Site Loader

Содержание

Что такое амплитудное значение напряжения в сети переменного тока



Что такое амплитудное значение напряжения в сети переменного тока

Все мы знаем, что дома в розетках у нас напряжение 220В. Но не каждый знает, какое именно это напряжение. Давайте же разберемся с этой ситуацией.

Для упрощения рассматриваемого примера будем считать, что вид напряжения – синусоида, то есть переменное напряжение (с определенной периодичностью меняет значение с положительного на отрицательное).

Рисунок 1 – Вид переменного напряжения

На рисунке 1 изображен вид идеального синусоидального напряжения одного периода Т. Есть несколько значений напряжения, о которых обычно говорят и используют, рассмотрим:

Амплитудное значение напряжения (U m ) – это максимальное, мгновенное значение напряжения, то есть амплитуда синусоиды.

Теперь правильнее будет говорить о токе.

Действующее значение переменного тока — это величина постоянного тока, который может выполнить ту же самую работу (нагрев).

Действующее значение напряжения (U) обозначают латинской буквой без индекса, в литературе может еще использоваться термин – эффективное значение напряжения .

Для периодически изменяющегося сигнала за период Т, величина действующего напряжения находится:

Приведем формулу к простому виду, приняв за изменяющийся сигнал синусоиду. Между рассмотренными выше двумя параметрами существует зависимость, которая выражается формулой:

То есть амплитудное значение в 1,414 раза больше действующего.

Вернемся к домашним розеткам с напряжением 220В. Это действующее значение напряжения, которое можно измерить тестером. Определим его амплитудное значение напряжения:

Среднее значение синусоидального тока, напряжения будет равно нулю. Поэтому если говорят о среднем значении переменного тока, то подразумевают рассматривание его в пол периода.

Комментарии

Рисунок один показывает идеальный вид напряжения в сети. Оно описывается мгновенными значениями. Um — это амплитуда (максимальное мгновенное значение). Но работу в электрических приборах выполняет действующее (эффективное) значение, величина которого находится по формуле, приведенной в статье. Я только что вывел примерную функцию, которая описывает вид напряжения, вот график:

Теперь подставим полученное в формулу расчета действующего значения:

Из формулы видно, что по функции находится интеграл, то есть площадь, и здесь не важно, какой знак (+ или -) у напряжения.
В сети есть «Фаза» и «Ноль», первое имеет положительный потенциал относительно земли, то есть имеет место напряжение в 220В, а ноль — просто «провод», пока Вы не вставите в розетку прибор, по нему не будет протекать ток. Вставили прибор в розетку: ток течет от фазы через прибор к нолю.
Проверяете индикатором, «постоянно светит» потому что работу выполняет действующее значение. Установите диод перед индикатором, будет работать только пол волны и заметите мерцание.

Источник

ElectronicsBlog

Обучающие статьи по электронике

Переменное напряжение и его параметры

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал, как рассчитать индуктивность катушки выполненной на разомкнутом сердечнике (например, ферритовой антенны, контурных катушек радиоприёмников, катушек с построечными сердечниками и т. д.). Сегодняшняя статья посвящена переменному напряжению и параметрам, которые его характеризуют.

Что такое переменное напряжение?

Как известно электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц, которое возникает под действием разности потенциалов или напряжения. Одной из основных характеристик любого типа напряжения является его зависимость от времени. В зависимости от данной характеристики различают постоянной напряжение, значение которого с течением времени практически не изменяется и переменное напряжение, изменяющееся во времени.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Переменное напряжение в свою очередь бывает периодическим и непериодическим. Периодическим называется такое напряжение, значения которого повторяются через равные промежутки времени. Непериодическое напряжение может изменять своё значение в любой период времени. Данная статья посвящена периодическому переменному напряжению.

Постоянное (слева), периодическое (в центре) и непериодическое (справа) переменное напряжение.

Минимальное время, за которое значение переменного напряжения повторяется, называется периодом. Любое периодическое переменное напряжение можно описать какой-либо функциональной зависимостью. Если время обозначить через t, то такая зависимость будет иметь вид F(t), тогда в любой период времени зависимость будет иметь вид

Величина обратная периоду Т, называется частотой f. Единицей измерения частоты является Герц, а единицей измерения периода является Секунда

Наиболее часто встречающаяся функциональная зависимость периодического переменного напряжения является синусоидальная зависимость, график которой представлен ниже

Синусоидальное переменное напряжение.

Из математики известно, что синусоида является простейшей периодической функцией, и все другие периодические функции, возможно, представить в виде некоторого количества таких синусоид, имеющих кратные частоты. Поэтому необходимо изначально рассмотреть особенности синусоидального напряжения.

Таким образом, синусоидальное напряжение в любой момент времени, мгновенное напряжение, описывается следующим выражением

где Um – максимальное значение напряжения или амплитуда,

ω –угловая частота, скорость изменения аргумента (угла),

φ – начальная фаза, определяемая смещением синусоиды относительно начала координат, определяется точкой перехода отрицательной полуволны в положительную полуволну.

Величина (ωt + φ) называется фазой, характеризующая значение напряжения в данный момент времени.

Таким образом, амплитуда Um, угловая частота ω и начальная фаза φ являются основными параметрами переменного напряжения и определяют его значение в каждый момент времени.

Обычно, при рассмотрении синусоидального напряжения считают, что начальная фаза равна нулю, тогда

В практической деятельности, довольно часто, используют ещё ряд параметров переменного напряжения, такие как, действующее напряжение, среднее напряжение и коэффициент формы, которые мы рассмотрим ниже.

Что такое действующее напряжение переменного тока?

Как я писал выше, одним из основных параметров переменного напряжения является амплитуда Um, однако использовать в расчётах данную величину не удобно, так как временной интервал в течение, которого значение напряжения u равно амплитудному Um ничтожно мал, по сравнению с периодом Т напряжения. Использовать мгновенное значение напряжения u, также не очень удобно, вследствие больших объёмов расчётов. Тогда возникает вопрос, какое значение переменного напряжения использовать при расчётах?

Для решения данного вопроса необходимо обратиться к энергии, которая выделяется под воздействием переменного напряжения, и сравнить её с энергией, которая выделяется под воздействием постоянного напряжения. Для решения данного вопроса обратимся к закону Джоуля – Ленца для постоянного напряжения

Для переменного напряжения мгновенное значение выделяемой энергии составит

где u – мгновенное значение напряжения

Тогда количество энергии за полный период от t = 0 до t1 = T составит

Приравняв выражения для количества энергии при переменном напряжении и постоянном напряжении и выразив полученное выражение через постоянное напряжение, получим действующее значение переменного напряжения

Получившееся выражение, позволяет вычислить действующее значение напряжение U для периодического переменного напряжения любой формы. Из выше изложенного можно сделать вывод, что действующее значение переменного напряжения называется такое постоянное напряжение, которое за такое же время и на таком же сопротивлении выделяет такую же энергию, которая выделяется данным переменным напряжением.

Действующее значение синусоидального напряжения.

Вычислим действующее значение синусоидального напряжения

Стоит отметить, все напряжения электротехнических устройств определяются, как правило, действующим значением напряжения.

Для определения амплитудного значения синусоидального напряжения необходимо преобразовать полученное выражение

Таким образом если в розетке у нас U = 230 В, следовательно, амплитудное значение данного напряжения

Действующее напряжение также имеет название эффективного напряжения и среднеквадратичного напряжения.

С действующим напряжением разобрались, теперь рассмотрим среднее значение напряжение.

Что такое среднее значение переменного напряжения?

Ещё одним параметром переменного напряжения, который его характеризует, является средним значением переменного напряжения. В отличие от действующего значения переменного напряжения, которое характеризует работу переменного напряжения, среднее значение напряжения характеризует количество электричества, которое перемещается из одной точки цепи в другую, под действием переменного напряжения. Среднее значение напряжения за период определяется следующим выражением

где Т – период переменного напряжения,

fu(t) – функциональная зависимость напряжения от времени.

Таким образом, среднее значение переменного напряжения численно будет равно высоте прямоугольника с основанием T, площадь которого равна площади, ограниченной функцией fu(t) и осью Ox за период Т.

Среднее значение переменного напряжения.

В случае синусоидальной функции, можно говорить только о среднем значении за полупериод, так как в течение всего периода положительная полуволна компенсируется отрицательной полуволной, и тогда среднее за период напряжение будет равно нулю.

Таким образом, среднее за полупериод Т/2 значение переменного напряжения синусоидальной формы будет равно

где Um – максимальное значение напряжения или амплитуда,

ω –угловая частота, скорость изменения аргумента (угла).

Какие коэффициенты, характеризуют переменное напряжение?

Иногда возникает необходимость охарактеризовать форму переменного напряжения. Для этой цели существует ряд параметров данного переменного напряжения:

1. Коэффициент формы переменного напряжения kф – показывает как относится действующее значение переменного напряжения U к его среднему значению Ucp.

Так для синусоидального напряжения коэффициент формы составит

2. Коэффициент амплитуды переменного напряжения kа – показывает как относится амплитудное значение переменного напряжения Um к его действующему значению U

Так для синусоидального напряжения коэффициент амплитуды составит

На сегодня всё, в следующей статье я рассмотрю прохождение переменного напряжения через сопротивление, индуктивность и емкость.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник

Параметры переменного напряжения

Как вы помните из предыдущей статьи, переменное напряжение – это напряжение, которое меняется со временем. Оно может меняться с каким-то периодом, а может быть хаотичным. Но не стоит также забывать, что и переменное напряжение обладает своими особенными параметрами.

Среднее значение напряжения

Среднее значение переменного напряжения Uср – это, грубо говоря, площадь под осциллограммой относительно нуля за какой-то промежуток времени. Чтобы это понять, давайте рассмотрим вот такую осциллограмму.

среднее значение напряжения за период

Например,чему равняется среднее значение напряжения за эти два полупериода? В данном случае ноль вольт. Почему так? Площади S1 и S2 равны. Но все дело в том, что площадь S2 берется со знаком “минус”. А так как площади равны, то в сумме они дают ноль: S1+(-S2)=S1-S2=0. Для бесконечного по времени синусоидального сигнала среднее значение напряжения также равняется нулю.

То же самое касается и других сигналов, например, двухполярного меандра. Меандр – это прямоугольный сигнал, у которого длительности паузы и импульса равны. В этом случае его среднее напряжение также будет равняться нулю.

меандр

Средневыпрямленное значение напряжения

Чаще всего используют средневыпрямленное значение напряжения Uср. выпр. То есть площадь сигнала, которая “пробивает пол” берут не с отрицательным знаком, а с положительным.

средневыпрямленное значение напряжения будет уже равняться не нулю, а S1+S2=2S1=2S2. Здесь мы суммируем площади, независимо от того, с каким они знаком.

На практике средневыпрямленное значение напряжения получить легко, использовав диодный мост. После выпрямления синусоидального сигнала, график будет выглядеть вот так:

выпрямленное переменное напряжение после диодного моста

Для того, чтобы примерно узнать, чему равняется средневыпрямленное напряжение, достаточно узнать максимальную амплитуду синусоидального сигнала Umax и сосчитать ее по формуле:

Среднеквадратичное значение напряжения

Чаще всего используют среднеквадратичное значение напряжения или его еще по-другому называют действующим. В литературе обозначается просто буквой U. Чтобы его вычислить, тут уже простым графиком не отделаешься. Среднеквадратичное значение – это значение постоянного напряжения, который, проходя через нагрузку (скажем, лампу накаливания), выделяет за тот же промежуток времени такое же количество мощности, какое выделит в этой нагрузке переменное напряжение. В английском языке среднеквадратичное напряжение обозначается так: RMS (rms) – root mean square.

Связь между амплитудным и среднеквадратическим значением устанавливается через коэффициент амплитуды Ka:

Вот некоторые значения коэффициента амплитуды Kaдля некоторых сигналов переменного напряжения:

Более точные значения 1,41 и 1,73 – это √2 и √3 соответственно.

Как измерить среднеквадратичное значение напряжения

Для правильного замера среднеквадратического значения напряжения у нас должен быть мультиметр с логотипом T-RMS. RMS – как вы уже знаете – это среднеквадратическое значение. А что за буква “T” впереди? Думаю, вы помните, как раньше была мода на одно словечко: “тру”. “Она вся такая тру…”, “Ты тру или не тру?” и тд. Тру (true) – с англ. правильный, верный.

Так вот, T-RMS расшифровывается как True RMS – “правильное среднеквадратическое значение”. Мои токоизмерительные клещи могут замерять этот параметр без труда, так как на них есть логотип “T-RMS”.

мультиметр с True RMS

Проведем небольшой опыт. Давайте соберем вот такую схемку:

Выставим на моем китайском генераторе частоты треугольный сигнал с частотой, ну скажем, 100 Герц

А вот осциллограмма этого сигнала. Внизу, в красной рамке, можно посмотреть его параметры

И теперь вопрос: чему будет равно среднеквадратическое напряжение этого сигнала?

Так как один квадратик у нас равняется 1 Вольт (мы это видим внизу осциллограммы в красной рамке), то получается, что амплитуда Umax этого треугольного сигнала равняется 4 Вольта. Для того, чтобы рассчитать среднеквадратическое напряжение, мы воспользуемся формулой:

Итак, смотрим нашу табличку и находим интересующий нас сигнал:

Для нас не важно, пробивает ли сигнал “пол” или нет, главное, чтобы сохранялась форма сигнала. Видим, что наш коэффициент амплитуды Ka= 1,73.

Подставляем его в формулу и вычисляем среднеквадратическое значение нашего треугольного сигнала

Проверяем нашим прибором, так ли оно на самом деле?

Супер! И в правду Тrue RMS.

Замеряем это же самое напряжение с помощью моего китайского мультиметра

Он меня обманул :-(. Он умеет измерять только среднеквадратическое значение синусоидального сигнала, а у нас сигнал треугольный.

Самый интересный сигнал в плане расчетов – это двуполярный меандр, ну тот есть тот, который “пробивает пол”.

Его амплитудное Umax, средневыпрямленное Uср.выпр. и среднеквадратичное напряжение U равняется одному и тому же значению. В данном случае это 1 Вольт.

Вот вам небольшая картинка, чтобы не путаться

среднее, среднеквадратичное и пиковое значения напряжения

  • Сред. – средневыпрямленное значение сигнала. Это и есть площадь под кривой
  • СКЗ – среднеквадратичное напряжение. Как мы видим, для синусоидальных сигналов, оно будет больше, чем средневыпрямленное.
  • Пик. – амплитудное значение сигнала
  • Пик-пик. – размах или двойная амплитаду. Или иначе, амплитуда от пика до пика.

Так что же все-таки показывает мультиметр при измерении переменного напряжения? Показывает он НЕ амплитудное, НЕ среднее и НЕ среднее выпрямленное напряжение, а среднее квадратическое, то есть действующее напряжение! Об этом всегда помним.

Источник

Всё о напряжении

Напряжение — разность потенциалов между двумя точками пространства. Измеряется в вольтах. Так напряжение между плюсовым и минусовым контактом батарейки составляет 1,5 вольта, а между поверхностью земли и грозовым облаком — миллионы вольт!

Всем известно, что в нашей розетке напряжение переменного тока составляет 220 — 230 вольт. А вот, в трёхфазной розетке — 380 вольт. Разница заключается в том, что в первом случае мы получаем фазное, а во втором — линейное напряжение. Так что же такое линейное напряжение и что такое фазное напряжение , и каково соотношение между ними? И по какой причине соотношения именно таковы.

Как в квартиру, так и на предприятие электроэнергия передаётся от генерирующих электростанций по высоковольтным линиям электропередач (в нашей стране — частотой 50 Гц). На трансформаторных подстанциях высокое напряжение понижается, и распределяется по потребителям . Но если у вас в квартире сеть однофазная (надо заметить, что в последнее время у бытовых потребителей имеется возможность подключения к трёхфазной сети), то на производстве — трехфазная, давайте разберёмся, в чём же разница.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Говоря — 220 или 380 вольт, мы имеем ввиду действующие значения напряжений, другими словами — среднеквадратичные значения напряжений. Фактически амплитудное значение переменного напряжения всегда выше фазного Umф или линейного Umл. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в квадратный корень из 2 раз,(1,414 раза).

Отсюда выходит, что фазное напряжение в 220 соответствует амплитудному — 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. Разумеется, на практике напряжение в розетке часто не соответствует именно 220 вольтам, оно может быть больше или меньше этой величины, но должно укладываться в допустимые параметры.

Что такое фазное напряжение в сети переменного тока?

На электростанции обмотки генератора соединены по схеме «звезда», то есть объединены концами X, Y и Z в одной точке, которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Такая схема называется четырехпроводной трехфазной схемой. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода, а к нулевой точке — нейтральный или нулевой провод.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, — называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф — фазное напряжение.

