RU2250471C1 - Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю - Google Patents
Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250471C1 RU2250471C1 RU2003132495/28A RU2003132495A RU2250471C1 RU 2250471 C1 RU2250471 C1 RU 2250471C1 RU 2003132495/28 A RU2003132495/28 A RU 2003132495/28A RU 2003132495 A RU2003132495 A RU 2003132495A RU 2250471 C1 RU2250471 C1 RU 2250471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- low
- capacitance
- divider
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к измерениям высокого напряжения при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов. Технический результат изобретения: обеспечение возможности компенсации влияния на коэффициент деления делителя емкости высоковольтного плеча на землю путем подстройки коэффициента деления в емкостно-омическом делителе напряжения. Сущность: делитель содержит высоковольтное плечо, состоящее из последовательно соединенных R-C-r блоков, каждый из которых содержит конденсатор С и соединенный с ним последовательно низкоомный демпфирующий резистор r а также шунтирующий это соединение высокоомный резистор R , и низковольтное плечо, расщепленное на две части - низковольтный блок и выносной блок, соединенные между собой коаксиальным кабелем. Низковольтный блок содержит последовательно соединенные конденсатор С2 и низкоомный резистор r2, которые шунтированы высокоомным резистором R2. Выносной блок содержит параллельно соединенные емкость С3 и высокоомный резистор R3, последовательно с которым включено сопротивление r3, равное волновому сопротивлению кабеля. В выносном блоке емкость С3 составлена из двух параллельно соединенных емкостей, т.е. С3=С30+ΔС3, причем С30 имеет постоянное значение, а ΔС3 является регулируемой емкостью. Способ компенсации влияния на коэффициент деления делителя емкости делителя на землю заключается в том, что в нем производят настройку коэффициента деления после окончательного выбора месторасположения делителя среди остальных объектов высоковольтной схемы испытаний. К делителю прикладывают калибровочное напряжение U1 любой частоты, производят отсчет выходного напряжения U2, вычисляют коэффициент деления и затем уменьшают значения регулируемой емкости до величины, при которой значение коэффициента деления будет соответствовать его номинальному значению. 2 н., 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерениям высокого напряжения при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов.
При испытаниях на коммутационную способность высоковольтных аппаратов, например высоковольтных выключателей, необходимо измерять напряжение на испытуемом аппарате в течение всего испытательного цикла.
В течение опыта отключения тока короткого замыкания форма напряжения, воздействующего на выключатель, весьма специфична и отражает три стадии процесса отключения: напряжение на электрической дуге, восстанавливающееся напряжение и возвращающееся напряжение промышленной частоты. Кроме того, при некоторых видах испытаний возможно длительное приложение постоянного напряжения. Анализ формы кривой напряжения показывает, что спектр частот, подлежащих регистрации, простирается от 50 Гц до сотен килогерц. Диапазон мгновенных значений напряжения от - 0,1 Uном (при дуге) до (2-3) Uном при восстановлении напряжения.
Для измерения высоких напряжений при коммутационных испытаниях выключателей применяются высоковольтные делители напряжения.
Известен делитель напряжения [1], содержащий соединенные последовательно элементы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных низкоомного резистора и конденсатора; параллельно каждому из указанных элементов подсоединен высокоомный резистор.
Известен емкостно-омический делитель напряжения [2], содержащий высоковольтное плечо и расщепленное низковольтное плечо. В [2] показано, что в режиме коммутационных испытаний применение емкостно-омического делителя с демпфирующими резисторами и "расщепленным" низковольтным плечом дает наименьшие погрешности.
Электрическая схема такого делителя приведена на фиг.1.
Высоковольтное плечо делителя представляет собой колонну из последовательно соединенных R-C-r блоков, каждый из которых содержит конденсатор , соединенный с ним последовательно низкоомный демпфирующий резистор и шунтирующий это соединение высокоомный резистор .
Низковольтное плечо делителя расщеплено на две части - низковольтный блок и выносной блок.
Низковольтный блок содержит последовательно соединенные конденсатор С2 и низкоомный демпфирующий резистор r2, которые шунтированы высокоомным резистором R2. Точка соединения С2 и R2 подключена к выводу "земля" и к экрану кабеля. Противоположный вывод - точка соединения резисторов R2 и r2 - через сопротивление r0 подсоединен к жиле кабеля К. При этом в низковольтном блоке выдерживается равенство r2+r0=ρ 0, где ρ 0 - волновое сопротивление кабеля К.
Выносной блок содержит емкость С3 и шунтирующий резистор R3. Точка соединения С3 и R3 подключена к корпусу выносного блока и экрану кабеля. Точка соединения противоположных выводов С3 и R3 через сопротивление r3, равное ρ 0, подсоединена к жиле кабеля.
