1387 × 943 пикс.     Открыть в новом окне

Коммутатор должен иметь близкое к нулю внутреннее сопротивление и обеспечивать фронт ступенчатого импульса, по меньшей мере, в пять раз короче ожидаемого частичного времени реакции . Пригодными коммутаторами являются реле с ртутными контактами или разрядные промежутки с однородным полем, помещенные в изоляционное масло или сжатый газ. Расстояние между электродами в искровом промежутке не должно превышать 3 мм.

Если для коммутатора 3 используется реле с ртутными контактами, следует применять источник низкого постоянного напряжения 1, присоединяемый к измерительной системе через токоограничивающий резистор 2. В этом случае вместо импульсного осциллографа, предназначенного для работы с делителем высокого напряжения, необходимо применять осциллограф с усилителем. Динамические характеристики и входное полное сопротивление осциллографа с усилителем должны быть такими, чтобы замена осциллографа не влияла на форму реакции на ступенчатый импульс.

При использовании для коммутатора 3 разрядного промежутка в зависимости от типа делителя следует применять источник постоянного, переменного или импульсного напряжения с фронтом не менее 10 мкс. Разряд должен происходить вблизи максимума напряжения, ток источника напряжения 1 должен быть ограничен резистором 2. В этом случае напряжение ступенчатого импульса на входе измерительной системы должно обеспечивать возможность измерения реакции импульсным осциллографом, предназначенным для работы с делителем высокого напряжения.

3. Определение параметров реакции на ступенчатый импульс

3.1. Типичные осциллограммы реакции, полученные методом ступенчатого импульса, показаны на черт. 2. На осциллограммах черт. 2 б, в, г, е начальная часть сглажена, на осциллограммах черт. 2 д, е в начальной части имеются искажения, которые влияют на оценку погрешности срезанных на фронте грозовых или линейно-нарастающих импульсов напряжения.

Поэтому для определения параметров реакции следует принять условную начальную точку О', которая считается начальной точкой реакции и ступенчатого импульса напряжения.

3.2. Условная начальная точка О' определяется пересечением осей времени с касательной к наиболее крутой части фронта реакции (черт. 2).

Типичные осцилограммы реакций на ступенчатый импульс

1083 × 1498 пикс.     Открыть в новом окне

Если реакция имеет колебания на фронте (черт. 2 г), то проводится усредненная кривая, которая используется для определения касательной.

При определении О' начальными искажениями (черт. 2 д, е) пренебрегают.

3.3. Установившееся значение реакции определяется как значение, к которому стремится реакция на ступенчатый импульс или колеблется около него.

При наличии колебаний в реакции рекомендуется для определения установившегося значения включать демпфирующий резистор в провод вблизи генератора ступенчатого импульса.

Для определения установившегося значения может потребоваться использование различных по времени разверток осциллографа.

3.4. Частичное время реакции определяется площадью между ступенчатым импульсом, перемещенным к точке О', и осциллограммой реакции на ступенчатый импульс до момента, когда она впервые достигает единичного значения (черт. 2).

3.5. Экспериментальное время реакции определяется с учетом вертикального провода от генератора ступенчатого напряжения к горизонтальной подводке и делителю

Площади , , и т.д. показаны на черт. 2 штриховкой. Они ограничены реакцией и ступенчатым импульсом и предположением, что обе характеристики начинаются с О'. При определении начальными искажениями пренебрегают и рассматривают прямую линию, используемую для определения О', как реакцию для этой части (черт. 2 д, е).

3.6. Время реакции Т определяется как сумма из и поправки на действие вертикального провода

где: Т - время реакции, мкс;

- время пробега импульса по вертикальному проводу длиной h в метрах со скоростью 300 м/мкс;

R - активное сопротивление плеча высокого напряжения делителя, которое равно бесконечности для емкостных и демпфированных делителей, Ом;

z - волновое сопротивление вертикального провода, которое с приближением может быть принято равным полному сопротивлению горизонтального провода, помещенного на высоте, равной длине вертикального провода:

где z - волновое сопротивление, Ом;

d - диаметр провода, м;

- магнитная проницаемости вакуума, равная Гн/м;

- электрическая постоянная вакуума, равная Ф/м.

3.7. Время начального искажения определяется площадью, ограниченной реакцией от момента ее первого отклонения от нулевой линии до пересечения с прямой линией, используемой для определения О' (черт. 2 d, е).

4. Определение времени реакции методом шарового измерительного разрядника

Для данного метода применяется шаровой измерительный разрядник с шарами диаметром 250 мм вертикальной установки. Промежуток между шарами должен быть ионизирован.

Между шарами должно быть установлено расстояние 60 мм, для которого на черт. 3 показана вольт-секундная характеристика при отрицательной полярности импульсного напряжения с линейным фронтом.

Время реакции испытуемой измерительной системы вычисляется по формуле

где - время реакции измерительной системы при к-ом измерении, нс;

- разность между разрядным напряжением, определенным по черт. 3 и средним значением измеренного разрядного напряжения с учетом введения поправок на атмосферные условия, кВ;

- скорость нарастания напряжения, кВ/нс.

Если измеренное разрядное напряжение выше отсчитанного по черт. 3, то время реакции - отрицательное.

1197 × 1647 пикс.     Открыть в новом окне

Определение времени реакции испытуемого устройства проводится следующим образом:

1) к шаровому измерительному разряднику с установленным расстоянием между шарами 60 мм следует приложить три одинаковых импульса отрицательной полярности с фронтом, который возрастает практически линейно в конечной его части (выше 0,8 ожидаемого напряжения в момент разряда);

2) для каждой осциллограммы измеренного разрядного напряжения определяются его значение и скорость нарастания, а также определяются их средние арифметические значения.

Среднее значение измеренного разрядного напряжения приводится к нормальным атмосферным условиям и по черт. 3 находится значение . Время реакции вычисляется на основе этого значения и скорости нарастания напряжения по формуле (4).

Аналогично находятся значения времени реакций для двух других скоростей нарастания напряжения и за время реакции испытуемой системы Т принимается среднее арифметическое значение из трех полученных времен реакций.

Рекомендации по выполнению измерительных систем с делителями напряжения

1. Подводка к делителю, а также провод заземления, соединяющие делитель с испытуемым объектом, должны быть минимально короткими и иметь малую индуктивность.

2. Сторона низкого напряжения измерительной системы должна быть экранирована с целью ослабления помех, создаваемых испытательной схемой высокого напряжения.