SU792156A1

SU792156A1 - Apparatus for measuring maximum value of single lightning and commutation pulse voltage

Info

Publication number: SU792156A1
Application number: SU782757291A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Меерович Базелян; Михаил Владимирович Бурмистров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6517; Энергетический Институт Им. Г.М.Кржижановского
Priority date: 1978-03-11
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1980-12-30

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при создании устройств для испытания сверхвысо- » ковольтной изоляции.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to create devices for testing ultra-high-voltage insulation.

Известно устройство для измерения типового значения напряжения, содержащее усилители, транзисторы, наполнительные конденсаторы, резистор и диод [1], _A device for measuring a typical voltage value, containing amplifiers, transistors, capacitors, resistor and diode [1], _

Это устройство имеет недостаточные точность и надежность измерений.This device has insufficient accuracy and reliability of measurements.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения максималь- 15 ного значения однократных грозовых и коммутационных импульсных напряжений, содержащее высоковольтный емкостный делитель, состоящий из двух последовательно соединенных кон- 20 денсаторов, первый вывод одного из которых соединен с входом устройства, его второй вывод - с клеммой вход ного сигнала, а второй вывод другого конденсатора - с общей шиной, после вторым выводом первого конденсатора внутреннего емкостного делителя и общей шиной [2],Closest to the invention in technical essence is a device for measuring the maximum value of 15 single thunderstorm and switching impulse voltages, containing a high-voltage capacitive divider, consisting of two series-connected capacitors, the first output of one of which is connected to the input of the device, its second the output is with the input signal terminal, and the second output of the other capacitor is with the common bus, after the second output of the first capacitor of the internal capacitive divider and the common bus [2],

Недостатком этого устройства такжеявляется невысокая точность измерения .The disadvantage of this device is also a low measurement accuracy.

Целью изобретения является повышение точности измерения.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Эта цель достигается тем, чао устройство для измерения максимального значения однократных грозовых и коммутационных импульсных напряжений, содержащее высоковольтный емкостный делитель, состоящий из двух последовательно соединенных конденсаторов, первый вывод одного из которых соединен с входом устройства, его второй вывод - с клеммой входного' сигнала, а второй вывод другого конденсатора - с общей шиной, последовательно соединенные высоковольтный ламповый диод и внутренний емкостный делитель, состоящий из двух последовательно соединенных конденсаторов, и блок считывания, подключенный между вторым выводом первого конденсатора внутреннего емкостного делителя и общей шиной, снабжено источником опорного импульсного напряжения, линией задержки, довательно соединенные высоковольтный ламповый диод и внутренний емкостный делитель, состоящий из двух последовательно Соединенных конденсаторов, и блок считывания, подключенный между.30 блоком запуска и резистором, включенным между, вторым выводом второго конденсатора внутреннего емкостного делителя и общей шиной, при этом вход источника опорного импульсного напряжения соединен с клеммой входного сигнала, его выходы подключены параллельно выводам резистора, вход линии задержки соединен с клеммой входного сигнала, ее выход - с анодом высоковольтноголампового диода, вход блока запуска - с одним из выходов источника опорного импульсного напряжения, а его выход с управляющим входом блока считывания.This goal is achieved by the fact that a device for measuring the maximum value of single lightning and switching impulse voltages, containing a high-voltage capacitive divider consisting of two series-connected capacitors, the first output of one of which is connected to the input of the device, its second output - with the input signal terminal, and the second output of another capacitor - with a common bus, connected in series to a high-voltage tube diode and an internal capacitive divider, consisting of two series-connected capacitors, and a readout unit connected between the second terminal of the first capacitor of the internal capacitive divider and a common bus, is equipped with a reference pulse voltage source, a delay line, well connected high-voltage tube diode and an internal capacitive divider, consisting of two capacitors connected in series, and a readout unit, connected between the 30 start block and a resistor connected between the second terminal of the second capacitor of the internal capacitive divider and the common bus, while the input of the reference pulse voltage source is connected to the terminal of the input signal, its outputs are connected parallel to the terminals of the resistor, the input of the delay line is connected to the terminal of the input signal, its output is connected to the anode of the high-voltage tube diode, the input of the trigger unit is connected to one of the outputs of the reference pulse voltage source, and its output with control input of the reading unit.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.The drawing shows a structural electrical diagram of the device.