Очевидно, что делитель напряжения должен иметь такие параметры элементов, которые обеспечивают идентичность форм первичного и вторичного (выходного) напряжений, т.е. должен иметь единый коэффициент деления как на постоянном напряжении, так и в заданном диапазоне частот переменного напряжения.
С целью обеспечения единого значения коэффициента деления как на постоянном напряжении, так и на переменном во всем диапазоне частот, в делителе выдержаны соотношения
где ВП и НП - соответственно высоковольтное и низковольтное плечи;
Наличие шунтирующих резисторов в высоковольтных R-C-r блоках обеспечивает на постоянном напряжении равномерное распределение высокого напряжения по блокам.
На постоянном напряжении значение коэффициента деления Кд(R) составляет
Сложнее обстоит дело с делением переменного напряжения. Соотношения между сопротивлениями и емкостями в делителе напряжения таково, что переменное напряжение в нем распределяется по емкостям. При этом, без учета влияния емкостей R-C-r блоков на землю коэффициент деления на переменном напряжении выражается формулой
Выражения (2) и (3) полностью соответствуют друг другу, поэтому с учетом (1)
кд(R)=Кд(C).
Практически выражение (3) имеет место, когда емкость R-C-r блоков на "землю" весьма мала по сравнению с продольной емкостью . Поэтому одно из требований нормативной документации таково: при измерении высоких напряжений не должно быть никаких заземленных элементов испытательной схемы на расстоянии от делителя напряжения ближе, чем значение высоты делителя.
Однако при весьма высоких напряжениях, когда высота делителя напряжения равна или более 5 м, обеспечить это требование на практике невозможно, особенно при сложных синтетических испытательных схемах, с большим количеством элементов испытательной цепи; в этих случаях расстояния от делителя напряжения до заземленных элементов выбираются из соображений обеспечения отсутствия пробоя воздушного зазора между делителем и элементами испытательной цепи, т.е. значительно меньше высоты делителя; поэтому емкость на "землю" и соответственно отношение Ce/C1 достигает больших значений.
С учетом влияния емкости элементов высоковольтного плеча делителя на землю реальный коэффициент деления делителя на переменном напряжении определяется не выражением (3), а следующим
Это значит, что из-за влияния емкости на землю Кд(C)≠ Kд(R). Такое положение приводит к тому, что кривая первичного напряжения, имеющая как постоянную, так и переменную составляющие разных частот, на выходе делителя напряжения предстает в искаженном виде.
Недостатком делителя напряжения [2] является невозможность компенсации влияния на коэффициент деления при измерении переменного напряжения емкости элементов высоковольтного плеча делителя на землю, служащей причиной недопустимых значений погрешностей измерений.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является компенсация влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю и уравнивание коэффициентов деления на постоянном и переменном напряжениях.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с целью уравнивания коэффициентов деления на постоянном и переменном напряжениях предлагается емкость С3 в выносном блоке составлять из двух параллельно соединенных емкостей, т.е. С3=С30+Δ С3, причем С30 имеет постоянное значение, а Δ С3 является регулируемой емкостью.
Значение С30 и максимальное значение Δ С3mах таковы, что в низковольтном плече обеспечивается равенство
С2≈ С3=С30+Δ С3mах. (5)
На фиг.2 приведена электрическая схема выносного блока, в котором реализовано это предложение.
Делитель напряжения с выносным блоком, состоящим из двух элементов С30 и Δ С3, позволяет осуществить подстройку коэффициента деления на переменном напряжении Кд(C) до значения, равного коэффициенту деления на постоянном напряжении Kд(R), тем самым компенсируя негативное влияние емкости высоковольтного плеча на землю.
С целью облегчения процесса подстройки коэффициента деления регулируемую часть емкости Δ С3 выносного блока целесообразно выполнить в виде суммы емкостных элементов Δ С3-i, дискретные значения емкостей которых отличаются друг от друга по двоичной системе. Например, при необходимости выполнить подстройку коэффициента деления с заданной погрешностью ±0,25% подбор емкостных элементов может быть следующим:
Δ С3-1=0,005Снп; Δ С3-2=0,01Снп; Δ С3-3=0,02Снп;
Δ С3-4=0,04Снп; Δ С3-5=0,08Снп; Δ С3-6=0,16Снп,
где Снп - расчетное значение емкости низковольтного плеча.