Линейное напряжение трехфазной сети

Действующее напряжение между выводом A и B, между выводом B и C, между выводом C и A, — называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводами трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Линейное напряжение в наших электросетях составляет приблизительно 380 вольт. Соотношение фазного и линейного напряжения в любой трёхфазной сети с заземлённой нейтралью составляет 1,732 , или квадратный корень из 3. Не смотря на то что фактическое напряжение в сети может изменяться в определённых пределах, в зависимости от загруженности, соотношение между фазным и линейным напряжением остаётся неизменным.

Источник

амплитудное напряжение — это… Что такое амплитудное напряжение?

амплитудное напряжение
peak voltage

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • амплитудное мерцание
  • амплитудное пропускание

Полезное


Смотреть что такое «амплитудное напряжение» в других словарях:

  • амплитудное напряжение — пиковое напряжение — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы пиковое напряжение EN peak voltage …   Справочник технического переводчика

  • напряжение электрооборудования испытательное выпрямленное — Амплитудное значение выпрямленного напряжения, прикладываемого к электрооборудованию в течение заданного времени при определенных условиях испытания. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт …   Справочник технического переводчика

  • Электрическое напряжение — У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение. Напряжение Единицы измерения СИ вольт Электрическое напряжение между точками A и …   Википедия

  • приведенное напряжение в штанге — 3.3 приведенное напряжение в штанге sпр: Напряжение, включающее значения напряжений, характеризующих цикл нагружения в верхней штанге каждой ступени колонны и определяемое по формуле где smax максимальное напряжение в теле штанги за цикл… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • динамическое полуволновое напряжение электрооптического модулятора — динамическое полуволновое напряжение модулятора Минимальное амплитудное напряжение на частоте модуляции, подаваемое на электрооптический модулятор, и необходимое для изменения его коэффициента пропускания от минимального до максимального, или… …   Справочник технического переводчика

  • максимальное выходное напряжение ( U0) — 3.5.12 максимальное выходное напряжение ( U0) [(maximum output voltage (U0)]: Максимальное напряжение (постоянного или амплитудное значение переменного тока) холостого хода, которое может появиться на соединительных устройствах искробезопасных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • пиковое напряжение — амплитудное значение напряжения — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы амплитудное значение напряжения EN peak voltage …   Справочник технического переводчика

  • классификационное напряжение ОПН — Uкл Максимальное (амплитудное) значение напряжения промышленной частоты, деленное на √2, которое должно быть приложено к ОПН для получения классификационного тока. Классификационное напряжение многоэлементного ОПН определяется как сумма… …   Справочник технического переводчика

  • классификационное напряжение ОПН Uкл — 3.24 классификационное напряжение ОПН Uкл: Максимальное (амплитудное) значение напряжения промышленной частоты, деленное на √2, которое должно быть приложено к ОПН для получения классификационного тока. Классификационное напряжение… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • максимальное входное напряжение ( U1) — 3.16 максимальное входное напряжение ( U1): Максимальное напряжение (постоянного или амплитудное значение переменного тока), которое может быть приложено к соединительным устройствам искробезопасных цепей электрооборудования без нарушения его… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • максимальное входное напряжение ( Ui) — 3.5.6 максимальное входное напряжение ( Ui) [(maximum input voltage (Ui)]: Максимальное напряжение постоянного тока или максимальное амплитудное значение напряжения переменного тока, которое может быть приложено к соединительным устройствам… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Всё о напряжении — Мастер 380 вольт

Напряжение — разность потенциалов между двумя точками пространства. Измеряется в вольтах. Так напряжение между плюсовым и минусовым контактом батарейки составляет 1,5 вольта, а между поверхностью земли и грозовым облаком — миллионы вольт!

Всем известно, что в нашей розетке напряжение переменного тока составляет 220 — 230 вольт. А вот, в трёхфазной розетке — 380 вольт. Разница заключается в том, что в первом случае мы получаем фазное, а во втором — линейное напряжение. Так что же такое линейное напряжение  и что такое фазное напряжение , и каково соотношение между ними? И по какой причине  соотношения именно таковы.

Как в квартиру, так и на предприятие электроэнергия передаётся от генерирующих электростанций  по высоковольтным линиям электропередач (в нашей стране — частотой 50 Гц). На трансформаторных подстанциях высокое напряжение понижается, и распределяется по потребителям . Но если у вас в квартире сеть однофазная (надо заметить, что в последнее время у бытовых потребителей имеется возможность подключения к трёхфазной сети), то на производстве — трехфазная,  давайте разберёмся, в чём же разница.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Говоря — 220 или 380 вольт, мы имеем ввиду действующие значения напряжений, другими словами — среднеквадратичные значения напряжений. Фактически амплитудное значение переменного напряжения всегда выше фазного Umф или линейного Umл. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в квадратный корень из 2 раз,(1,414 раза).

Отсюда выходит, что фазное напряжение в 220 соответствует амплитудному — 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. Разумеется, на практике напряжение в розетке часто не соответствует именно 220 вольтам, оно может быть больше или меньше этой величины, но должно укладываться в допустимые параметры.

Что такое фазное напряжение в сети переменного тока?

На электростанции обмотки генератора соединены по схеме «звезда», то есть объединены концами X, Y и Z в одной точке, которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Такая схема называется четырехпроводной трехфазной схемой. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода, а к нулевой точке — нейтральный или нулевой провод.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, — называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф — фазное напряжение.

Линейное напряжение трехфазной сети

Действующее напряжение между выводом A и  B, между выводом B и  C, между выводом C и  A, — называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводами трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Линейное напряжение в наших электросетях составляет приблизительно 380 вольт. Соотношение фазного и линейного напряжения в любой трёхфазной сети с заземлённой нейтралью составляет 1,732, или квадратный корень из 3. Не смотря на то что фактическое напряжение в сети может изменяться в определённых пределах, в зависимости от загруженности, соотношение между фазным и линейным напряжением остаётся неизменным.

Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Методы испытаний электрической прочности изоляции на месте установки – РТС-тендер

     
     ГОСТ Р 55192-2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

     

ОКС 29.0.20*
ОКП 341000

______________

* По данным официального сайта Росстандарт

ОКС 29.020. — Примечание изготовителя базы данных.

     

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский электротехнический институт имени В.И.Ленина» (ФГУП «ВЭИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 37 «Электрооборудование для передачи, преобразования и распределения электроэнергии»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2012 г. N 1184-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта МЭК 60060-3:2006* «Технология испытаний высоким напряжением. Часть 3. Определения и требования к испытаниям на месте» (IEC 60060-3:2006 «High-voltage test techniques — Part 3: Definitions and requirements for on-site testing», NEQ)

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше и устанавливает требования и методы испытаний электрической прочности изоляции на месте установки.

Испытания электрической прочности изоляции оборудования на месте установки проводятся:

— как пуско-наладочные испытания оборудования нормированными напряжениями, проводимые с целью проверки его соответствия техническим требованиям после его транспортировки до места установки и правильности выполнения монтажа;

— как испытания нормированными напряжениями после ремонта на месте установки, проводимые с целью проверки его соответствия установленным требованиям после ремонта и подтверждающие возможность его введения в эксплуатацию;

— с целью диагностики, например, при измерении ЧР, чтобы установить отсутствие в изоляции опасных дефектов, что является показателем ожидаемого срока службы.

Испытания проводятся следующими видами испытательных напряжений и эксплуатационных воздействий на месте установки оборудования, которые устанавливаются ГОСТ 1516.2-97:

— постоянное напряжение

— переменное напряжение

— грозовой импульс напряжения апериодической или колебательной формы

— коммутационный импульс напряжения апериодической или колебательной формы.

При специальных испытаниях используются следующие напряжения:

— напряжение сверхнизкой частоты;

— затухающее переменное напряжение.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции

ГОСТ 1516.2-97 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции

ГОСТ 17512-82 Электрооборудование и электроустановки на напряжение 3 кВ и выше. Методы измерения при испытаниях высоким напряжением

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте используются следующие термины и определения, а также другие термины по методам испытаний по ГОСТ 1516.2-97, по измерительным системам по ГОСТ 17512-82.

3.1 испытания оборудования на месте установки (on-site test): испытания на месте использования аппаратов, оборудования или сборок, являющихся объектами испытаний, должны проводиться в условиях, которые в максимально возможной степени соответствуют рабочим.

3.2 импульсное напряжение: специально прикладываемое апериодическое или колебательное кратковременное напряжение, которое обычно быстро нарастает до максимального значения (амплитуды), а затем огибающая кривая этого напряжения более медленно спадает до нуля.

3.3 грозовой и коммутационный импульсы напряжения: различие между грозовым и коммутационным импульсами напряжения устанавливается на основе разной длительности фронта. Импульсы с длительностью фронта до 20 мкс относятся к грозовым импульсам напряжения, а импульсы с более длинными фронтами называются коммутационными импульсами напряжения.

Кроме того, коммутационные импульсы напряжения характеризуются значительно большей общей длительностью, чем грозовые импульсы напряжения.

3.4 характеристики испытательного напряжения: в данном стандарте это характеристики, принятые для обозначения различных видов напряжений, входящих в понятие испытательное напряжение.

3.5 ожидаемые характеристики испытательного напряжения: характеристики, которые должны быть получены, если не возникнет электрического пробоя.

В тех случаях, когда используются ожидаемые характеристики, это должно всегда указываться.

3.6 реальные характеристики испытательного напряжения: характеристики, которые возникают на выводах испытуемого объекта в ходе проведения испытаний.

3.7 величина испытательного напряжения: в соответствии с определениями, данными в соответствующих пунктах представленного стандарта.

3.8 классификация изоляции объектов испытаний: изоляционные системы аппаратов и высоковольтных конструкций по виду изоляции должны быть, в первую очередь, разделены на самовосстанавливающиеся и несамовосстанавливающиеся. Изоляционные системы могут состоять из внешней и/или внутренней изоляции.

3.8.1 внешняя изоляция: воздушные промежутки и поверхности твердой изоляции оборудования, контактирующие с атмосферным воздухом и подвергающиеся воздействию электрического поля, а также влиянию атмосферных и других внешних воздействий, таких как загрязнения, влажность, вредители и пр.

3.8.2 внутренняя изоляция: внутренняя твердая, жидкая или газообразная изоляция, защищенная от атмосферных и других внешних воздействий.

3.8.3 самовосстанавливающаяся изоляция: изоляция, которая полностью восстанавливает свои изоляционные характеристики через некоторый интервал времени после электрического пробоя, вызванного приложением испытательного напряжения.

3.8.4 несамовосстанавливающаяся изоляция: изоляция, которая утрачивает свои изоляционные характеристики или не восстанавливает их полностью, после электрического пробоя, вызванного приложением испытательного напряжения.

Примечание — В высоковольтных аппаратах отдельные части представляют собой комбинацию совместно работающей самовосстанавливающейся и несамовосстанавливающейся изоляции. Некоторые части могут быть повреждены при повторном или длительном приложении напряжения. Характеристики такой изоляции должны быть приняты во внимание при установлении к ней требований.

3.9 Измерительные системы и их составные части

3.9.1 измерительная система: полный набор устройств, необходимых для проведения высоковольтных измерений.

Примечание 1 — Измерительная система обычно состоит из следующих частей: преобразователей (делителей) с выводами, необходимыми для их подключения к испытуемому объекту и присоединений к земле; системы передачи, соединяющей выходные зажимы делителей с индикаторными или регистрирующими приборами с их аттенюаторами, оконечными и согласующими сопротивлениями;

индикаторных или регистрирующих приборов совместно с некоторыми подсоединениями к источнику высокого напряжения.

Эти части могут быть скомпонованы в одном компактном блоке вместе с источником высокого напряжения. Обычно это относится к переносным измерительным устройствам для аппаратуры среднего напряжения.

Примечание 2 — Измерительные системы, которые построены с использованием не стандартных принципов, могут применяться только в том случае, если они удовлетворяют требованиям точности измерений, оговоренным в данном стандарте.

Примечание 3 — Среда, в которой функционирует измерительная система, может существенно влиять на точность измерений (расстояния до токоведущих и заземленных частей, наличие электрических или магнитных полей).

3.9.2. регистрация показаний измерительной системы: установленная пользователем подробная запись показаний, описывающих систему и содержащих данные о том, что требования, изложенные в данном стандарте, выполняются.

Доказательства должны включать результаты исходных приемочных испытаний, а также регламент и результаты каждого последующего испытания и проверки эксплуатационных характеристик.

(МЭК 60060-2:1994, термин 3.1.2)

3.9.3. аттестованная измерительная система: измерительная система, которая соответствует требованиям настоящего стандарта по:

— результатам исходных приемочных испытаний;

— последующим проверкам и испытаниям рабочих характеристик;

— совпадению результатов этих испытаний с зарегистрированными рабочими характеристиками (паспортными данными).

Система принимается только в той компоновке и при таких условиях эксплуатации, которые записаны в ее технической документации.

(МЭК 6060-2:1994, термин 3.1.3 модифицированный)

3.9.4 эталонная измерительная система: измерительная система, имеющая достаточную точность и стабильность для использования ее в целях калибровки других систем путем одновременного проведения сравнительных измерений при определенных формах волн и диапазонах напряжений или токов.

(МЭК 60060-2:1994, термин 3.1.4)

Примечание: эталонная измерительная система (оснащенная в соответствии с требованиями МЭК 60060-2:1994) может использоваться как аттестованная измерительная система, но обратное утверждение неверно.

3.9.5 преобразовательное устройство: устройство для преобразования высокого напряжения, которое должно быть измерено в количественно измененную величину, совместимую с показывающим или регистрирующим прибором. Обычно используются высоковольтные делители напряжения.

(МЭК 60060-2:1994, термин 3.2, модифицированный).

Примечание — другими примерами преобразовательных устройств являются трансформаторы напряжения, оптические датчики и датчики электрического поля.

3.9.6 система передачи: набор устройств, которые передают выходной сигнал преобразовательного устройства к показывающему или регистрирующему прибору.

Примечание 1 — Система передачи обычно состоит из коаксиального кабеля с его концевыми элементами (разъемами), но она может также включать аттенюаторы или другие устройства, подключенные между преобразовательным устройством и прибором. Например, оптическая линия включает передатчик, оптический кабель и приемник, а также соответствующие усилители.

Примечание 2 — Система передачи может быть частично или полностью включена в преобразовательное устройство.

(МЭК 60060-2:1994, термин 3.3).

3.9.7 показывающий или регистрирующий прибор: устройство, предназначенное для воспроизведения или обеспечивающее запись измеренной или пропорциональной (производной) величины.

(МЭК 60060-2:1994, термин 3.4)

3.9.8 масштабный коэффициент измерительной системы: коэффициент, на который должна быть умножена величина, показываемая прибором, чтобы получить входное значение. Величина масштабного коэффициента принимается по результатам последних испытаний рабочих характеристик.

Примечание 1 — Во многих измерительных системах входное значение измеренной величины воспроизводится непосредственно (т.е. масштабный коэффициент равен единице).

Примечание 2 — Измерительная система может иметь несколько масштабных коэффициентов. Например, она может иметь различные масштабные коэффициенты для разных диапазонов частот или форм импульсов.

3.9.9 динамические характеристики измерительной системы: реакция измерительной системы при возникновении мгновенных изменений входной величины описывается ступенчатым (дискретным) откликом либо амплитудно-частотной характеристикой.

3.9.10 неопределенность (погрешность) измерений: параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий разброс величин, которые могут рассматриваться как измеряемые.

3.9.11 допустимые отклонения (допуски): допустимое различие между измеренным и нормированным значениями определяется с учетом ошибок измерений как разница между измеренной величиной и истинным значением.

Примечание 1 — Необходимо, чтобы измеренное испытательное напряжение находилось в пределах заданных границ для нормированного испытательного напряжения. Значения испытательных напряжений определяются соответствующими техническими комитетами. Истинное значение точно неизвестно. Предполагается, что истинное значение с заданной вероятностью лежит в интервале погрешностей измерений. Неизвестное истинное значение может лежать вне границ заданного диапазона, особенно в том случае, когда измеренное значение находится близко к границе диапазона допуска, а неопределенность частично находится вне допуска.

Примечание 2 — Измеренная величина является воспроизведенным значением, умноженным на масштабный коэффициент. Истинное значение неизвестно и может быть средним значением бесконечно большого числа идентичных измерений.

3.9.12 номинальное напряжение измерительной системы: максимальный уровень напряжения определенной частоты или формы, для измерения которого может использоваться данная измерительная система, для которой при этом напряжении погрешности измерений лежат в пределах, заданных настоящим стандартом.