Устройство содержит высоковольтный емкостный делитель, состоящий из конденсаторов 1 и 2, клемму 3 входного сигнала, линию 4 задержки, высоковольтный ламповый диод 5, внутренний емкостный делитель, состоящий из конденсаторов б и 7, резистор 8, блок 9 считывания, источник 10 опорного импульсного напряжения и блок 11 запуска.The device comprises a high-voltage capacitive divider, consisting of capacitors 1 and 2, an input signal terminal 3, a delay line 4, a high-voltage tube diode 5, an internal capacitive divider, consisting of capacitors b and 7, a resistor 8, a reading unit 9, and a pulse voltage reference source 10 and start block 11.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

К высоковольтной изоляции или к воздушному промежутку прикладывается однократный грозовой или коммутационный импульс напряжения.A single lightning or switching voltage pulse is applied to the high-voltage insulation or to the air gap.

При достижении момента происходит пробой исследуемой изоляции и появляется возможность зарядки конденсатора 7 за счет переходного процесса. Колебания особенно велики при малой емкости высоковольтного делителя и большой емкости ошиновки, используемой при исследовании сверх-и ультравысоковольтной изоляции. В случаях, когда амплитуда высокочастотного выброса напряжения наводки максимальна, т.е. превышает максимальное значение регистрируемого импульса, вносятся большие погрешности в измерения.When the moment is reached, a breakdown of the investigated insulation occurs and it becomes possible to charge the capacitor 7 due to the transition process. Fluctuations are especially great with a small capacity of the high-voltage divider and a large busbar capacity used in the study of ultra- and ultra-high-voltage insulation. In cases where the amplitude of the high-frequency surge of the pick-up voltage is maximum, i.e. exceeds the maximum value of the detected pulse, large errors are introduced into the measurements.

Для исключения возможности зарядки конденсатора 7 внутреннего емкостного делителя детектированными высокочастотными колебаниями применена блокировка процесса зарядки конденсатора 7 в момент возникновения колебаний .To exclude the possibility of charging the capacitor 7 of the internal capacitive divider with the detected high-frequency oscillations, a blocking of the charging process of the capacitor 7 at the time of oscillation occurrence was applied.

Добиться блокировки процесса зарядки конденсатора 7 в момент возникновения колебаний можно путем введения опорного напряжения в цепь внутреннего емкостного делителя линии 4 задержки последовательно с высоковольтным ламповым диодом 5 и блока 11 запуска для блока 9 считывания.To achieve blocking the charging process of the capacitor 7 at the time of oscillation, it is possible by introducing a reference voltage into the circuit of the internal capacitive divider of the delay line 4 in series with the high-voltage tube diode 5 and the trigger unit 11 for the read unit 9.

Сигнал, полученный с высоковольтного емкостного делителя, поступает на клемму 3 входного сигнала затем проходит через линию 4 задержки, высоковольтный ламповый диод 5, внутренний емкостный делитель и резисторThe signal received from the high-voltage capacitive divider is fed to the input signal terminal 3 then passes through the delay line 4, the high-voltage tube diode 5, the internal capacitive divider, and the resistor

8. При этом конденсатор 7 заряжается до напряжения, пропорционального максимальному значению регистрируемого импульса. Зарядка конденсатора продолжается до тех пор, пока не начнутся высокочастотные колебания на высоковольтном емкостном делителе из конденсаторов 1, 2, возникающие в момент пробоя исследуемой изоляции. В этот момент первый пик высоковочастотного колебания попадает на вход источника опорного импульсного напряжения и запускает его до того, как колебания через линию 4 задержки достигнут диода 5. В результате диод 5 закрывается напряжением подпора, выделившимся на резисторе 8, и зарядки конденсатора 7 детектированными высокочастотными колебаниями не происходит. Продолжительность запирания высоковольтного лампового диода 5 всегда больше длительности высокочастотных колебаний.8. In this case, the capacitor 7 is charged to a voltage proportional to the maximum value of the detected pulse. The charging of the capacitor continues until the high-frequency oscillations on the high-voltage capacitive divider from the capacitors 1, 2 that occur at the time of the breakdown of the insulation under study begin. At this moment, the first peak of the high-frequency oscillation hits the input of the reference pulse voltage source and starts it before the oscillations through the delay line 4 reach the diode 5. As a result, the diode 5 is closed by the back-up voltage that stands out on the resistor 8 and charging the capacitor 7 with the detected high-frequency oscillations not happening. The duration of the locking high-voltage tube diode 5 is always longer than the duration of high-frequency oscillations.