В этом случае подстройка осуществляется в диапазоне от 0,5% до 31,5% Кном и этого вполне достаточно для подстройки коэффициента деления практически при любом отклонении от Кном. Учитывая соотношение (5), можно отметить, что в этом случае
На фиг.3 приведена электрическая схема делителя, в котором регулировка коэффициента деления осуществляется с помощью таких дискретных подстроечных емкостей Δ С3-i. При этом каждый выключатель B1... В6 на выносном блоке обозначен непосредственно в процентах от емкости низковольтного плеча Снп, а именно: 0,5%; 1%; 2%; 4%; 8%; 16%.
Процесс настройки коэффициента деления делителя производится после окончательного выбора места расположения делителя среди остальных объектов высоковольтной схемы испытаний следующим образом:
а) регулируемая емкость устанавливается в максимальном значении Δ С3mах. В случае применения емкостных элементов с дискретными значениями (см. фиг.3) должны быть подключены все элементы Δ С3-i (включены все выключатели B1... В6);
б) делитель напряжения отсоединяется от испытательной схемы и подсоединяется к источнику калибровочного напряжения U1 частоты 50 Гц;
в) по команде руководителя настройки производится одновременный отсчет приложенного U1 и выходного U2 напряжения, после чего вычисляется значение отличия коэффициента деления от номинального значения по формуле
В случае применения емкостных элементов с дискретными значениями (см. фиг.3) отключаются те выключатели, сумма обозначений которых отличается от значения, полученного по формуле (6), на величину, не более ±0,25%. Например, если по формуле (6) получено значение δ к=13,7%, отключаются выключатели B1, В2, В4 и В5, соответствующие δ к=0,5+1+4+8=13,5%, что дает погрешность подстройки - 0,2%;
д) повторяются действия по п. в), при выполнении которых убеждаются, что коэффициент деления на переменном напряжении равен Кном с погрешностью δ к≤ [0,25%].
Литература:
1. Делитель напряжения для испытаний коммутационных высоковольтных аппаратов.
А.С. №391501 - "Бюлл. изобр." 1973, №31. Авторы: Агафонов Г.Е., Болотин И.Б., Лопаев В.Н., Шешин Б.А..
2. Болотин И.Б., Эйдель Л.З. Измерения в переходных режимах короткого замыкания, рис. 3-29; 1, 2 и 3 издания - Л. Энергия, Ленинградское отделение, 1973, 1981, 1988 г.г.
Claims (3)
1. Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов, содержащий высоковольтное плечо, состоящее из последовательно соединенных R-C-r-блоков, каждый из которых содержит конденсатор С и соединенный с ним последовательно низкоомный демпфирующий резистор , а также шунтирующий это соединение высокоомный резистор , и низковольтное плечо, расщепленное на две части - низковольтный блок и выносной блок, соединенные между собой коаксиальным кабелем, причем упомянутый низковольтный блок содержит последовательно соединенные конденсатор С2 и низкоомный резистор r2, которые шунтированы высокоомным резистором R2, а упомянутый выносной блок содержит параллельно соединенные емкость С3 и высокоомный резистор R3, последовательно с которым включено сопротивление r3, равное волновому сопротивлению кабеля, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности компенсации влияния емкости высоковольтного плеча на землю путем подстройки коэффициента деления, в упомянутом выносном блоке емкость С3 выполнена из двух соединенных параллельно емкостей, одна из которых С30 имеет постоянное значение, а другая Δ С3 является регулируемой от нуля до максимального значения.
2. Делитель напряжения по п.1, отличающийся тем, что регулируемая емкость Δ С3 выносного блока выполнена в виде суммы дискретных емкостных элементов, значения емкостей которых отличаются друг от друга по двоичной системе (например, 0,5; 1; 2; 4% от суммарной емкости низковольтного плеча и т.д.), причем каждый упомянутый емкостный элемент подключен параллельно емкости С30 через свой выключатель.