3.9.13 диапазон рабочих напряжений или токов: диапазон напряжений или токов заданной частоты или формы волны, в которых измерительная система может использоваться, и для которых выполняются допустимые пределы погрешностей, заданные данным стандартом.

Примечание — Пределы рабочего диапазона выбираются пользователем и проверяются в ходе эксплуатационных испытаний, определенных в МЭК 60060-2.

3.9.14 время работы (для постоянного или переменного напряжения): время, в течение которого измерительная система может работать при номинальном напряжении и в течение которого сохраняются заданные настоящим стандартом значения погрешностей.

3.9.15 интенсивность использования: частота воздействий импульсов напряжения заданной формы, при которой измерительная система может работать при номинальном напряжении или токе в интервале погрешностей, заданном данным стандартом.

3.9.16 приемочные испытания: испытания устройства или измерительной системы перед вводом в эксплуатацию. Приемочные испытания включают типовые испытания (выполняемые на устройствах такой же конструкции) и контрольные испытания (выполняемые на каждом устройстве). Контрольные испытания позволяют оценить специфические характеристики, например, измерить температурный коэффициент отдельного элемента, определить выдерживаемое напряжение и т.д. Кроме того, контрольные испытания измерительной системы включают первые измерения ее рабочих характеристик.

3.9.17 испытания на месте установки: испытания полностью собранной измерительной системы для проверки ее работы на месте установки в эксплуатационных условиях.

3.9.18 проверка характеристик на месте установки: процедура проверки позволяет удостовериться, что результаты последних испытаний на месте установки действительны. Проверка характеристик проводится непосредственно на месте установки.

3.9.19 контрольная регистрация (выполняется только при измерении импульсных напряжений): регистрация, выполняемая в определенных условиях при проведении испытаний на месте установки и сохраняемая для сравнения с будущими записями или для проверок в подобных условиях.

4.1 Приемочные испытания

Приемочные испытания элементов измерительной системы должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 17512-82.

4.2 Испытания на месте установки

Испытания измерительной системы на месте установки должны выполняться в соответствии с ГОСТ 17512-82. Испытания могут проводиться при любых условиях и столько времени, сколько необходимо для установления правильности работы измерительной системы в эксплуатационных условиях (on-site).

Испытания должны проводиться в тех случаях, когда проверка рабочих характеристик системы показывает, что заданный масштабный коэффициент существенно изменился. Причины такого изменения должны быть выявлены до того, как будут проводиться испытания рабочих характеристик.

Рекомендуется выполнять проверку рабочих характеристик ежегодно, но в любом случае она должна проводиться не реже, чем один раз в пять лет.

4.3 Контроль характеристик на месте установки

4.3.1 Общие положения

Для измерительных систем, монтируемых на месте проведения испытаний, проверка масштабного коэффициента должна выполняться до испытаний, чтобы продемонстрировать, что транспортировка до места установки не оказала влияния на измерительную систему и что она правильно собрана.

Для ряда измерительных систем, имеющих высокую надежность, проверка рабочих характеристик на месте может быть заменена их ежегодной поверкой.

Примечание — Последнее, главным образом, относится к высоковольтным «тестерам» со встроенными измерительными системами, используемыми для проведения испытаний на месте систем среднего напряжения.

Масштабный коэффициент измерительной системы должен проверяться одним из следующих методов.

4.3.2. Метод 1: проверка масштабных коэффициентов составных частей

Масштабные коэффициенты преобразовательного устройства (делителя напряжения), системы передачи и регистрирующего прибора должны проверяться с использованием внутренних или внешних поверочных средств (калибраторов), имеющих погрешность не более 1%. Если масштабные коэффициенты отличаются от нормированных величин, записанных в протоколе (паспорте) технических характеристик не более, чем на 3%, существующий масштабный коэффициент считается действующим. Если отличие превышает 3%, то в соответствии с МЭК 60060-2 в результате испытаний характеристик на месте установки должен быть определен новый масштабный коэффициент.

Примечание — В качестве поверочных средств могут использоваться логометры (измерители отношений), эталонные источники напряжения, мосты и т.п.

4.3.3. Метод 2. Сравнение с переносной аттестованной измерительной системой

При проведении испытаний на месте установки обе измерительные системы должны быть соединены параллельно.

Сравнение должно быть проведено, как минимум, при одном уровне напряжения. Желательно, чтобы сравнение было проведено при напряжении более чем на 20% превышающем наибольшее напряжение, которое будет в последующих опытах.

Показания обеих систем должны регистрироваться одновременно. Если разница измеренных значений не превышает 5%, рабочая измерительная система принимается. В противном случае должны быть проведены дополнительные проверки, например, проверка или испытания рабочей системы в соответствии с ГОСТ 17512-82.

4.4 Регистрация характеристик

Все данные (история) проверок и испытаний характеристик измерительной системы должны храниться в эксплуатационном журнале.

5.1 Общие положения

Содержание данного раздела затрагивает вопросы определения электрической прочности в соответствии по ГОСТ 17512-82.

5.2 Определения

5.2.1 Величина испытательного напряжения

Среднее арифметическое значение.

5.2.2 Пульсации

Периодическое отклонение испытательного напряжения от средней арифметической величины.

5.2.3 Амплитуда пульсаций

Половина разницы между максимальными и минимальными значениями.

Примечание — В практических случаях истинные действующие значения, умноженные на приблизительный коэффициент 1,4, также приемлемы для оценки амплитуды пульсаций.

5.2.4 Коэффициент пульсаций

Отношение амплитуды пульсаций к величине испытательного напряжения.

5.3 Испытательное напряжение

5.3.1 Требования к испытательному напряжению

5.3.1.1 Форма напряжения

Прикладываемое к испытываемому объекту постоянное напряжение должно иметь коэффициент пульсаций не более 3%, если иное не оговорено соответствующим техническим комитетом. Следует учитывать, что на коэффициент пульсаций может влиять наличие объекта испытаний и условия испытаний.

Примечание: В тех случаях, когда ожидается более значительная пульсация, рекомендуется проводить ее измерение.

5.3.1.2 Допустимое отклонение (погрешность)

Измеряемая во время испытаний величина испытательного напряжения должна находиться в пределах ±3% от установленного уровня, если иное не оговорено соответствующим техническим комитетом. При проведении испытаний, превышающих по длительности 60 с, измеряемое напряжение должно выдерживаться в пределах ±5% от заданной величины.

5.3.1.3 Создание (генерирование) испытательного напряжения

Испытательное напряжение обычно получают с помощью выпрямителей. Требования к источнику напряжения существенно зависят от того, какие объекты должны испытываться, а также от условий в месте проведения испытаний. Эти требования определяются главным образом возможными изменениями полного сопротивления испытательной цепи.

Характеристики источника напряжения должны быть достаточны, чтобы обеспечить зарядку емкости испытываемого объекта за относительно короткое время. Однако для очень длинных кабелей может потребоваться более длительное время зарядки. Источник напряжения должен быть также достаточным, чтобы сохранять собственные параметры при наличии токов утечки и абсорбционных токов в испытываемом объекте.

5.4 Измерение испытательного напряжения

5.4.1 Измерения аттестованной измерительной системой

Измерение величины испытательного напряжения, а также, если необходимо, амплитуды пульсаций должно проводиться с помощью аттестованной измерительной системы, которая прошла испытания и проверки, определенные в разделе 4. Кроме того, она должна иметь разрешенный срок использования, который соответствует продолжительности проведения испытаний на месте. Следует также учитывать требования МЭК 60060-2 к характеристикам времени отклика устройств, используемых для измерения амплитуды пульсаций, переходных процессов или стабильности напряжения.

5.4.2 Требования к аттестованной измерительной системе

Общее требование — это способность измерять величину испытательного напряжения (среднеарифметическое значение) с общей погрешностью не более 5%. Эти пределы погрешности не должны превышаться при наличии пульсаций, если коэффициент пульсаций менее 3%.

Амплитуда пульсаций должна измеряться с общей погрешностью не более 10% от амплитуды пульсаций.

5.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен изменяться более чем на ±2% в диапазоне используемых напряжений, в границах изменения температуры и влажности окружающей среды, а также в границах допусков, указанных в ее технических характеристиках.

Примечание 1. Преобразовательное устройство, обеспечивающее получение постоянного напряжения, должно быть сконструировано таким образом, чтобы токи от разрядов и утечек по его внешним поверхностям отводились на землю, а токи от внутренних разрядов и проводимости были пренебрежимо малы по сравнению с током измерительной системы.

Примечание 2. Для обеспечения низкого уровня токов утечки по отношению к току измерительной системы необходимо создать достаточно большой ток измерительной системы на уровне 0,5 мА.

5.4.4 Динамические характеристики системы для измерения нарастающих напряжений

Экспериментальное время отклика применяемой измерительной системы не должно превышать 0,5 с. Это позволит при проведении испытаний нормированным напряжением выполнять измерения с погрешностью, указанной в разделе 5.4.2, когда напряжение нарастает со скоростью, принятой в разделе 5.6.

Примечание — Если для измерения пульсирующих напряжений будет использоваться делитель напряжения, ширина его частотной полосы должна в пять раз превышать основную частоту пульсаций.

5.4.5 Соединение с объектом испытаний

Соединения между источником напряжения, объектом испытаний и делителем напряжения должны быть выполнены проводниками достаточного диаметра, чтобы избежать чрезмерных разрядов и короны. Заземления объекта испытаний должны быть короткими и жесткими, чтобы избежать появления разности потенциалов при возникновении перекрытий в испытательной цепи.

5.5 Испытания и проверки измерительных систем

Испытания и проверки должны выполняться в соответствии с разделом 4 настоящего стандарта.

5.6 Процедура испытаний нормированным напряжением

Величина напряжения, прикладываемого к испытываемому объекту, в начальный момент времени должна быть достаточно низкой, чтобы не возникло перенапряжений, обусловленных переходными коммутационными процессами. Напряжение должно подниматься достаточно медленно, чтобы позволить производить считывание показаний, но не настолько, чтобы вызвать нежелательное увеличение времени его воздействия на объект вблизи уровня испытательного напряжения . Эти требования в общем случае выполняются, если скорость подъема напряжения составляет порядка 2% в секунду, когда приложенное напряжение достигает значения, превышающего 75% . Напряжение выдерживается заданное время, а затем снижается путем разряда емкости цепи, включая объект испытаний, через подходящее сопротивление.

Продолжительность испытаний определяется соответствующим техническим комитетом, учитывающим, что время достижения устойчивого распределения напряжения зависит от сопротивлений и емкостей составных частей объекта испытаний. Если иное не оговорено соответствующим техническим комитетом, продолжительность испытания нормированным напряжением должна быть 60 с.

Испытания признаются успешными, если не возникло электрического пробоя.

Примечание — Процедура диагностических испытаний должна определяться соответствующим техническим комитетом.

6.1 Общие положения

Содержание данного раздела затрагивает вопросы испытаний нормированными напряжениями и испытательными напряжениями при определении электрической прочности в соответствии с ГОСТ 1516.2-97.

6.2 Определения

6.2.1 Величина испытательного напряжения

Максимальное значение (амплитуда), деленное на корень квадратный из двух.

Примечание — Соответствующий технический комитет может потребовать проведения измерений действующего (эффективного) значения испытательного напряжения вместо измерения амплитудного значения в тех случаях, когда влияют тепловые процессы и важно действующее значение.

6.2.2 Амплитудное значение

Максимальное (амплитудное) значение переменного напряжения. Незначительными высокочастотными колебаниями, возникающими, например, из-за незавершенных электрических разрядов, можно пренебречь.

6.2.3 Эффективное (действующее) значение

Квадратный корень из среднего значения (из среднеквадратического значения) величин напряжений за период переменного напряжения.

(МЭК 60060-1:1989, термин 15.3).

6.3 Испытательное напряжение

6.3.1 Форма напряжения

Испытательное напряжение должно быть синусоидальным переменным напряжением, обычно имеющим частоту в диапазоне от 10 до 500 Гц, если нет иных ограничений, заданных соответствующим техническим комитетом.

Форма испытательного напряжения должна быть синусоидальной с примерно одинаковыми полуволнами. Результаты высоковольтных испытаний считаются действительными при небольших отклонениях от синусоиды, когда отношение амплитудного значения к действующему значению находится в пределах %.

Примечание — Если отношение амплитудного значения к действующему выходит за пределы %, следует проверить, что амплитудные значения положительной и отрицательной полярности напряжения отличаются не более, чем на 2%.

6.3.2 Допустимые отклонения

Измеряемое в ходе испытаний значение испытательного напряжения должно находиться в пределах ±3% от заданной величины, если другое условие не оговорено соответствующим техническим комитетом. Для испытаний, время которых превышает 60 с, измеряемое во время испытаний значение испытательного напряжения должно поддерживаться в пределах ±5% от заданного уровня.

6.3.3 Генерирование испытательного напряжения

Испытательное напряжение обычно обеспечивается с помощью повышающих трансформаторов или резонансных схем. Резонансные схемы могут быть настроены в резонанс с помощью реакторов с регулируемой индуктивностью или преобразователей частоты.

Испытательное напряжение в испытательной цепи должно быть достаточно стабильным, чтобы практически не подвергаться влиянию изменениям токов утечки. Незавершенные электрические пробои в испытуемом объекте не должны снижать испытательное напряжение в такой степени и на такое время, чтобы значительно повлиять на уровень измеренного пробивного напряжения испытуемого объекта.

6.3.3.1 Схема с трансформатором

Чтобы получить испытательное напряжение, практически не зависящее от токов утечки, ток короткого замыкания (к.з.), обеспечиваемый трансформатором в режиме к.з. испытуемого объекта, должен быть достаточно большим по сравнению с токами утечки. В любом случае при проведении испытаний внешней самовосстанавливающейся изоляции (изоляторы, разъединители, и т.п.) в сухом состоянии ток к.з. должен быть не менее 0,1 А (действующее значение).

Полная емкость объекта испытаний и/или дополнительного конденсатора должна быть достаточной для исключения влияния на приложенное напряжение частичных разрядов или предразрядных процессов в испытуемом объекте. Обычно достаточной оказывается емкость, имеющая значение от 0,5 нФ до 1,0 нФ.

Примечание — Если присоединенное к испытательному трансформатору защитное сопротивление не превышает 10 кОм, эффективной внешней емкостью трансформатора можно пренебречь, считая ее включенной параллельно емкости испытуемого объекта.

6.3.3.2 Схема последовательного резонанса

Схема последовательного резонанса обычно состоит из индуктивности, соединенной последовательно с емкостным объектом испытаний, или с нагрузкой, подключенной к источнику среднего напряжения (возбуждающий трансформатор).

Данная схема может также состоять из емкости, соединенной последовательно с индуктивным испытуемым объектом. Путем изменения параметров элементов или частоты питания, схема настраивается в режим резонанса. В режиме резонанса синусоидальное напряжение в схеме становится существенно выше напряжения источника, и оно прикладывается к испытуемому объекту.

Стабильность условий резонанса и уровня испытательного напряжения зависят от постоянства частоты питания и характеристик испытательной цепи.

В случае возникновения пробоя, источник питания способен обеспечить сравнительно небольшой ток, что уменьшает степень повреждения изоляции испытуемого объекта.

Применение схемы последовательного резонанса наиболее целесообразно, когда объектами испытаний являются кабели, конденсаторы или системы с газовой изоляцией, в которых токи утечки по поверхности внешней изоляции существенно меньше, чем емкостные токи через испытуемый объект или когда энергия, необходимая для развития электрического пробоя, очень мала.

6.4 Измерение испытательного напряжения

6.4.1 Измерение аттестованной измерительной системой

Измерение амплитудного (или действующего) значения напряжения может выполняться аттестованной измерительной системой, которая прошла испытания и проверки, оговоренные в Разделе 4. Кроме того, она должна иметь допустимое время работы, достаточное для проведения испытаний на месте монтажа.

Измерения должны выполняться с включенным в цепь объектом испытаний.

Примечание — Величина получаемого при использовании последовательных резонансных систем чисто синусоидального выходного испытательного напряжения правильно определяется приборами, измеряющими как среднее значение, так и действующее значение () при условии, что масштабный коэффициент определен в соответствии с требованиями п.4.2.

6.4.2 Требования к аттестованным измерительным системам

Общее требование — это измерение амплитудного значения испытательного напряжения с погрешностью не более 5%.

6.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен изменяться более чем на ±2% в диапазоне используемых напряжений, в границах изменения температуры и влажности окружающей среды, а также в границах допусков, указанных в технической документации.

6.4.4 Динамические характеристики

Динамические характеристики измерительной системы могут считаться достаточными для измерения максимальных значений напряжения в том случае, если изменения масштабного коэффициента в диапазоне используемых частот не превышают ±2%.

