусоидального сигнала 9, выполненного в виде генератора стабильности частоты.
Электрическая структурная схема и векторная диаграмма имеют следующие дополнительные обозначения:
U - напряжение на высоковольтной обмотке трансформатора 6;
U1 - падение напряжения на испытуемом конденсаторе 3;
UR, UC - соответственно напряжение на активной и реактивной составляющих испытуемого объекта 3 при последовательной схеме замещения;
U2 - падение напряжения на резисторе R3;
I - ток, проходящий через высоковольтную обмотку трансформатора 6, испытуемый объект 3 и резистор 4;
δ - угол потерь испытуемого объекта;
γ - угол между напряжениями U и U1;
α - угол между напряжениями U и U2 или угол между током I и напряжением U.
U - напряжение на высоковольтной обмотке трансформатора 6;
U1 - падение напряжения на испытуемом конденсаторе 3;
UR, UC - соответственно напряжение на активной и реактивной составляющих испытуемого объекта 3 при последовательной схеме замещения;
U2 - падение напряжения на резисторе R3;
I - ток, проходящий через высоковольтную обмотку трансформатора 6, испытуемый объект 3 и резистор 4;
δ - угол потерь испытуемого объекта;
γ - угол между напряжениями U и U1;
α - угол между напряжениями U и U2 или угол между током I и напряжением U.
Устройство работает следующим образом.
Напряжение источника синусоидального сигнала 9, выполненного в виде генератора стабильной частоты, подается через высоковольтный трансформатор 6 на испытуемый объект 3. Сигнал, снимаемый с дополнительного вывода 5 высоковольтной обмотки трансформатора 6, и сигнал, снимаемый с резистора 4, пропорциональный току проводимости испытуемого объекта 3, подаются на схему измерения разности фаз. Значение угла α, между двумя сигналами на входах 2 и 5, подается на блок индикации, который измеряет величину tgδ отклонения фазового угла от угла 90o за вычетом постоянного угла, зависящего от величины резистора 4 и падения напряжения на испытуемом конденсаторе 3.
Как видно из фиг. 2, угол потерь
δ = π/2=α-γ,
где
Угол γ практически остается неизменным при незначительном отклонении падения напряжения на испытуемом объекте от напряжения на выходе высоковольтной обмотки трансформатора и при широком изменении угла α от 90 до 63,44o. Это соответствует изменению тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) от 0 до 50%. Так, при U2 = 5 В, U1 = 3000 В (U1 = U) в диапазоне изменения угла α от 90 до 63,44o угол γ принимает значения от 0,0954925 до 0,085411o и, если, к примеру, принять γ за неизменный угол, равный 0,095o tgδ, то максимальная ошибка измерения тангенса угла диэлектрических потерь в интервале от 0 до 13% составит ±0,0049o, увеличиваясь до +0,0096o при tgδ = 50%, что пренебрежимо мало.
δ = π/2=α-γ,
где
Угол γ практически остается неизменным при незначительном отклонении падения напряжения на испытуемом объекте от напряжения на выходе высоковольтной обмотки трансформатора и при широком изменении угла α от 90 до 63,44o. Это соответствует изменению тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) от 0 до 50%. Так, при U2 = 5 В, U1 = 3000 В (U1 = U) в диапазоне изменения угла α от 90 до 63,44o угол γ принимает значения от 0,0954925 до 0,085411o и, если, к примеру, принять γ за неизменный угол, равный 0,095o tgδ, то максимальная ошибка измерения тангенса угла диэлектрических потерь в интервале от 0 до 13% составит ±0,0049o, увеличиваясь до +0,0096o при tgδ = 50%, что пренебрежимо мало.
Таким образом, фазовый угол на выходе 7 схемы измерения разности фаз 1 практически определяется углом потерь испытуемого объекта 3 и равен π/2-δ-γ, где γ является постоянной величиной и зависит от величины резистора 4 и напряжения на высоковольтной обмотке трансформатора 6 (что незначительно отличается от величины падения напряжения на испытуемом конденсаторе 3), которые для данного конкретного устройства являются постоянными величинами, а блок индикации 8 измеряет или контролирует тангенс угла диэлектрических потерь диэлектрика.
Claims (2)
1. Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь, содержащее высоковольтный трансформатор с дополнительным выводом на высоковольтной обмотке, первый основной вывод которой через последовательно соединенные испытуемый конденсатор и резистор соединен с вторым основным выводом и подключен к общей точке схемы, источник синусоидального сигнала, подключенный к первичной обмотке высоковольтного трансформатора и блок индикации, отличающееся тем, что в него дополнительно введена схема измерения разности фаз, один вход которой подключен к общей точке соединения резистора и испытуемого конденсатора, другой - к дополнительному выводу высоковольтной обмотки трансформатора, а выход соединен с блоком индикации, который измеряет тангенс угла диэлектрических потерь по формуле
где δ - угол диэлектрических потерь испытуемого конденсатора;
α - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на резисторе;
γ - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на испытуемом конденсаторе.