Для того, чтобы напряжение подпора не регистрировалось блоком 9 считывания вместе с полезным сигналом, команда на считывание показаний подается блоком 11 запуска с выдержкой времени больше, чем время снижения до нуля импульса напряжения подпора.In order for the backwater voltage not to be recorded by the reading unit 9 together with the useful signal, the command to read the readings is given by the start block 11 with a time delay longer than the time to reduce the back-up voltage pulse to zero.

Устройство может также измерять импульсы отрицательной полярности при обратном включении диода 5.The device can also measure pulses of negative polarity when the diode 5 is turned back on.

Claims

a start unit and a resistor connected between the second output of the second capacitor, the internal capacitive divider and the common bus, the input of the reference pulse voltage source is connected to the input terminal, its outputs are connected in parallel to the resistor terminals, the delay line input is connected to the input terminal, the output — with the anode of the high voltage diode; the input of the starting unit — with one of the outputs of the reference pulse voltage source; and its output with the control input of the reading unit. The drawing shows the structures on the electrical circuit of the device. The device contains a high-voltage capacitive divider consisting of capacitors 1 and 2, an input signal terminal 3, a delay line 4, a high-voltage lamp diode 5, an internal capacitive divider consisting of capacitors b and 7, a resistor 8, a readout unit 9, a reference source 10 pulse voltage and unit 11 run. The device works as follows. A single lightning or switching voltage pulse is applied to the high voltage insulation or to the air gap. Upon reaching the moment t – r, the breakdown of the insulation under investigation occurs and the possibility of capacitor 7 charging appears due to the transient process. The oscillations are especially large with a small capacitance high-voltage divider and a large capacitance of the bus-bar used in the study of super- and ultra-high-voltage insulation. Occasionally, when the amplitude of the high-frequency Bjg6poca pickup voltage is maximum, i.e. greater than the maximum value of the registered pulse, larger errors are introduced in the measurements. To prevent the capacitor 7 from charging the internal capacitor divider detected by high-frequency oscillations, the charging of the capacitor 7 is blocked at the moment of occurrence of oscillations. The blocking of the charging process and the capacitor 7 at the time of oscillation can be achieved by introducing a reference voltage into the circuit of the internal capacitive divider of the delay line 4 in series with the high-voltage lamp diode 5 and the start-up unit 11 for the reading unit 9, the signal received from the high-voltage capacitance divider , is fed to the input signal terminal 3, then passes through the delay line 4, the high-voltage lamp diode 5, the internal capacitive divider and the resistor 8. At the same time, the capacitor 7 is charged to the voltage proportional to ionic maximum value of the recorded pulse. The capacitor charge continues until the high-frequency oscillations on the high-voltage capacitive divider from the capacitors 1, 2, occurring at the time of the breakdown of the insulation under study, begin. At this moment, the first peak of the high-frequency oscillation reaches the input source of the reference pulsed voltage and triggers it before the diode 5 reaches the diode 5 line. As a result, the diode 5 is closed by the sub-voltage, which is separated on the resistor 8, and charges the capacitor 7 is not detected by the detected high-frequency oscillations. The duration of locking high-voltage lamp diode 5 is always greater than the duration of high-frequency oscillations. In order for the backwater voltage not to be registered by the reading unit 9 together with the useful signal, the read command is issued by the start-up unit 11 with a time delay longer than the time taken to reduce the back pressure voltage to zero. The device can also measure negative polarity pulses when the diode 5 is turned back on. Claims An apparatus for measuring the maximum value of one-time lightning and switching impulse voltages containing a high-voltage capacitive divider consisting of two series-connected capacitors, the first output of one of which is connected to the input of the device, its second output - with the input signal terminal, and the second output of another capacitor - with a common bus, connected in series by high-voltage A lamp tube diode and an internal capacitive divider consisting of two series-connected capacitors, and a readout unit connected between the second output of the first capacitor of the internal capacitive divider and a common bus, which is provided with a source of reference impulse voltage , a delay line, a start-up unit and a resistor connected between the second output of the second capacitor of the internal capacitive divider and the common bus, the input source of the reference pulse voltage is connected to the input signal terminal, its outputs are connected in parallel to the resistor terminals, the input of the delay line is connected to the input signal terminal, its output is connected to the anode of the high-voltage lamp diode, the input of the trigger unit is one of the outputs of the reference pulse voltage, and its the output is with the control input of the readout unit.

Sources of information taken into account in the examination 1. UK patent number 1281984, G 1 and 1964.

2.Tec1inlsche Dokumente fur Scheitefwert-Mejieiurichtung fvir Stoj spannung SHUT 1, (GDR), 855.4 Ba 2141, 10.26.66 (prototype).