Примечание — При выборе диапазона частот должно приниматься во внимание содержание гармоник.

6.4.5 Подключение к объекту испытаний

Подключение источника напряжения и высоковольтного делителя к объекту испытаний должно выполняться проводниками, диаметр которых достаточен для исключения возникновения интенсивных разрядов и короны. Подключения объекта испытаний к земле должны быть короткими и иметь жесткую конструкцию, чтобы избежать появления разности потенциалов при возникновении перекрытий в схеме испытаний.

6.5 Испытания и проверки измерительных систем

Испытания и проверки должны выполняться в соответствии с Разделом 4 данного стандарта.

6.6 Процедура испытаний нормированным напряжением

При отсутствии специальных требований соответствующего технического комитета напряжение к объекту испытаний должно прикладываться, начиная с относительно низких значений, чтобы избежать возникновения перенапряжений из-за коммутационных переходных процессов. Напряжение следует поднимать достаточно медленно, чтобы фиксировать показания регистрирующих приборов, но и не настолько медленно, чтобы вызвать нежелательное воздействие на объект испытаний из-за увеличения продолжительности его нахождения вблизи уровня испытательного напряжения . Эти требования, как правило, выполняются, если скорость подъема напряжения составляет порядка 2% в секунду при величине приложенного напряжения выше 75% . Напряжение выдерживается заданное время, а затем быстро снижается, но не отключается мгновенно, так как это может привести к возникновению коммутационных перенапряжений, которые могут вызвать повреждения или привести к получению некорректных результатов испытаний.

Продолжительность испытаний должна быть определена соответствующим техническим комитетом; если специальные требования не оговорены, длительность выдерживаемых испытаний должна составлять 60 с. Испытания считаются прошедшими успешно, если не возникло электрического пробоя.

Примечание — Процедуры диагностических испытаний должны устанавливаться соответствующим техническим комитетом.

7.1 Общие положения

Требования данного раздела соответствуют напряжениям, принятым в МЭК 60060-1 при испытаниях нормированными напряжениями и при проведении диагностики.

7.2 Определения

Эти определения применимы к апериодическим и колебательным импульсам напряжения. Оба типа импульсных напряжений могут использоваться при проведении высоковольтных испытаний на месте установки.

7.2.1 Полный грозовой импульс напряжения

Грозовой импульс напряжения, который не прерывается электрическим разрядом (МЭК 60060-1:1989, термин 18.1.1).

7.2.2 Апериодический грозовой импульс напряжения

Импульсное напряжение, которое быстро нарастает до амплитудного значения и затем без колебаний медленно снижается до нуля (см. рис.1).

Примечание — Стандартный грозовой импульс напряжения 1,2/50, определенный в МЭК 60060-1 как пример апериодического импульса напряжения.

а) 0,8/50 мкс

в) 20/100 мкс

Рисунок 1 — Апериодический грозовой импульс

7.2.3 Колебательный грозовой импульс напряжения

Импульсное напряжение, которое быстро нарастает до амплитудного значения и затем снижается до нуля с затухающими колебаниями частотой от 15 кГц до 400 кГц с изменением или без изменения полярности. Колебательный грозовой импульс характеризуется огибающей кривой и частотой колебаний (см. рис.2).

а) 0,8/50 мкс, 370 кГц

в) 20/100 мкс, 16 кГц

Рисунок 2 — Колебательный грозовой импульс

7.2.4 Величина испытательного напряжения

Амплитудное значение

В случае электрического разряда на фронте это ожидаемое максимальное значение.

Примечание — В случае возникновения наложенных друг на друга колебаний максимальное значение определяется в соответствии с ГОСТ 1516.2-97.

7.2.5 Длительность фронта ()

Условный параметр, определяемый для обоих типов грозовых импульсов как величина, которая в 1,67 раза больше интервала между моментами времени, когда импульс составляет 30% и 90% от своего максимального значения.

(МЭК 60060-1:1989, термин 18.1.4).

7.2.6 Условное начало отсчета ()

Время, предшествующее моменту 0,3 , когда импульсное напряжение достигает 30% своего амплитудного значения (см. рис.1 и рис.2). Для линейной шкалы времени это точка пересечения оси времени с прямой, соединяющей точки 30% и 90% максимального значения напряжения.

(МЭК 60060-1:1989, термин 18.1.5 модифицированный).

7.2.7. Время спада импульса напряжения до половины ()

Условный параметр, определяемый для апериодического грозового импульса напряжения как интервал времени от условного начала импульса до момента времени, когда напряжение снизится до половины максимального значения.

Для колебательного грозового импульса напряжения время спада до половины определяется как интервал времени от условного начала импульса до момента времени, когда огибающая колебательного напряжения снизится до половины максимального значения.

7.3 Испытательное напряжение

7.3.1 Напряжение полного грозового импульса

Импульсное напряжение, имеющее длительность фронта в интервале от 0,8 мкс до 20 мкс и время до полуспада напряжения в интервале от 40 мкс до 100 мкс.

Примечание — Наложенные на апериодическое импульсное напряжение колебания не должны превышать 5% от максимального значения.

7.3.2 Допустимые отклонения

Измеренная величина испытательного напряжения должна находиться в пределах ±5% от заданного значения, если другие условия не установлены соответствующим техническим комитетом.

Примечание — Границы допустимых отклонений временных параметров даны в 7.3.1.

7.3.3 Генерирование испытательного напряжения

Грозовые импульсы обычно создаются генератором импульсных напряжений, состоящим из определенного числа конденсаторов, которые заряжаются параллельно от источника постоянного напряжения и затем разряжаются в последовательной цепи, содержащей объект испытаний. Для создания апериодических импульсов цепь включает резисторы и емкостную нагрузку. Для создания колебательных грозовых импульсов в цепь включается индуктивность, например, между генератором и емкостной нагрузкой включается катушка индуктивности.

При использовании одного и того же генератора колебательный контур обеспечивает создание колебательных импульсов с максимальным значением напряжения, почти в два раза превышающим амплитуду апериодических импульсов.

7.4 Измерение испытательного напряжения и определение формы импульсного напряжения

7.4.1 Измерение аттестованной измерительной системой

Измерения максимальных значений, временных параметров и колебаний испытательного напряжения должны проводиться аттестованной измерительной системой, которая прошла испытания и проверки в соответствии с Разделом 4. Кроме того, применяемая система должна иметь достаточную для проведения планируемых испытаний максимально допустимую длительность использования.

Измерения должны выполняться с включенным в схему объектом и, как правило, форма импульса должна проверяться для каждого объекта испытаний.

Примечание — Определение формы импульса путем расчета параметров испытательной цепи не считается удовлетворительным (достаточным).

7.4.2 Требования к аттестованной измерительной системе

Перечень общих требований:

— измерение максимальных значений напряжений полных грозовых импульсов с погрешностью не более 5%;

— измерение временных параметров импульсных напряжений обоих типов и частот колебаний, характеризующих форму волны импульсных напряжений, с погрешностью не более 10%;

— измерение наложенных колебаний, чтобы убедиться в том, что их уровень не превышает ±5%.

7.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен изменяться более чем на ±2% во всем диапазоне колебаний температуры окружающей среды, а также выходить за пределы допусков, указанных в технической документации.

7.4.4 Динамические характеристики

Динамические характеристики измерительной системы соответствуют требованиям, предъявляемым к ней при измерениях максимальных значений напряжений и временных параметров в диапазоне форм волн, указанных в технической документации, когда:

— масштабный коэффициент постоянен в пределах ±2% для полных грозовых импульсов напряжения в диапазоне оговоренных времен фронта импульса;

— погрешность измеренных системой временных параметров находится в пределах 10%.

7.4.5 Подключение к объекту испытаний

Преобразовательные устройства (делители напряжения) должны подключаться непосредственно к выводам испытываемого объекта.

7.5 Испытания и проверки измерительных систем

7.5.1 Общие положения

Испытания и проверки должны выполняться в соответствии с разделом 4 данного стандарта.

Примечание — Рекомендуется проверять динамические характеристики системы путем их сравнения с контрольным протоколом.

7.5.2 Проверка уровня помех

Проверка каждой измерительной системы (напряжения или тока) на отсутствие помех должна проводиться на месте установки с подключенными зажимами кабелей или других систем передачи без изменения заземлений кабелей или систем передачи. Условия возникновения помех на входе измерительной системы должны создаваться путем включения максимального испытательного напряжения. Выходной сигнал должен записываться. Амплитуда измеренных помех должна быть меньше 2% выходного сигнала измерительной системы при измерении напряжения.

Помехи, превышающие 2%, допускаются при условии, что установлено отсутствие их влияния на измерения.

7.6 Процедура испытаний нормированным напряжением

Рекомендуемая процедура проведения испытаний зависит от характера объекта испытаний, как определено в 3.4.

Примечание — Процедуры диагностических испытаний должны определяться соответствующими техническими комитетами.

7.6.1 Испытание нормированным напряжением (метод А)

К испытываемому объекту должны быть приложены три импульса напряжения номинальной величины, заданной формы и полярности. Результаты испытаний признаются удовлетворительными, если методами, регламентированными соответствующим техническим комитетом, не обнаружено признаков повреждений.

Примечание — Эта процедура рекомендуется для испытаний разрушаемой или несамовосстанавливающейся изоляции.

7.6.2 Испытание нормированным напряжением (метод В)

К испытываемому объекту прикладываются 15 импульсов заданной формы и полярности нормированного испытательного напряжения.

Результат испытаний считается положительным в том случае, если произошло не более двух электрических пробоев в самовосстанавливающейся части изоляции и если методами, регламентированными соответствующим техническим комитетом, не обнаружено признаков повреждений в несамовосстанавливающейся изоляции.

7.6.3 Другие испытания нормированным напряжением

Технические комитеты могут при необходимости вырабатывать какие-то иные испытания нормированными напряжениями и критерии приемки соответствующих аппаратов.

8.1 Общие положения

Содержание данного раздела затрагивает вопросы испытаний нормированными напряжениями и диагностических испытаний, выполняемых в соответствии с МЭК 60060-1.

8.2 Определения

Настоящие определения применимы к апериодическим и колебательным импульсам напряжения. Оба типа импульсных напряжений могут использоваться при проведении испытаний на месте установки.

8.2.1 Апериодический коммутационный импульс напряжения

Апериодический коммутационный импульс напряжения, как определено в 3.3, быстро нарастает до максимального значения и затем снижается без колебаний, более медленно, до нуля. См. рис.3.

Примечание — Стандартный коммутационный импульс напряжения 250/2500 в соответствии с МЭК 60060-1 является примером апериодического импульсного напряжения.

а) 20/1000 мкс

          

в) 400/4000 мкс

Рисунок 3 — Апериодический коммутационный импульс

8.2.2 Колебательный коммутационный импульс напряжения

Колебательный коммутационный импульс напряжения, как определено в 3.3, быстро нарастает до максимального значения и затем снижается до нуля с затухающими колебаниями, имеющими частоты между 1 кГц и 15 кГц с переменой или без перемены полярности. Колебательный импульс характеризуется его огибающей кривой и частотой колебаний (см. рис.4).

а) 20/1000 мкс, 15 кГц

в) 400/4000 мкс, 1 кГц

Рисунок 4 — Колебательный коммутационный импульс

8.2.3 Величина испытательного напряжения

Амплитудное значение

В случае возникновения электрических разрядов на фронте это ожидаемое амплитудное значение.

8.2.4 Время до максимума напряжения ()

Время между действительным началом воздействия напряжения и моментом, когда импульсное напряжение достигает своего максимального значения, определяемое как 2,4, где — интервал времени между моментами, когда импульсное напряжение составляет 30% и 90% своего максимального значения.

8.2.5. Время до половины максимального значения ()

Для апериодического коммутационного импульса напряжения этот параметр определяется как время между действительным началом воздействия напряжения и моментом, когда напряжение снижается до половины своего максимального значения.

Для колебательного коммутационного импульса напряжения этот параметр определяется как время между действительным началом воздействия напряжения и моментом, когда огибающая кривая колебательного коммутационного импульса напряжения снижается до половины своего максимального значения.

8.2.6 Частота колебательного импульса напряжения

Величина, обратная промежутку времени между двумя последовательными максимальными значениями напряжения.

8.3 Испытательное напряжение

8.3.1 Коммутационный импульс напряжения

Импульсное напряжение, имеющее время до максимального значения в пределах от 20 мкс до 400 мкс и время полуволны в пределах от 1000 мкс до 4000 мкс.

8.3.2 Допустимые отклонения (допуски)

Измеренное значение испытательного напряжения должно находиться в пределах ±5% от заданной величины, если иное не установлено соответствующим техническим комитетом.

Примечание: Пределы допустимых временных характеристик даны в 8.3.1.

8.3.3 Генерирование испытательного напряжения

Коммутационные импульсы напряжения обычно создаются импульсным генератором, состоящим, в основном, из определенного числа конденсаторов, заряжаемых параллельно от источника постоянного напряжения и затем разряжаемых последовательно в цепи, которая включает испытуемый объект. Для получения апериодических коммутационных импульсов напряжения в разрядную цепь включают активное сопротивление и емкостную нагрузку. Для получения колебательных коммутационных импульсов напряжения цепь должна содержать индуктивность, которая может быть включена, например, между генератором и емкостной нагрузкой. Колебательная схема позволяет создавать колебательные коммутационные импульсы напряжения с амплитудой, примерно в два раза большей, чем амплитуда апериодических импульсов.

Коммутационные импульсы напряжения могут также создаваться путем приложения импульсов напряжения к низковольтной обмотке испытуемого трансформатора.

8.4 Измерение испытательного напряжения и определение формы импульсного напряжения

8.4.1 Измерение с помощью аттестованной измерительной системы

Измерение амплитудного значения, временных параметров и частоты испытательного напряжения может быть выполнено с помощью аттестованной измерительной системы, которая прошла испытания и проверки, указанные в разделе 4. Кроме того, эта система должна иметь максимальную длительность использования, которая достаточна для проведения необходимого числа испытаний на месте установки.

Измерения должны проводиться с включенным в схему испытаний объектом. Форма импульсного напряжения, как правило, должна проверяться для каждого объекта испытаний.

Примечание — Определение формы импульсного напряжения путем проведения расчетов по параметрам испытательной схемы не считается приемлемым.

8.4.2 Требования к аттестованной измерительной системе

Общие требования к системе следующие:

— измерение амплитуды коммутационных импульсов напряжения с погрешностью 5%;

— измерение временных параметров импульсов обоих типов и частоты, определяющей форму колебательных импульсов напряжения, с погрешностью 10%.

8.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен отклоняться более чем на ±2% во всем диапазоне температур окружающей среды и не выходить за пределы допусков, установленных в технической документации.

8.4.4 Динамические характеристики

Динамические характеристики измерительной системы должны быть достаточны для измерения амплитудных значений и временных параметров импульсов напряжения в диапазоне форм волн, указанном в технических характеристиках, при следующих условиях:

— изменения масштабного коэффициента лежат в пределах ±2% для коммутационных импульсов напряжения в диапазоне заданных времен до установленных максимальных значений и

— погрешность измеренных системой временных параметров находится в пределах 10%.

8.4.5 Подключение к объекту испытаний

Преобразовательное устройство должно быть подключено непосредственно к зажимам объекта испытаний.

8.5 Испытания и проверки измерительных систем

8.5.1 Общие требования

Испытания и проверки должны выполняться в соответствии с требованиями раздела 4 настоящего стандарта.

Примечание: Рекомендуется проверять динамические характеристики путем записи контрольных осциллограмм.

8.5.2 Контроль уровня помех

Проверка уровня помех должна выполняться для каждой измерительной системы (напряжения или тока) на месте ее установки с подключенным к входным зажимам соединительным кабелем или другой замкнутой системы передачи без изменения присоединений кабеля или другой системы передачи к земле. Условия возникновения помех на входе системы для измерения напряжений должны воспроизводиться путем генерации максимального испытательного напряжения. Выходной сигнал должен записываться. Измеренная амплитуда напряжения помех должна быть меньше 2% выходного сигнала измерительной системы при измерении напряжения. Помехи, превышающие 2%, считаются допустимыми, если показано, что они не влияют на результаты измерений.

8.6 Процедуры испытаний нормированными напряжениями

Рекомендуемая процедура испытаний зависит от характеристик объекта испытаний, как это определено в п.3.8.

8.6.1 Испытание нормированным напряжением (процедура А)

К объекту испытаний прикладываются три импульса напряжения номинального уровня, заданной формы и полярности. Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если отсутствуют признаки пробоя, которые могут быть обнаружены методами регистрации, принятыми соответствующим техническим комитетом.

Примечание: Эта процедура рекомендуется для испытания разрушаемой или несамовосстанавливающейся изоляции.