3. Способ компенсации влияния емкости делителя на землю на коэффициент деления делителя напряжения, отличающийся тем, что в нем производят настройку коэффициента деления после окончательного выбора месторасположения делителя среди остальных объектов высоковольтной схемы испытаний следующим образом: регулируемую емкость устанавливают в максимальном значении Δ С3mах. (в случае применения емкостных элементов с дискретными значениями должны быть подключены все элементы Δ С3-i); делитель напряжения отсоединяют от испытательной схемы и подсоединяют к источнику калибровочного напряжения U1 частоты 50 Гц; по команде руководителя настройки коэффициента деления производят одновременный отсчет приложенного U1 и выходного U2 напряжений, после чего вычисляют значение отличия коэффициента деления от номинального значения по формуле
производят уменьшение значения Δ С3 на величину, соответствующую значению Снв· δ к/100, где Снв - емкость низковольтного плеча.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003132495/28A RU2250471C1 (ru) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003132495/28A RU2250471C1 (ru) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2250471C1 true RU2250471C1 (ru) | 2005-04-20 |
Family
ID=35634926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003132495/28A RU2250471C1 (ru) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2250471C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102508097A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-20 | 三一重工股份有限公司 | 线路故障分段检测装置及检测方法 |
CN101762733B (zh) * | 2010-01-08 | 2012-07-18 | 中国电力科学研究院 | 一种高阻抗宽频带高电压分压器的设计方法 |
EP3796006A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Adjustable voltage sensor |
CN112563030A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 上海上电电容器有限公司 | 无感均压阻尼分压电容器 |
CN112904260A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 许继集团有限公司 | 一种直流分压器两级校准方法 |
CN113640729A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-12 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种阻容分压器阻容参数测量方法及装置 |
CN113884739A (zh) * | 2021-08-20 | 2022-01-04 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种宽频电压分压器装置及刻度因数标定方法 |
-
2003
- 2003-11-05 RU RU2003132495/28A patent/RU2250471C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101762733B (zh) * | 2010-01-08 | 2012-07-18 | 中国电力科学研究院 | 一种高阻抗宽频带高电压分压器的设计方法 |
CN102508097A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-20 | 三一重工股份有限公司 | 线路故障分段检测装置及检测方法 |
EP3796006A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Adjustable voltage sensor |
WO2021059078A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 3M Innovative Properties Company | Adjustable voltage sensor |
CN112904260A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 许继集团有限公司 | 一种直流分压器两级校准方法 |
CN112904260B (zh) * | 2019-11-19 | 2023-09-26 | 许继集团有限公司 | 一种直流分压器两级校准方法 |
CN112563030A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 上海上电电容器有限公司 | 无感均压阻尼分压电容器 |
CN112563030B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-02-15 | 上海上电电容器有限公司 | 无感均压阻尼分压电容器 |
CN113640729A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-12 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种阻容分压器阻容参数测量方法及装置 |
CN113640729B (zh) * | 2021-08-19 | 2024-01-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种阻容分压器阻容参数测量方法及装置 |
CN113884739A (zh) * | 2021-08-20 | 2022-01-04 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种宽频电压分压器装置及刻度因数标定方法 |
CN113884739B (zh) * | 2021-08-20 | 2024-02-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种宽频电压分压器装置及刻度因数标定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2745121B1 (en) | An adaptive voltage divider with corrected frequency characteristic for measuring high voltages | |
RU2250471C1 (ru) | Делитель напряжения для измерений при коммутационных испытаниях высоковольтных аппаратов и способ компенсации влияния на коэффициент деления емкости делителя на землю | |
Brehm et al. | Errors of capacitive-voltage-transformers used for harmonic measurements | |
US7586314B2 (en) | Multi-pin CV measurement | |
US3842344A (en) | Bridge circuit for measuring dielectric properties of insulation | |
RU2086996C1 (ru) | Устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения | |
KR101851967B1 (ko) | 전기 용량 브리지를 평가하기 위한 커패시터 레지스터 뱅크 장치 | |
US2157929A (en) | Surge generator | |
RU2248002C2 (ru) | Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения | |
Slomovitz et al. | Behavior of voltage transformers under distorted waveforms | |
Shields | Measurement of four-pair admittances witk two-pair bridges | |
Saadeddine et al. | Reference calibrator for combined and composite high voltage impulse tests | |
Hallstrom et al. | Calculable impulse voltage calibrator for calibration of impulse digitizers | |
Narbut | Transformer corona measurement using condenser bushing tap and resonant measuring circuits | |
Brown | Corona measurement on high-voltage apparatus using the bushing capacitance tap | |
RU2801348C1 (ru) | Способ и устройство для определения состояния емкостного преобразователя напряжения | |
RU2080609C1 (ru) | Способ определения комплексного сопротивления двухполюсника в диапазоне частот | |
RU150413U1 (ru) | Приставка к цифровому вольтметру для измерения токов фемтоамперого диапазона | |
RU2240571C1 (ru) | Устройство контроля технического состояния обмоток трансформатора | |
Nikjoo et al. | Insulation condition assessment of power transformer bushings by utilizing high voltage lightning impulses | |
KR102014511B1 (ko) | 커패시터의 손실 계수 측정 장치 및 방법 | |
SU873153A1 (ru) | Устройство дл измерени входного сопротивлени и входной емкости повторител напр жени | |
JPH05256892A (ja) | ケーブルインピーダンスの測定方法および装置 | |
Sze | Measurement of voltage ratio at audio frequencies | |
Saadeddine et al. | New reference systems for the calibration of HV impulses at LNE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181106 |