где δ - угол диэлектрических потерь испытуемого конденсатора;
α - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на резисторе;
γ - угол между напряжением на высоковольтной обмотке трансформатора и падением напряжения на испытуемом конденсаторе.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник синусоидального сигнала выполнен в виде генератора стабильной частоты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94032785A RU2115131C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94032785A RU2115131C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94032785A RU94032785A (ru) | 1996-07-20 |
| RU2115131C1 true RU2115131C1 (ru) | 1998-07-10 |
Family
ID=20160318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94032785A RU2115131C1 (ru) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2115131C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102662110A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-09-12 | 河南省电力公司南阳供电公司 | 一种测试电容式电压互感器介损和电容量的方法 |
| RU2501028C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения Российской академии наук (ИХКГ СО РАН) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕРЬ tgδ ДИЭЛЕКТРИКОВ |
| CN104181429A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-03 | 国家电网公司 | 一种三绕组变压器损耗在线测量系统 |
| CN110187193A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-08-30 | 武汉华瑞智深电气技术有限公司 | 基于全站电压互感器稳定性判断的介损监测系统及方法 |
-
1994
- 1994-09-08 RU RU94032785A patent/RU2115131C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Локшин М.В., Сви П.М. Изменение диэлектрических потерь высоковольтной изоляции. - Л.: Энергия, 1973, с.22, 23. 2. Казарновский Д.М., Тыреев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов. - Л.: Энергия, 1969, с .70. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501028C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения Российской академии наук (ИХКГ СО РАН) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕРЬ tgδ ДИЭЛЕКТРИКОВ |
| CN102662110A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-09-12 | 河南省电力公司南阳供电公司 | 一种测试电容式电压互感器介损和电容量的方法 |
| CN102662110B (zh) * | 2012-04-18 | 2014-08-06 | 国家电网公司 | 一种测试电容式电压互感器介损和电容量的方法 |
| CN104181429A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-03 | 国家电网公司 | 一种三绕组变压器损耗在线测量系统 |
| CN110187193A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-08-30 | 武汉华瑞智深电气技术有限公司 | 基于全站电压互感器稳定性判断的介损监测系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94032785A (ru) | 1996-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3786349A (en) | Electrical reactance and loss measurement apparatus and method | |
| WO1983002162A1 (en) | Insulation analyzer apparatus and method of use | |
| RU2115131C1 (ru) | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь | |
| JPS6255571A (ja) | 自動絶縁特性解析装置 | |
| US6566895B2 (en) | Unbalanced three phase delta power measurement apparatus and method | |
| RU2215296C2 (ru) | Устройство для определения тангенса угла диэлектрических потерь | |
| CN1089726A (zh) | 一种变压器测试仪 | |
| RU2025740C1 (ru) | Способ определения места повреждения на линиях электропередачи и устройство для его осуществления | |
| US3568057A (en) | Phase measurement apparatus incorporating square wave voltage difference compensation | |
| US3452274A (en) | Apparatus for measuring loss characteristics of dielectric test specimens including an electrical bridge with sine to square wave conversion means and integration means | |
| RU2099725C1 (ru) | Способ измерения тангенса угла потерь высоковольтного оборудования и устройство для его осуществления | |
| JP3421524B2 (ja) | 静電容量の測定方法 | |
| KR102014511B1 (ko) | 커패시터의 손실 계수 측정 장치 및 방법 | |
| RU2008690C1 (ru) | Способ измерения электрической емкости и индуктивности | |
| JP3233456B2 (ja) | 誘電正接測定方法 | |
| SU1422170A1 (ru) | Устройство дл измерени трехфазных потерь мощности на корону | |
| Wasilenko et al. | On-site loss tangent measurements of high voltage insulation | |
| WO2023233372A1 (en) | Measurement system for dielectrics | |
| SU785770A1 (ru) | Устройство дл измерени тока | |
| SU797015A1 (ru) | Высоковольтный делитель напр же-Ни CO СХЕМОй ЕгО пРОВЕРКи | |
| SU1755213A1 (ru) | Устройство дл измерени омического сопротивлени электрических источников переменного напр жени | |
| RU2028625C1 (ru) | Устройство для определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением | |
| Castelli | The potential transformer bridge with current comparator for measuring the voltage dependence of compressed-gas capacitors | |
| Everitt | Capacitors | |
| SU834599A1 (ru) | Устройство дл измерени фазовогоСдВигА МЕжду гАРМОНиКОй НЕСиНуСОидАль-НОгО СигНАлА и СиНуСОидАльНыМ СигНАлОМОдиНАКОВОй C НЕй чАСТОТы |