8.6.2 Испытание нормированным напряжением (процедура В)

К объекту испытаний прикладываются пятнадцать импульсов напряжения номинального уровня, заданной формы и полярности. Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если наблюдается не более двух разрядов в самовосстанавливающейся части изоляции и не наблюдается признаков пробоя в несамовосстанавливающейся части изоляции, регистрируемых методами, определенными соответствующим техническим комитетом.

Примечание — Описание признаков повреждения находится в процессе пересмотра для следующей редакции МЭК 60060-1.

8.6.3 Другие испытания нормированным напряжением

При необходимости соответствующий технический комитет может задать особые условия проведения испытаний нормированным напряжением и критерии приемки определенных аппаратов.

9.1 Общие положения

Содержание данного раздела относится к специальным испытаниям.

9.2 Определения

9.2.1 Напряжение сверхнизкой частоты ()

Переменное напряжение сверхнизкой частоты с косинусоидально-прямоугольной формой волны.

9.2.2 Величина испытательного напряжения

Амплитудное значение напряжения сверхнизкой частоты ()

Примечание — Соответствующий технический комитет может потребовать измерения действующих значений испытательного напряжения () вместо измерения амплитудных значений в тех случаях, когда именно действующие значения имеют значение, например, когда они определяют физические процессы в изоляции.

9.2.3 Амплитудное значение

Максимальная величина напряжения сверхнизкой частоты без учета незначительных высокочастотных колебаний.

9.2.4 Действующее значение ()

Корень квадратный из среднего арифметического квадратов значений напряжения за время одного полного периода переменного напряжения.

Примечание 1 — Для чисто синусоидального напряжения это величина амплитуды, деленная на корень квадратный из двух.

Примечание 2 — Для чисто прямоугольной волны эта величина равна амплитудному значению.

9.3 Испытательное напряжение

9.3.1 Форма волны напряжения

Испытательное напряжение должно быть переменным напряжением, имеющим частоту от 0,01 Гц до 1 Гц.

Примечание 1 — С учетом столь широкой полосы частот соответствующий технический комитет должен задавать частотный диапазон в зависимости от физических процессов в объекте испытаний, продолжительности испытаний и величины напряжения.

Синусоидальное напряжение сверхнизкой частоты () аппроксимируется синусоидой с подобными полуволнами. Это обеспечивает отсутствие влияния на высоковольтные испытания небольших отклонений от синусоиды, когда отношение амплитуды к действующему значению находится в пределах %.

Примечание 2 — Если отношение амплитудного значения к действующему значению не лежит в пределах %, необходимо подтверждение того, что положительные и отрицательные амплитуды не отличаются более чем на 2%.

Прямоугольное напряжение сверхнизкой частоты () аппроксимируется волной прямоугольной формы с подобными полуволнами. При этом изменение полярности должно контролироваться, чтобы избежать перенапряжений, которые могут быть вызваны переходными процессами. Отношение амплитудного значения к действующему значению должно быть в пределах 1,0±5%.

9.3.2 Допустимые границы

Измеренная величина испытательного напряжения должна лежать в пределах ±5% от нормированного значения, если иное не установлено соответствующим техническим комитетом.

9.3.3. Генерирование испытательного напряжения

Генерирование синусоидального напряжения достигается, например, путем управляемой зарядки емкостного испытуемого объекта от источников постоянного напряжения положительной и отрицательной полярности. Разряд объекта испытаний обеспечивается через регулируемые сопротивления.

Генерирование прямоугольного напряжения может быть также обеспечено, например, с помощью источника постоянного тока высокого напряжения. Реверс полярности реализуется с помощью управляемого выпрямителя в сочетании с колебательной цепью, состоящей из индуктивности и емкостей накопительного конденсатора и объекта испытаний.

Изложенные требования могут быть выполнены при существенно разных параметрах источника напряжения в зависимости от типа испытываемого аппарата и условий проведения испытаний на месте. Эти требования определяются, главным образом, величиной и характером тока, который должен быть обеспечен при испытаниях. Характеристики источника питания должны быть выбраны таким образом, чтобы получить нормированное напряжение на объекте испытаний. Источник, включая накопительный конденсатор, должен адекватно работать при наличии токов утечки и абсорбционных токов, обеспечивая падение напряжения не более, чем на 15%.

9.4 Измерение испытательного напряжения

9.4.1 Измерение аттестованной измерительной системой

Измерения испытательного напряжения должны выполняться аттестованной измерительной системой, которая прошла испытания и проверки, определенные в разделе 4. Кроме того, она должна иметь установленное время допустимой длительности работы, достаточное для проведения испытаний на месте.

Измерения должны проводиться при включенном в схему объекте испытаний.

9.4.2 Требования к аттестованной измерительной системе

Общее требование состоит в том, что амплитудное значение испытательного напряжения должно измеряться с общей погрешностью не более 5%.

9.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен отклоняться более чем на ±2% в диапазонах изменения температуры и влажности окружающей среды, а также в диапазоне допусков, указанных в технической документации.

9.4.4 Динамические характеристики

Время отклика аттестованной измерительной системы должно быть не более 0,5 мс.

Считается, что динамическая характеристика измерительной системы адекватна, если масштабный коэффициент остается постоянным с точностью ±2% в пределах от 0,5 до двухкратного значения частоты напряжения.

9.4.5 Присоединение к объекту испытаний

Преобразовательное устройство (делитель) должно быть подключено непосредственно к зажимам объекта испытаний.

9.5 Испытания и проверки измерительных систем

Испытания и проверки должны выполняться в соответствии с разделом 4 настоящего стандарта.

Примечание — Для проведения измерений переменного напряжения сверхнизкой частоты аттестованная система для измерения постоянного и переменного напряжений должна иметь горизонтальную (плоскую) частотную характеристику (в пределах ±2%) между постоянным напряжением и напряжением промышленной частоты.

9.6 Процедура испытаний

Процедура испытаний должна быть определена соответствующим техническим комитетом с учетом формы волны, частоты опытов, величины испытательного напряжения и продолжительности испытаний.

10.1 Общие положения

Содержание данного раздела относится к проведению специальных испытаний.

10.2 Определения

10.2.1 Затухающее переменное напряжение

Напряжение, которое начиная с отрицательного (или положительного) зарядного значения, имеет затухающие синусоидальные колебания относительно нулевого уровня. Оно характеризуется амплитудным значением, частотой и коэффициентом затухания (см. рис.5).


Рисунок 5 — Затухающее переменное напряжение
(1 кГц, 0,2)

10.2.2 Величина испытательного напряжения

Амплитудное значение

10.2.3 Амплитудное значение ()

Максимальное напряжение, прикладываемое к объекту испытаний, и равное зарядному напряжению.

10.2.4 Частота колебаний ()

Величина, обратная интервалу времени между двумя последовательными амплитудами одной полярности.

10.2.5 Коэффициент затухания ()

Разница между первым и вторым амплитудными значениями напряжения одной полярности, деленная на величину первого амплитудного значения напряжения.

10.3 Испытательное напряжение

10.3.1 Форма волны напряжения

Затухающее переменное напряжение характеризуется частотой колебаний, находящейся в интервале между 20 Гц и 1000 Гц и коэффициентом затухания, обычно доходящим до 40%.

10.3.2 Допуски

Измеренная величина испытательного напряжения должна находиться в пределах ±5% от заданного значения, если иное не указано соответствующим техническим комитетом.

Примечание — Границы допустимых частот колебаний и коэффициентов затухания приведены в 10.3.1. Дополнительные допуски не применяются.

10.3.3 Генерирование испытательного напряжения

Затухающие переменные напряжения генерируются путем разряда заряженной емкости объекта испытаний через подходящую индуктивность. Испытательная цепь состоит в основном из источника высокого напряжения постоянного тока, индуктивности, конденсатора и соответствующего переключателя. Когда напряжение достигает зарядного значения, ключ замыкается, генерируя на объекте испытаний затухающее переменное напряжение.

Частота возникающих колебаний определяется величинами индуктивности и емкости. Для того, чтобы снизить влияние емкости объекта испытаний на частоту колебаний, параллельно объекту испытаний должен быть включен дополнительный накопительный конденсатор. Коэффициент затухания зависит от характеристик испытательной цепи и объекта испытаний.

10.4 Измерение испытательного напряжения

10.4.1 Измерение с помощью аттестованной измерительной системы

Измерение амплитудных значений должно выполняться аттестованной измерительной системой, которая прошла испытания и проверки, определенные в разделе 4. Кроме того, система должна иметь максимальную длительность использования, достаточную для проведения того числа испытаний, которые должны быть выполнены на месте установки.

Измерения должны выполняться с подключенным объектом испытаний и, как правило, частота колебаний и коэффициент затухания должны измеряться для каждого объекта испытаний.

Примечание — Определение частоты колебаний и коэффициента затухания расчетным путем с использованием параметров схемы недопустимо.

10.4.2 Требования к аттестованной измерительной системе

Общие требования следующие:

— измерять амплитудное значение испытательного напряжения в его частотном диапазоне с общей погрешностью не более 5%;

— измерять частоту колебаний и коэффициент затухания с погрешностью не более 10%.

10.4.3 Стабильность масштабного коэффициента

Масштабный коэффициент измерительной системы не должен отклоняться более чем на ±2% в диапазонах изменения температуры окружающей среды, влажности и допусков, указанных в технической документации.

10.4.4 Динамические характеристики

Динамическая характеристика применяемой измерительной системы считается достаточной для измерения амплитуды и временных параметров, если масштабный коэффициент остается постоянным в пределах ±2% в диапазоне частот от напряжения постоянного тока до 1000 Гц.

В тех случаях, когда измерительная система используется исключительно в испытательных схемах с максимальной частотой колебаний ниже 1000 Гц, динамическая характеристика такой измерительной системы считается достаточной (адекватной) для измерения амплитуды и временных параметров, если масштабный коэффициент остается постоянным в пределах ±2% в диапазоне частот от напряжения постоянного тока до реально существующей максимальной частоты колебаний .

10.4.5 Присоединение к объекту испытаний

Преобразовательное устройство должно быть присоединено непосредственно к выводам (зажимам) объекта испытаний.

10.5 Испытания и проверки измерительных систем

10.5.1 Общие положения

Испытания и проверки должны быть выполнены в соответствии с разделом 4 настоящего стандарта.

10.5.2 Проверка уровня помех

Проверка уровня помех должна выполняться для каждой измерительной системы (напряжения или тока) на месте ее установки с подключенными входными разъемами кабеля или другой используемой системы передачи без изменения условий заземления кабеля или другой системы передачи. Помехи на входе системы для измерения напряжений создаются путем включения максимального испытательного напряжения. Выходной сигнал должен регистрироваться. Амплитуда измеренной помехи должна быть меньше 2% выходного сигнала измерительной системы при измерении напряжения. Помеха с уровнем более 2% допускается, если установлено, что она не оказывает влияния на результаты измерений.

10.6 Процедура испытаний

Рекомендуемые процедуры испытаний должны быть установлены в стандартах на конкретные виды электрооборудования, а также определены критерии приемки для различных аппаратов высокого напряжения.

____________________________________________________________________

УДК 621.3.048.027.4:621.317.333.6:066.354    ОКС 29.0.20    ОКП 341000

Ключевые слова: электрооборудование и электроустановки, постоянное напряжение, переменное напряжение, грозовой импульс, коммутационный импульс, измерительная система

____________________________________________________________________

Всё об однофазных выпрямителях

Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования входного электрического тока переменного направления в ток постоянного направления (то есть однонаправленный ток), в частном случае — в постоянный выходной электрический ток.

Выпрямитель используется в цепи переменного тока для его преобразования в постоянный. Наиболее распространенным является выпрямитель, собранный из полупроводниковых диодов. При этом он, может быть собрать из дискретных (отдельных) диодов, либо быть в одном корпусе (диодная сборка).

Давайте рассмотрим, что такое выпрямитель, какими они бывают, а в конце статьи проведем имитационное моделирование в среде Multisim. Моделирование помогает закрепить теорию на практике, без сборки и реальных компонентов просмотреть формы напряжений и токов в цепи.

Схемы выпрямителей переменного напряжения

На изображениях выше представлен внешний вид диодных мостов. Но это не единственная схема выпрямления. Для однофазного напряжения существует три распространенных схемы выпрямления:

1. 1-полупериодная (1ф1п).

2. 2-полупериодная (1ф2п).

3. 2-полупериодная со средней точкой (1ф2п).

Однополупериодная схема выпрямления

Самая простая схема состоит всего лишь из одного диода, даёт на выходе постоянное нестабилизированное пульсирующее напряжение. Диоды подключается в цепь питания на фазный провод, либо на один из выводов обмотки трансформатора, вторым концом к нагрузке, второй полюс нагрузки – к нулевому проводу или второму выводу обмотки трансформатора.

Действующее значение напряжение в нагрузке равняется примерно половине амплитудного. Амплитудное значение напряжения это размах синусоиды питающей сети в общем случае для переменного тока

Uампл = Uдейств * √2.

Для электросетей России действующие напряжение однофазной сети – 220 В, а амплитудное примерно 311

Простыми словами – на выходе мы получаем пульсации длиною в пол периода (20 мс для 50 Гц) от 0 В, до 311 В. В среднем напряжение получается меньше чем 220 вольт, это используют для питания нетребовательных к качеству напряжения потребителей или для включения ламп накаливания в подсобных, хозяйственных помещениях и подъездах. Так снижается потребляемая мощность и возрастает срок службы.

Лирическое отступление:

Долговечность таких светильников колоссальная, я пришел в цех год назад, а лампу установили еще в 2013 году, так она до сих пор светит по 12 часов каждые сутки. Но такой свет нельзя использовать в рабочих помещениях, из-за высоких пульсаций. Осциллограмы входных и выходных напряжений изображены ниже:

Однополупериодная схема отсекает только одну полуволну, что вы и видите на эпюре выше. Из-за такого питания мы получаем большой коэффициент пульсаций.

Стоит сказать, что если немного сменить тему и перейти от сетевых выпрямителей, то однополупериодная схема широко используется в импульсной схемотехнике, выпрямляя напряжение вторичной обмотки импульсного трансформатора.

На маломощных импульсных источниках питания тоже используют эту схему. Именно так, скорее всего, сделано ваше зарядное устройство для мобильного телефона.

Двухполупериодная схема

Для снижения коэффициента пульсаций и ёмкости фильтра используют другую схему – двухполупериодную. Называется она – диодный мост. Переменное напряжение поступает на точку соединения разноименных полюсов диодов, а постоянное по знаку с одноименных. Выходное напряжение такого моста называют выпрямленным пульсирующим (или не стабилизированным). Именно такое включение диодов наиболее распространено во всех сферах электроники.

На эпюрах вы видим, что обе вторая полуволна переменного напряжения «переворачивается» и поступает в нагрузку. В первую половину периода ток протекает через диоды VD1-VD4, во вторую через пару VD2-VD3.

Напряжение на выходе пульсирует с частотой в 100 Гц

Вторая схема используется в источниках питания со средней точкой, по сути это две однополупериодные объединенные со вторичной обмоткой трансформатора со средней точкой. Аноды подсоединяются к крайним концам обмотки, катоды к одному вывод нагрузки (плюсовой), второй вывод нагрузки подсоединяется к отводу от середины обмотки (средней точке).

График выходного напряжения аналогичен и мы его рассматривать не будем. Существенное отличие лишь в том, что ток одновременно протекает через один диод, а не через пару как в мосте. Это снижает потери энергии на диодном мосте и лишний нагрев полупроводников.

Уменьшение коэффициента пульсаций

Коэффициент пульсаций – это величина, которая отражает насколько сильно пульсирует выходное напряжение. Или наоборот – насколько стабильно и равномерно ток подаётся в нагрузку.

Чтобы снизить коэффициент пульсаций параллельно нагрузке (выходу диодного моста) устанавливают всевозможные фильтры. Самый простой вариант – установить конденсатор. Чтобы пульсации были как можно меньше, постоянная времени Rнагрузки Cфильтра должна быть на порядок (а лучше несколько) больше периода пульсаций (в нашем случае 10 мс).

Для этого либо нагрузка должна иметь высокое сопротивление и малый ток, либо ёмкость конденсатора достаточно большой.

Расчетное соотношение для подбора конденсатора выглядит так:

Кп – это требуемый коэффициет пульсаций.

Kп= Uампл/Uсрвыпр

Для улучшения ряда характеристик фильтра могут применяться LC цепи, соединенные по схеме Г или П-фильтра, в отдельных случаях и другие конфигурации. Недостатком использования LC фильтров в радиолюбительской практики является необходимость подбора фильтрующего дросселя. А нужного по номиналу (индуктивности и току) зачастую нет под рукой. Поэтому приходится либо мотать самому, либо выходить из сложившейся ситуации другим образом – выпаяв из подобного по мощности блока питания.

Моделирование однофазных выпрямителей

Давайте закрепим эту информацию на практике и займемся моделированием электроцепей. Я решил, что для создания модели такой простой схемы отлично подойдет пакет Multisim – он наиболее прост в освоении из всех мне известных и меньше всего требует ресуров.

Однако алгоритмы моделирования у него проще чем в Orcad или Simulink (хотя это и математическое моделирование, а не имитационное), поэтому результаты моделирования некоторых схем не являются достоверными. Multisim подходит для изучения основ электроники, режимов работы транзистора, операционных усилителей.

Не стоит недооценивать возможностей этой программы, при должном подходе она способна отобразить работу сложных устройств.

Мы рассмотрим модели первых двух схем, третья схема, по существу аналогична второй, но имеет меньшие потери за счет исключения двух ключей и большую сложность – из-за необходимости применения трансформатора с отводом от середины вторичной обмотки.

Однополупериодная схема


Схема, по которой происходит моделирование

Источник питания имитирует однофазную бытовую сеть с характеристиками:

  • синусоидальный ток;
  • 220 в действующее напряжение;
  • частота – 50 гц.

В программе я не нашел амперметра и вольтметра, их роль выполняют мультиметры. Позже обратите внимание на обилие их настройки, и возможность выбора рода тока.

В приведенной модели мультиметр XMM1 – измеряет ток в нагрузке, XMM3 – напряжение на выходе выпрямителя, XMM2 – напряжение на входе, XSC2 – осциллограф. Обращайте внимание на подписи элементов – это исключит вопросы при анализе рисунков, которые будут ниже. Кстати в Multisim представлены модели реальных диодов, я выбрал самый распространенный 1n4007.

Красным цветом изображена осциллограмма на входе (канал А) в поле с результатами измерений. Синим цветом – выходное напряжение (канал В). У первого канала цена деления одной клеточки по вертикали – 200 В/дел, а у второго канала – 500. Я нарочно так сделал, чтоб разделить осциллограммы визуально иначе они сливались. Желтая вертикальная линия в левой трети экрана – это измеритель, величина напряжений в точке с максимальной амплитудой описана ниже черного экрана.

Амплитуда входа – 311.128 В, как и было сказано в начале статьи, а на выходе – 310.281 разница почти в один вольт обусловлена падением на диоде. В правой части изображения результаты измерений мультиметров. Названия окон соответствуют названиям мультиметров XMM в схеме.

Из эпюры мы видим, что действительно в нагрузку поступает только одна полуволна напряжения, а среднее его значение – 98 В, что больше чем в двое меньше входного действующего 220 В переменного по знаку.

На следующей схеме мы добавили фильтрующий конденсатор и один мультиметр для измерения тока нагрузки, запомните их подписи, чтобы не запутаться при изучении рисунков.

Резистор перед диодом нужен для измерения тока заряда конденсатор, чтобы узнать ток – разделите число вольт на 1 (сопротивление). Однако в дальнейшем мы заметим, что при больших токах на резисторе падает значительное напряжение, которое может сбить с толку при измерениях, в реальных условиях – это вызвало бы нагрев резистора и потерю КПД.

На осциллограмме изображено оранжевым входное напряжение, а красным входной ток. Кстати здесь заметен сдвиг тока в сторону опережения напряжения. 

На осциллограмме выходного сигнала мы видим как работает конденсатор – напряжение в нагрузке в то время, когда диод закрыт и проходит одна полуволна, спадает плавно, среднее его значение вырастает, а пульсации снижаются. После, на положительной полуволне, конденсатор подзаряжается и процесс повторяется.

Увеличив сопротивление нагрузки в 10 раз, мы снизили ток, конденсатор не успевает разряжаться, пульсации стали гораздо меньше, таким образом мы доказали теоретические сведения описанные в предыдущем разделе о пульсациях и влиянии на них тока и ёмкости. Для того чтобы показать это мы могли изменить ёмкость конденсатора.

Входной сигнал тоже изменился – токи заряда снизились, а их форма осталась прежней.

Двухполупериодная схема

Давайте рассмотрим, как выглядит в действии схема выпрямления обоих полупериодов. Мы установили на вход диодный мост.

На осциллограммах видно, что в нагрузку поступают обе полуволны, но пульсации очень большие.

На входной осциллограмме появилась нижня часть полуволны у тока (красным цветом).

Снизим пульсации установив фильтрующий электролитическй конденсатор по входу. На практике желательно параллельно ему установить еще и керамический, чтобы снизить высокочастотные составляющие синусоиды (гармоники).

На входной осциллограмме видно, что добавилась обратная полуволна при заряде конденсатора (она становится положительной после моста).

На выходной осциллограмме видно, что пульсации стали меньше чем в первой схеме с фильтрующим конденсатором, обратите внимание – напряжение стремится к амплитудному, чем меньше пульсаций – тем ближе его среднее значение к амплитуде.

Если увеличить ток нагрузки в 20 раз, снизив её сопротивление, мы увидим сильные пульсации на выходе.

И бОльшие токи зарядов на входе, очень заметно смещение тока фазы. Процесс заряда конденсатора происходит не линейно, а экспоненциально, поэтому мы видим, что напряжение повышается, а ток падает.

Заключение

Выпрямители широко используются во всех сферах электроники и электричестве в целом. Выпрямительные цепи устанавливаются везде – от миниатюрных блоков питания и радиоприёмниках до цепей питания мощнейших двигателей постоянного тока в крановом оборудовании.

Моделирование отлично помогает понять процессы протекающих в схемах и изучить, как изменяются токи от изменения параметров цепи. Развитие современных технологий позволяет изучать сложные электрические процессы без наличия дорогого оборудования типа спектральных анализаторов, частотомеров, осциллографов, самописцев и сверхточных вольт-амперметров. Оно позволяет избежать ошибок при проектировании схем перед сборкой.

Ранее ЭлектроВести писали, что Украина готовится к присоединению к энергетической системы Европы. На фоне этого между двумя энергетическими компаниями Украины «НЭК«Укрэнерго» и «НАЭК«Энергоатом» возник конфликт, потому что компании видят решение вопроса интеграции с энергосистемой ЕС по-разному. В Укренерго предлагают сделать вставку постоянного тока на границе энергосистемы Украины и Бурштынской ТЭС, а Энергоатом представил проект «Энергомост «Украина – ЕС».

По материалам: electrik.info.

1.3. Терминология. / Методика выбора ОПН 110

1.3. Терминология.

Нелинейный ограничитель перенапряжений (ОПН) — защитный аппарат, который содержит последовательно или последовательно-параллельно соединенные варисторы и не имеет искровых промежутков.

         Варистор — часть ограничителя перенапряжений, которая при рабочем напряжении промышленной частоты обладает большим сопротивлением, при перенапряжениях — малым сопротивлением, благодаря высоконелинейной вольтамперной характеристике.

         Варисторы изготавливаются из керамических материалов, содержащих окись цинка и другие окислы металлов, спеченных вместе.

        Экраном ограничителя — называется металлический элемент (обычно круглой формы), устанавливаемый на верхней части аппарата и служащий для электростатического управления распределением напряжения вдоль ограничителя.

         Пропорциональная часть ограничителя — соответствующим образом собранная и укомплектованная часть аппарата, необходимая для представительного воспроизведения работы всего ограничителя при ряде испытаний.

         Элемент ограничителя — полностью укомплектованная в соответствующей оболочке часть ограничителя, которая может быть соединена последовательно или параллельно с другими элементами для повышения номинальных параметров ограничителя по напряжению или по току.

         Устройство для сброса давления — служит для уменьшения внутреннего давления в ограничителе и предотвращения сильного разрушения корпуса, которое может произойти вследствие длительного протекания тока повреждения или короткого замыкания, а также перекрытия внутри корпуса ограничителя.

         Номинальное напряжение ограничителя — в отечественной практике аппаратостроения приравнивается номинальному напряжению защищаемого оборудования. В правилах МЭК под термином ‘номинальное напряжение ограничителя’ понимается максимально допустимое действующее значение напряжения промышленной частоты между выводами (присоединениями) ограничителя, при котором он предназначен нормально работать в условиях кратковременного повышения напряжения, например, в течение десяти секунд.

         Длительное рабочее напряжение Uнр — является допустимым действующим значением напряжения промышленной частоты, которое может быть длительно приложено к выводам ограничителя. В отечественной терминологии понятию “длительное рабочее напряжение” соответствует наибольшее рабочее напряжение Uнр, которое приложено к ОПН в течение всего срока его службы или достаточно длительно.

         Длительное расчетное рабочее напряжение Uрпр — действующее значение напряжения промышленной частоты, приложенное к выводам ограничителя в течение времени tр

                                       Uрнр = Uнр / Кв ,

где КВ — некоторый коэффициент, зависящий от расчетного времени tp и технологии изготовления варисторов ограничителей (смотри дальше).

         Номинальная частота  fн — частота электрической сети, для которой предназначен ограничитель. В ряде стран, например, Швеции и Швейцарии (фирма АВВ) считают, что если значение номинальной частоты fн особо не оговорено, то ограничитель должен быть рассчитан на  (15¸62) Гц.

         Разрушающий пробой варистора  — пробой варистора, как твердого “диэлектрика”, после которого варистор не восстанавливает свои прежние функции.

         Импульс тока или напряжения. Для выбора технических характеристик ОПН важное значение имеют импульсы тока и напряжения. Униполярная импульсная волна тока или напряжения быстро нарастает (без заметных колебаний) до максимального значения и затем уменьшается с меньшей скоростью до нуля с небольшими переходами в противоположную полярность или без них. Импульсы тока или напряжения характеризуются полярностью, амплитудой, длительностью фронта и временем до полуспада. Последние условно обозначаются как Т1/Т2, где Т1 — длительность фронта, Т2 — длительность волны или длительность ее до полуспада.

         Амплитуда импульса — максимальное значение импульса напряжения или тока без учета наложенных колебаний.

         Фронт импульса — часть импульса, непосредственно предшествующая амплитуде, спад (²хвост²) – часть импульса, следующая за амплитудой.

         Условное начало импульса — точка в зависимостях i = f1 (t) и u = f2 (t), определяемая пересечением оси времени и прямой, проходящей через две точки на фронте импульса, соответствующие 10% и 90% от амплитудного значения.

         Условная длительность фронта импульса тока (Т1) — время ( в мкс ) равное 1,25 t, где  t — время, необходимое для увеличения тока от 10% до 90% от его амплитудного значения.

         Условная крутизна фронта импульса — есть частное от деления амплитудного значения на условную длительность фронта импульса.

         Условное время до полуспада (Т2) — интервал времени (в мкс) между условным началом импульса и моментом, когда напряжение или ток уменьшается до половины их амплитудного значения.

         Импульс тока большой длительности (прямоугольный импульс) — прямоугольный импульс, длительностью 2000¸2400 мкс, который  быстро возрастает до максимального значения, остается практически постоянным в течение этого периода времени, а затем быстро падает до нуля. Параметрами, определяющими прямоугольный импульс, являются полярность, максимальное (амплитудное) значение и длительность.

         Условная длительность прямоугольного импульса — время, в течение которого мгновенное значение импульса больше 10% от его максимального (амплитудного) значения. Если есть небольшие колебания на фронте, то должна быть начерчена средняя кривая для определения момента достижения значения, равного 10%.

         Условная полная длительность амплитуды прямоугольного импульса – время, в течение которого мгновенное значение импульса больше 90% от его амплитудного значения.

         Крутой (быстронарастающий) импульс тока — импульс тока с временем фронта 1 мкс и длительностью импульса не более 20 мкс.

         Грозовой импульс тока — импульс тока 8/20 мкс при длительности фронта импульса в диапазоне от 7 до 9 мкс (в среднем 8 мкс) и длительности импульса в диапазоне от 18 до 22 мкс (в среднем 20 мкс).

         Разрядный ток ограничителя — импульс тока, протекающий через ОПН.

         Амплитудное значение волны противоположной полярности импульса — наибольшая из амплитуд противоположной полярности, достигаемой импульсом напряжения или тока в процессе колебаний относительно нуля перед затуханием до постоянного нулевого значения.

         Номинальный разрядный ток ОПН (Iн) – максимальное амплитудное значение грозового импульса тока 8/20 мкс, используемое для классификации ОПН.

         Сильноточный импульс ограничителя — амплитудное значение разрядного тока, имеющего форму импульса 4/10 мкс, который предназначен для испытания ограничителя на устойчивость при прямом ударе молнии.

         Коммутационный импульс тока ограничителя — амплитудное значение разрядного тока с параметрами 1,2/2,5 мс (по МЭК 30 

         Длительный ток ограничителя — ток, протекающий через ограничитель при приложении к нему длительного рабочего напряжения. Он зависит от технологии изготовления варисторов, температуры, паразитной емкости и степени загрязнения внешней изоляции аппарата. Показателем этого тока может служить его амплитудное или действующее значение.

         Классификационный ток ограничителя — амплитудное значение активной составляющей тока промышленной частоты для определения классификационного напряжения аппарата. В материалах МЭК рекомендуется ток от 0,05 до 1 мА.

         Классификационное напряжение ограничителя — амплитудное значение напряжения промышленной частоты, деленное на , которое прикладывается к ОПН для получения квалификационного тока.

         Остающееся напряжение ограничителя — амплитудное значение напряжения на выводах ограничителя при протекании разрядного тока.

         Квазистационарные перенапряжения — перенапряжения, возникающие при неблагоприятном сочетании реактивных элементов цепи и ЭДС питающей системы, и продолжающееся до тех пор, пока это сочетание существует.

         Пропускная способность ОПН (Iпр)- нормируемое изготовителем максимальное значение прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс (тока пропускной  способности). ОПН должен выдержать 18 таких воздействий с принятой последовательностью их приложения без потери рабочих качеств.

         Комплектовочное напряжение ОПН (Uком) – нормируемое изготовителем остающееся напряжение ОПН при нормированном им же максимальном значении тока грозового импульса (Iком – ток комплектовки) в диапазоне 0,01-2,0 номинального разрядного тока ОПН. На данное напряжение изготовитель комплектует ОПН по сумме результатов измерений на элементах, секциях или единичных варисторах.

         Характеристика ‘напряжение — время’ — выдерживаемое напряжение промышленной частоты в зависимости от времени его приложения к ОПН. Показывает максимальный промежуток, в течение которого к ОПН может быть приложено напряжение промышленной частоты, превышающее Uнр, не вызывая потери тепловой стабильности или повреждения.

         Удельная энергия – рассеиваемая ограничителем энергия, полученная им при приложении одного импульса тока пропускной способности, в долях наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения.

         Термическая неустойчивость ОПН – повышение температуры ограничителя, приводящее к потере его тепловой стабильности, вызванной нарастанием температуры варисторов при протекании через него тока до величины, приводящей к необратимому изменению его параметров или разрушению.

         Взрывобезопасность – отсутствие взрывного разрушения ОПН с разлетом осколков в нормируемой зоне при его внутреннем повреждении.

         Квалификационные испытания ОПН – в соответствии с ГОСТ 16504.

         Приемо- сдаточные испытания — в соответствии с ГОСТ 16504.

         Типовые испытания —  в соответствии с ГОСТ 16504.

         Периодические испытания — в соответствии с ГОСТ 16504.

 

Эффективные значения силы тока и напряжения

Работа с переменным током, в случае вынужденных колебаний, достаточно сложна. Но есть возможность привести сложное электромагнитное колебание к виду достаточно простого постоянного тока.

Основная идея: представим переменный ток в виде постоянного при условии равенства мощности постоянного тока и мощности переменного тока за один период колебания.

Итак:

  • для постоянного тока:

(1)
  • где
    • — мощность постоянного тока,
    • — сила постоянного тока,
    • — напряжение в цепи постоянного тока.
  • для переменного тока

(2)
  • где
    • — мощность переменного тока в момент времени ,
    • — амплитудное (максимальное) значение силы тока,
    • — амплитудное (максимальное) значение напряжение,
    • — циклическая частота колебания,
    • — начальная фаза колебания,
    • — момент времени.

Проанализируем фразу «средняя мощность за период». Усреднение (2) приводит к вопросу об усреднении синуса, из математики:

, тогда средняя мощность переменного тока за период можно записать как:

(3)

Воспользуемся необходимым условием равенства мощностей (1) и (3):

(4)
  • где
    • — эффективное значение силы тока,
    • — эффективное значение напряжения.

Дальнейшая логика достаточно проста: т.к. сила тока и напряжение равнозначны, то запишем (4) в виде:

(5)

Таким образом:

        (6)

Вывод: для расчёта параметров цепей переменного тока достаточно заменить её цепью постоянного тока при условии равенства мощностей за период. Выполнение данного условия приводит к использованию в цепи постоянного тока эффективных значений тока и напряжения (6). Т.е. все закономерности, характеризующие постоянный ток, будут справедливы и для переменного только при использовании эффективных значений.

Словесные обозначения:

    • амплитудное, максимальное — , ,
    • эффективное, действующее — , .

Поделиться ссылкой:

  • Twitter
  • Facebook
  • Telegram
  • WhatsApp

Как заземление влияет на пиковое напряжение из-за молнии

В 1997 году эксперимент в центре Кэмп Блендинг по тестированию молний [1] поставил под сомнение преобладающее мнение о том, что заземляющие стержни в основном обладают сопротивлением. Этот эксперимент показал, что формы волны токов молнии в системе заземления здания и токах, входящих в электрические цепи здания, значительно различались. Это противоречило утверждениям IEC 61312-1: 1995 [2] о том, что они должны быть одинаковыми.Был сделан вывод, что для молнии заземляющий стержень имел сопротивление с реактивной составляющей в дополнение к резистивной.

Итак, как мы учитываем эффекты импеданса для молнии? Что ж, оказывается, не все так просто. Профессор Леонид Грцев, который со своими учениками провел обширные исследования заземления, обнаружил, что простое моделирование заземляющего стержня как цепи RLC не дает правильных результатов из-за эффектов распространения всплесков, которые вызывают отклонение от низкочастотного поведения. в быстро-переходный период.Итак, задача состоит в том, чтобы определить, что это за отклонение.

Рассматривая нормальные грунты (необработанные или не улучшенные иным образом), Грцев показал, что они могут быть охарактеризованы с точки зрения эффективной длины и импульсного коэффициента (IC) [3]. IC — это отношение пикового напряжения на фактическом заземляющем стержне к пиковому напряжению на чисто резистивном заземляющем стержне в ответ на скачок напряжения. Он показывает, как импеданс заземляющего стержня влияет на ожидаемое пиковое напряжение из-за скачка напряжения по сравнению с тем, что было бы, если бы заземляющий стержень был чисто резистивным.

Эффективная длина

Первое, что нужно учитывать, — это эффективная длина заземляющего стержня l eff , которая представляет собой максимальную длину заземляющего электрода, для которой коэффициент импульса равен единице. l eff будет использоваться позже при обсуждении IC (это то, что нам действительно нужно).

Для расчета l eff , Грцев [3] разработал соотношение:

(1)

где:

(2)

(3)

ρ = удельное сопротивление грунта в Ом-м , а T1 — время нарастания импульса тока молнии от нуля до пика.MIL ‑ HDBK ‑ 419 Таблица 2.3 [6] показывает диапазон среднего удельного сопротивления почвы от 1 до 500 Ом-м. CIGRE TB549 Таблица 3.5 [7] показывает диапазон длительности фронта от 1,1 мкс для среднего последующего хода до 18 мкс для максимального первого хода. Принимая во внимание эти значения, произведение ρT1 могло бы разумно находиться в диапазоне от 1 до более 1000 Ом-м-мкс. Мы можем использовать эти значения в уравнениях (2) и (3), чтобы построить график зависимости l eff от ρT1, как показано на рисунке 1. Как более медленное время подъема, так и более высокое удельное сопротивление грунта приводят к более длительному эффективному заземлению стержня. длина.

Коэффициент импульса

Если длина s заземляющего стержня меньше l eff (см. Рисунок 1), заземляющий стержень в основном резистивный, с некоторым емкостным эффектом. Если длина заземляющего стержня больше l eff , заземляющий стержень будет иметь индуктивный эффект. Итак, какой эффект мы имеем и каковы последствия этого эффекта? Что ж, это то, что определяет ИК. Грцев [3] предложил соотношение:

(4)

, где A = Z / R — коэффициент импульса, Z — эффективный импеданс, R — сопротивление заземляющего стержня, α рассчитывается по уравнению (2), а β рассчитывается по уравнению (3).

Рис. 1: На этом рисунке показано изменение эффективной длины заземляющего стержня в зависимости от удельного сопротивления грунта и времени от нуля до пика пульсации.

При A> 1 заземляющий стержень помимо сопротивления имеет эффективную последовательную индуктивность. В этом случае пиковое напряжение будет в A раз больше, чем было бы, если бы заземляющий стержень был чисто резистивным.

При A <1 заземляющий стержень помимо сопротивления имеет эффективную параллельную емкость. В этом случае пиковое напряжение будет в A раз ниже, чем было бы, если бы заземляющий стержень был чисто резистивным.

Из уравнения (4) можно рассчитать влияние реактивного сопротивления заземляющего стержня. В качестве иллюстрации возьмем четыре случая ρT1, = 100, 300, 1000 и 10 000 и воспользуйтесь уравнением (4) для построения графика коэффициента импульса A в зависимости от длины стержня. Стержни заземления с низким значением ρT1 имеют высокий коэффициент импульса, тогда как заземляющие стержни с высоким значением продукта ρT1 имеют низкий коэффициент импульса, как показано на Рисунке 2.

Рисунок 2: Коэффициент импульса (отношение пикового напряжения к пиковому напряжению на чисто резистивном заземляющем стержне) в зависимости от длины заземляющего стержня

Рисунок 3 — это повторный график рисунка 2 для заземляющих стержней обычно используемой длины (≤ 10 м).

Рисунок 3: Коэффициент импульса для заземляющих стержней длиной ≤ 10 м

Для заземляющих стержней ≤ 10 м низкое значение коэффициента импульса означает, что пиковое напряжение на заземляющем стержне будет меньше, чем было бы рассчитано для чисто резистивного заземляющего стержня. Например, для обычного стержня длиной 2 м отношение пикового напряжения к пиковому напряжению на чисто резистивном заземляющем стержне находится в диапазоне от 0,2 до 0,4, в зависимости от произведения ρT1. Напряжение на заземляющем стержне при затухании выброса определяется в первую очередь сопротивлением заземляющего стержня.По мере затухания выброса влияние реактивного сопротивления заземляющего стержня исчезает (помните, что коэффициент импульса имеет значение только во время периода нарастания).

Ток, протекающий в заземляющем стержне

Пиковое напряжение, развиваемое на заземляющем стержне, определяется по формуле:

(5)

, где I стержень — пиковый ток, захваченный заземляющим стержнем, а Z — полное сопротивление стержня заземления.

Для расчета I стержня нам необходимо вычислить долю тока молнии Imax, захваченную стержнем заземления.IEEE Std 142 [5] показывает, что 99% тока, протекающего в заземляющем стержне, улавливается в объеме, радиус которого в два раза превышает длину заземляющего стержня, s. Рисунок 4 иллюстрирует эту ситуацию, где d — расстояние от точки удара молнии до края цилиндра, представляющего внешнюю эффективную протяженность заземляющего стержня.

Рисунок 4: Эффективная площадь захвата заземляющего стержня

Угол θ, образованный заземляющим стержнем, определяется по формуле:

(6)

Обратите внимание, что arcsin не определен для аргументов больше 1, поэтому есть два случая для уравнения (6): случай 1, где d находится в диапазоне от 2 s до бесконечности, и случай 2, где d колеблется от 2 с до 0.

Для случая 1, если arcsin выражается в градусах, то доля f 1 тока молнии Imax, захваченного заземляющим стержнем, составляет:

(7)

Для случая 2, если доля f 2 тока молнии Imax, захваченного заземляющим стержнем, равна:

(8)

Объединение уравнений (7) и (8), I стержень = I max ( f 1 + f 2), что составляет:

(9)

Помните, что при вычислении I стержня первый член в уравнении (9) действителен только для d больше 2 с , а второй член действителен только для d меньше 2 с .

Пиковое напряжение

Пиковое напряжение рассчитывается по уравнению (5). Эффективный импеданс Z заземляющего стержня, который будет использоваться в уравнении (5), можно рассчитать из уравнения Дуайта [4], умноженного на A :

.

(10)

, где a — радиус заземляющего стержня.

Подставляя уравнения (9) и (10) в уравнение (5):

(11)

В качестве примера расчета В пик , рассмотрим 12 кА 4.5/77 последующий выброс от TB549 [7], ударяющийся о 10-метровый стержень диаметром 5/8 дюйма в почве 50 Ом-см, 200 Ом-см, 600 Ом-см и 3000 Ом-см.

Для этих случаев , На рисунке 5 показано, как изменяется V пик из-за уменьшения захвата тока заземляющим стержнем с увеличением расстояния.

Рисунок 5: Пример пикового напряжения на заземляющем стержне длиной 2 м из-за удара 12 кА 4,5 / 77

Применимость расчета пикового напряжения

Теперь несколько слов о применимости вышеизложенного анализа.В области вблизи точки удара молнии удельное сопротивление грунта ρ сильно варьируется. В частности, разрушение почвы может произойти, когда электрическое поле преодолевает градиент ионизации почвы [8]. Ионизация почвы происходит, когда электрические поля на поверхности заземляющего электрода превышают порог ионизации, составляющий примерно 300 кВ / м [9]. В этом случае в области, окружающей точку поражения током, локальные поперечные разряды начинаются от точки удара молнии и останавливаются в точках, где электрическое поле падает ниже критической силы пробоя.Иллюстрация этого момента показана на рисунке 6.

Литература по молниям показывает, что полосы на рисунке 6 — это места, где земля ионизирована. Вокруг этой области можно обвести круг радиуса r0. Размер r0 определяется как величиной тока молнии, так и ρ. На рисунке 6 r 0 составляет около 6 м, но это может быть, а может и нет. В любом случае, чтобы избежать области, в которой ρ сильно варьируется, значение d обычно должно превышать 2r 0 .

Рисунок 6: Степень ионизации от удара молнии до флажка
, обозначающего отверстие

С учетом вышеизложенного, разные формы волны молнии, разные ρ и разные длины заземляющих стержней приведут к разным пиковым напряжениям, чем показано на рисунке 5.

Сводка

Обычное предположение, что заземляющие стержни являются чисто резистивными, на самом деле не то, что наблюдается в случае молнии. В частности, для обычно используемых относительно коротких заземляющих стержней во время периода нарастания заземляющие стержни выглядят как импеданс со значительной емкостной составляющей.В результате для этих обычно используемых заземляющих стержней пиковое напряжение из-за удара молнии обычно значительно ниже, чем было бы в случае чисто резистивного заземляющего стержня. Будет ли пиковое напряжение выше или ниже, чем для чисто резистивного заземляющего стержня, зависит от ряда переменных, включая форму волны перенапряжения, удельное сопротивление заземления, длину заземляющего стержня и расстояние, на котором наблюдатель находится от точки удара молнии. Пиковое напряжение на заземляющем стержне можно рассчитать на основе оценок этих переменных.

Ссылки
  1. В. А. Раков и др. «Прямые удары молнии в систему молниезащиты жилого дома: эксперименты с инициированной молнией», IEEE Transactions on Power Delivery , vol. 17, нет. 2 (апрель 2002 г.).
  2. Стандарт МЭК 61312-1: 1995, Защита от электромагнитных импульсов молнии — Часть 1: Общие принципы .
  3. Л. Грцев, «Импульсная эффективность заземляющих стержней», IEEE Transactions on Power Delivery , vol.24, вып. 1 (январь 2009 г.), 441-451.
  4. Х. Б. Дуайт, «Расчет сопротивлений заземлению», Труды Американского института инженеров-электриков , том. 55 (1936), 1319-1328.
  5. IEEE Std 142-1991, Рекомендуемая практика IEEE для заземления промышленных и коммерческих энергосистем.
  6. MIL ‑ HDBK ‑ 419, M , Военное руководство по заземлению, соединению и экранированию электронного оборудования и устройств, том 1 из 2 томов по базовой теории, , январь 1982 г.
  7. Cigre TB549, Параметры молнии для инженерных приложений , август 2013 г.
  8. А. Гери, «Поведение систем заземления, возбуждаемых сильными импульсными токами: модель и ее подтверждение», IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 14, вып. 3 июля 1999 г.
  9. Л. Грцев и В. Арнаутовски, Труды 24 -й Международной конференции по молниезащите (ICLP’98) , Бирмингем, Великобритания, 14-18 сентября 1998 г., т. 1, стр.524-529

Каково пиковое напряжение синусоидальной волны при измерении среднеквадратичного значения переменного тока 220 В? — Mvorganizing.org

Каково пиковое напряжение синусоидальной волны при измерении среднеквадратичного значения переменного тока 220 В?

Пиковые значения могут быть рассчитаны на основе среднеквадратичных значений по приведенной выше формуле, которая подразумевает VP = VRMS × √2, предполагая, что источником является чистая синусоида. Таким образом, пиковое значение сетевого напряжения в США составляет около 120 × √2 или около 170 вольт, поэтому пиковое значение сетевого напряжения 220 составляет 220 × √2, или около 311.126 вольт.

В чем разница между пиковым напряжением и размахом напряжения?

В то время как пиковое напряжение — это напряжение от горизонтальной опорной линии 0 до вершины формы волны, размах напряжения — это напряжение полной формы волны, от пика отрицательного напряжения до пика сигнала. положительное напряжение.

Что такое пиковое выходное напряжение?

Пиковое напряжение — это наивысшая точка или максимальное значение напряжения для любой формы сигнала напряжения.Это проблема качества электроэнергии, которая возникает, когда к системе питания добавляются устройства, использующие широтно-импульсную модуляцию, например частотно-регулируемый привод.

Какая разница между амплитудой и размахом?

Амплитуда — это отклонение или смещение волны от ее среднего значения. Размах (pk-pk) — это разница между максимальной положительной и максимальной отрицательной амплитудами волны.

Какое максимальное пиковое значение?

Определение: Максимальное значение, достигаемое переменным количеством в течение одного цикла, называется его пиковым значением.Он также известен как максимальное значение, амплитуда или пик. Синусоидальная переменная величина достигает своего пикового значения при 90 градусах, как показано на рисунке ниже.

Какой должна быть моя пиковая амплитуда?

Рекомендуемая нормализация для диалога на YouTube, по-видимому, находится в диапазоне от -6 дБ до -15 дБ. Из-за множества эффектов, добавленных к голосам персонажей, некоторые диалоговые строки становятся намного громче, чем другие, даже после того, как все они нормализованы на пиковую амплитуду -6 дБ.

Что такое пиковая амплитуда в сети?

Пиковая амплитуда сигнала — это абсолютное значение его максимальной интенсивности, пропорциональное переносимой им энергии. Для электрических сигналов пиковая амплитуда обычно измеряется в вольтах.

Что такое амплитуда, фаза и частота?

Амплитуда — это высота от центральной линии до пика (или до впадины). Или мы можем измерить высоту от самой высокой точки до самой низкой и разделить ее на 2. Фазовый сдвиг — это то, насколько функция сдвинута по горизонтали от обычного положения.

Часто задаваемые вопросы о цифровом мультиметре

| Fluke

В: Почему мой мультиметр не достигает нуля в режиме переменного напряжения?
A: Если это мультиметр переменного тока с истинным среднеквадратичным значением, такой как 17X или 8X, он не будет равен нулю, и его не следует обнулять. Большинство мультиметров с истинным среднеквадратичным значением имеют спецификации минимального напряжения переменного тока и уровня тока как для режима переменного напряжения, так и для режима переменного тока, обычно от 3% до 5% диапазона. Когда сигнал подается выше указанного минимального уровня, измеритель будет соответствовать своим характеристикам точности.Вы найдете эту спецификацию в разделе спецификаций в конце руководства пользователя.
В: Что означает рейтинг безопасности CAT III?
A: Ответ находится в примечании к применению «Азбука цифровых мультиметров, объяснение функций и функций».
В: Что означают значения в спецификации точности (1% от показаний + 3 отсчета)?
A: Это младшая значащая цифра на измерителе в этом диапазоне.В качестве примера давайте рассмотрим математику для измерения 120 вольт переменного тока на этом 6000 счетном счетчике (аналого-цифровой преобразователь переходит от 0 до 5999 счетов). Чтобы измерить 120 В переменного тока, измеритель должен быть в диапазоне напряжения 600,0 переменного тока. Тогда разрешение (младшая цифра) составляет 0,1 В. (120 В X 1% = 1,2 В + 3 цифры) = (1,2 В + 0,3 В) = 1,5 В
В: В чем разница между режимами Min / Max и Peak на мультиметрах?
A: Режим Min / Max, как следует из его названия, является самым высоким и самым низким показаниями, измеренными мультиметром с момента запуска режима записи Min / Max.Обычно им требуется, чтобы максимум или минимум измеренного сигнала составлял от 200 до 350 миллисекунд или дольше, чтобы получить точные показания. Они работают в любом режиме, например, для измерения напряжения постоянного тока, истинного среднеквадратичного значения переменного тока, сопротивления и тока. Пиковый режим измеряет положительное и отрицательное пиковое напряжение сигнала. Для линии 120 вольт переменного тока пики будут показывать +169 вольт и -169 вольт (120 В x 1,414 = 169 В для чистой синусоидальной волны). Обычно они работают для пиков продолжительностью 250 микросекунд и более.
Q: Когда я закорачиваю свои измерительные провода вместе в режиме сопротивления, он не показывает ноль.Почему нет?
A: Измеритель измеряет сопротивление измерительных проводов, которое для нового набора измерительных проводов обычно находится в диапазоне от 0,1 до 0,3 Ом. Погрешность измерительного провода необходимо вычесть из показаний сопротивления. Некоторые из более многофункциональных измерителей будут иметь кнопку режима относительной дельты (используйте фактический символ дельты в последней статье), которая будет вычитать ошибку опережения для вас.
В: Сколько сохраненных показаний Fluke 289 можно сохранить в приборе?
A: Вы можете сохранить до 400 сохраненных отдельных показаний в памяти для сохранения.
Q: Сколько сеансов записи для Fluke 289 можно сохранить перед загрузкой, если это необходимо?
A: Всего в памяти можно сохранить до 400 записей. С интервалом, установленным на 15 минут, вы можете получить несколько недельных записей до того, как возникнет необходимость выгрузить результаты в компьютер, даже если вы использовали все 400 сохраненных ячеек памяти для чтения.
В: Сколько мин / макс и пиковых значений для Fluke 289 можно сохранить в памяти измерителя?
A: Опять же, общее возможное значение в каждом (Мин / Макс или Пик) составляет 400, всего 800 показаний.
Q: Что насчет папок с файлами в меню + Name для Fluke 289? Могут ли они также хранить по 400 показаний каждый?
A: Нет. Когда вы выбираете имена, такие как Motor, Panel, Circuit, Control или Battery, вы помещаете в выбранную папку с файлами значения «Сохранить», «Запись», «Мин. Макс.» Или «Пиковое значение». Общее количество, доступное для каждого типа измерения, по-прежнему равно 400.

Разница между среднеквадратичным значением и пиком

Главное отличие — RMS vs.Пик

При переменном токе величина тока всегда меняется. Следовательно, ток можно описать не одним, а несколькими числами. Среднеквадратичное значение и пик — это два числа, которые можно использовать для выражения переменного тока. Основное различие между RMS и Peak состоит в том, что пик относится к максимальному значению, которое ток может достичь в переменном токе, тогда как RMS — это пиковый ток, деленный на квадратный корень из двух .

Что такое пик

Переменные токи изменяются синусоидально со временем. Пик относится к максимальному значению, которого достигает синусоидально изменяющийся ток или напряжение. Если напряжение выражено в форме, то пиковое напряжение равно.

Полный размах относится к абсолютному значению разницы между максимальным и минимальным напряжениями. Для описания переменных токов иногда используются размах напряжения. Если волна синусоидальная, то.

Что такое RMS

RMS означает среднеквадратичное значение . Средние квадраты используются для выражения средних значений количества, когда количество может принимать отрицательные и положительные значения.Это необходимо для того, чтобы отрицательные значения количества не отменяли положительные количества. Среднеквадратические значения используются в термодинамике; например, чтобы выразить среднюю скорость молекул газа.

Поскольку напряжение переменного тока изменяется синусоидально, если мы возьмем среднее напряжение , мы получим нулевой ответ:

Площадь под кривой sin в среднем равна 0.

Вместо этого мы возводим ток в квадрат. Теперь среднее значение тока в квадрате равно не 0, а половине:

.

Кривая в квадрате греха.Это в среднем 1/2.

Предположим, что напряжение выражается как

Предположим, мы хотим найти среднее значение. Как мы обсуждали ранее, один из подходов — сначала возвести напряжение в квадрат. Проделаем это сейчас с обеими сторонами уравнения:

Затем мы берем средние значения с обеих сторон уравнения. Среднее значение составляет. Итак,

Если мы хотим найти среднее напряжение, возьмем квадратные корни:

На рисунке ниже показаны пиковое, размах и среднеквадратичное напряжение переменного тока.

Диаграмма, показывающая пиковое, размах и среднеквадратичное напряжение для синусоидальной волны (PK = пиковое, PP = размах, RMS = среднеквадратичное значение).

Напряжение

RMS полезно при расчете средней мощности в цепи. Средняя мощность выражена в. С точки зрения RMS текущего , средняя мощность определяется как.

Разница между среднеквадратичным значением и пиком

DPeak относится к максимальному значению, которого достигает ток или напряжение при переменном токе. RMS дает среднее значение тока или напряжения.

Когда указывается значение напряжения для переменного тока, обычно указывается значение RMS .

RMS значений всегда меньше, чем пиковых значений.

Изображение предоставлено:

«График зависимости напряжения синусоидальной волны от времени (в градусах угла) с отмеченными среднеквадратичным значением, пиком и размахом». автор: AlanM1
(получено из файла: Sine wave 2.svg, автор: пользователь: Booyabazooka (лицензия CC0)) [CC0 1.0], через Wikimedia Commons

Измерители пиковых значений и среднеквадратичных значений

— Biamp Cornerstone

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Аудиосчетчик
    1. Для чего на самом деле используются измерители?
    2. В чем разница между измерителями RMS и пиковых значений?
  2. Какой счетчик мне использовать?
  3. Дополнительная информация

Аудиометры используются для измерения уровня аудиосигнала.Однако не все измерители уровня звука работают одинаково, и важно знать разницу между ними. Платформы Biamp DSP поддерживают измерение пиковых значений и измерение RMS.

Эта статья призвана дать вам четкую информацию о пиковых измерителях и измерителях среднеквадратичных значений, а также о ситуациях, когда использование одного из них может быть более выгодным, чем другого.

Измерение звука

Во всем мире используются буквально десятки различных систем измерения звука, и они часто показывают разные уровни сигнала при подаче одного и того же сигнала! Однако есть вполне веские причины, по которым это должно быть так, и ниже приводится объяснение двух распространенных типов измерителей: RMS и Peak.

Для чего на самом деле используются счетчики?

Все аудиоматериалы имеют определенный динамический диапазон — разницу между самым высоким и самым низким допустимыми уровнями. Обычно мы делаем так, чтобы самые громкие пики были ниже максимального уровня, с которым система может справиться, а для самых тихих сигналов — значительно выше минимального уровня шума, максимизируя отношение сигнал / шум. Если сигналы выходят за эти границы, ваши уши обычно говорят вам, что что-то не так, независимо от того, используете ли вы аналоговую или цифровую систему.Однако измерение может помочь сделать процесс установки оптимальных уровней сигнала намного быстрее и проще, предупреждая вас о потенциальных проблемах до того, как они возникнут.

В чем разница между среднеквадратичным и пиковым измерителями?

Напряжение

RMS (среднеквадратическое значение) представляет собой сложную инженерную меру среднего уровня напряжения электрических сигналов. Поскольку измеритель RMS измеряет «средние» уровни, устойчивый звук воспринимается намного выше, чем короткий ударный, даже когда оба звука имеют одинаковый максимальный уровень напряжения: показания зависят как от амплитуды, так и от длительности пиков сигнала.Это намеренно «медленное» измерение, усредняющее кратковременные пики и впадины для отражения воспринимаемой громкости материала. Измерители RMS приблизительно соответствуют тому, как ваше ухо воспринимает уровни звука; ваше ухо, как правило, не воспринимает острые пики так громко, как они есть на самом деле.

Пикомер — это тип визуального измерительного прибора, который показывает мгновенный уровень звукового сигнала, проходящего через него (измеритель уровня звука). Измерение пикового типа разработано так, чтобы реагировать так быстро, что дисплей измерителя реагирует в точной пропорции с напряжением аудиосигнала.Это может быть полезно во многих приложениях, но следует отметить, что человеческое ухо работает больше как средний измеритель, чем измеритель пиковых значений, и, таким образом, многие звукорежиссеры и звукооператоры предпочитают использовать более старый аналоговый измеритель, поскольку он более точно соотносит к тому, что человеческий слушатель будет испытывать с точки зрения относительной громкости.

Представьте, что приведенный выше график представляет музыкальный сигнал, как его можно увидеть на осциллографе.

Пиковое значение — это самое высокое напряжение, которое когда-либо достигнет форма волны, например, пик — это самая высокая точка на горе.

Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное) — это эффективное значение всей формы сигнала. Он равен уровню сигнала постоянного тока, который обеспечивает ту же среднюю мощность, что и периодический сигнал.

Какой счетчик мне использовать?

К сожалению, нет однозначного ответа, какой тип счетчика использовать, когда и где. У каждого инженера есть свои предпочтения относительно того, что ожидается от измерительного блока.

При выборе счетчика вы должны учитывать, что вы ищете в этой точке вашей системы.Если вы хотите убедиться, что ваша система не перестанет работать, пиковый измеритель может быть лучшим выбором. Если вы хотите убедиться, что средние уровни сигнала будут присутствовать в точке опорного или порогового блока, измеритель RMS может быть вашим лучшим выбором (подумайте о блоках Ducker и Automixer). В конце концов, тип используемого счетчика — это личное предпочтение, но знание того, как работают счетчики, должно дать вам более осознанное представление о том, какой счетчик использовать.

Класс 16 Чтение

Из http: // www.kpsec.freeuk.com/acdc.htm Джон Хьюс 2006, Клуб электроники, www.kpsec.freeuk.com

AC означает переменный ток, а DC означает постоянный ток. AC и DC также используется для обозначения напряжений и электрических сигналов, не являющихся токами! Например: источник питания 12 В переменного тока имеет переменное напряжение (которое переменный ток). Электрический сигнал — это напряжение или ток. который передает информацию, обычно это напряжение. Термин может использоваться для любое напряжение или ток в цепи.

переменного тока от источника питания
Эта форма называется синусоидой .

Это треугольный сигнал — это переменный ток, потому что он меняет
между положительным (+) и отрицательным (-).

Переменный ток (AC)

Переменный ток (AC) течет в одну сторону, затем в другую, постоянно меняет направление.

Напряжение переменного тока постоянно меняется с положительного (+) на отрицательное (-).

Скорость изменения направления называется частотой переменного тока и он измеряется в герцах (Гц) , что является числом циклов вперед-назад в секунду .

Электроэнергия в Великобритании имеет частоту 50 Гц.

См. Ниже более подробную информацию о свойствах сигнала.

Источник переменного тока подходит для питания некоторых устройств, таких как лампы и обогреватели. но почти все электронные схемы требуют постоянного источника постоянного тока (см. ниже).

Постоянный ток (DC)

Постоянный ток
от батареи или регулируемого источника питания,
идеально подходит для электронных схем.

Smooth DC
от сглаженного источника питания,
это подходит для некоторой электроники.

Изменение постоянного тока
от источника питания без сглаживания,
это не подходит для электроники.

Постоянный ток (DC) всегда течет в одном направлении, но он может увеличиваться и уменьшаться.

Напряжение постоянного тока всегда положительное (или всегда отрицательное), но оно может увеличиваться и уменьшаются.

Для электронных схем обычно требуется постоянный источник питания постоянного тока , который постоянная при одном значении или плавное питание постоянного тока , которое имеет небольшое изменение называется Ripple .

Элементы, батареи и регулируемые источники питания обеспечивают постоянный постоянный ток , который идеально подходит для электронных схем.

Источники питания содержат трансформатор, который преобразует сетевое питание переменного тока в безопасное низкое напряжение переменного тока. Затем переменный ток преобразуется в постоянный с помощью мостового выпрямителя. но на выходе меняется DC , что не подходит для электронных схемы.

Некоторые источники питания включают конденсатор, обеспечивающий плавность постоянного тока , который подходит для менее чувствительных электронных схем, включая большинство проектов на этом сайте.

Лампы, обогреватели и двигатели будут работать от любого источника постоянного тока.

Свойства электрических сигналов

Электрический сигнал — это напряжение или ток, который передает информация, обычно это напряжение. Термин можно использовать для любого напряжения. или ток в цепи.

График напряжение-время справа показывает различные свойства электрический сигнал. В дополнение к свойствам, отмеченным на графике, есть частота, которая представляет собой количество циклов в секунду.

На диаграмме показан синусоидальный сигнал , но эти свойства применимы к любому сигнал постоянной формы.

  • Амплитуда — максимальное напряжение, достигаемое сигнал.
    Измеряется в В , В .
  • Пиковое напряжение — другое название амплитуды.
  • Пиковое напряжение в два раза больше пикового напряжения (амплитуда). При считывании осциллограммы обычно измеряют пиковое напряжение.
  • Период времени — время, необходимое для сигнал о завершении одного цикла.
    Измеряется в секундах , но периоды времени обычно короткие, поэтому Часто используются миллисекунд (мс) и микросекунд (с) . 1 мс = 0,001 с и 1 с = 0,000001 с.
  • Частота — количество циклов на второй.
    Измеряется в герцах (Гц) , но частоты, как правило, высокие, поэтому килогерц (кГц) и мегагерц (МГц) часто используются. 1 кГц = 1000 Гц и 1 МГц = 1000000 Гц.

частота =

1

и

период времени =

1

период времени

частота

Электроэнергия в Великобритании имеет частота 50 Гц ,
, поэтому период времени 1 / 50 = 0.02s = 20 мс .

Среднеквадратические значения (RMS)

Значение переменного напряжения постоянно изменяется от нуля. до положительного пика, через ноль к отрицательному пику и обратно к нулю опять таки. Очевидно, что большую часть времени оно меньше пикового напряжения, поэтому это не является хорошей мерой его реального эффекта.

Вместо этого мы используем среднеквадратичное напряжение RMS ), которое составляет 0,7 от пикового напряжения пикового ):

В СКЗ = 0.7 В пик и В пик = 1,4 В RMS

Эти уравнения также применимы к , текущему .
Они верны только для синусоид (наиболее распространенный тип переменного тока), потому что 0,7 и 1.4 — разные значения для других фигур.

Среднеквадратичное значение — эффективное значение переменного напряжения или тока. Это эквивалентный постоянный постоянный ток (постоянный) значение, которое дает такой же эффект.

Например, лампа, подключенная к источнику питания 6V RMS AC , будет гореть с такая же яркость при подключении к источнику постоянного тока 6 В постоянного тока .Тем не мение, лампа будет тусклее, если подключена к источнику питания 6 В переменного тока, пиковое значение , потому что Среднеквадратичное значение этого составляет всего 4,2 В (это эквивалентно постоянному 4,2 В постоянного тока).

Возможно, вам будет полезно рассматривать значение RMS как своего рода среднее значение, но пожалуйста, помните, что это НЕ средний показатель! Фактически среднее напряжение (или ток) сигнала переменного тока равен нулю, потому что положительная и отрицательная части точно отменить!

Что показывают измерители переменного тока, это среднеквадратичное или пиковое напряжение?
Вольтметры и амперметры переменного тока

показывают среднеквадратичное значение , напряжения или тока.Измерители постоянного тока также показывают значение RMS при подключении к переменному постоянному току, при условии, что постоянный ток изменяется быстро, если частота меньше 10 Гц, вы увидите счетчик вместо этого чтение колеблется.

Что на самом деле означает «6 В переменного тока», это среднеквадратичное или пиковое напряжение?

Если имеется в виду пиковое значение, оно должно быть четко указано, в противном случае предположим, что это RMS-значение . В повседневном использовании напряжение переменного тока (и токи) всегда задается как среднеквадратичных значений потому что это позволяет провести разумное сравнение с постоянным напряжением постоянного тока. (и токи) типа от аккума.

Например, «источник питания 6 В переменного тока» означает среднеквадратичное значение 6 В, пиковое напряжение составляет 8,6 В. Электроснабжение Великобритании составляет 230 В переменного тока, это означает 230 В RMS, поэтому пиковое напряжение сети составляет около 320 В!

Так что же на самом деле означает среднеквадратичное значение (RMS)?

Первый квадрат все значений, а затем найдите среднее (среднее) этих квадратных значений за полный цикла и найдите квадратный корень из этого среднего. Это значение RMS. Смущенный? Не обращайте внимания на математику (она выглядит сложнее, чем есть на самом деле), просто согласитесь, что среднеквадратичные значения напряжения и тока являются гораздо более полезной величиной чем пиковые значения.

Измерение пикового напряжения с использованием метода стандартного сферического зазора

В статье представлена ​​система измерения пикового значения высокого напряжения (ВН) с использованием сферического зазора диаметром 150 мм, расположенного в вертикальном положении. Результаты экспериментов по разрушению были сопоставлены со стандартными значениями при нормальных атмосферных условиях STC (20 ° C, 101,3 кПа или 760 мм рт. Ст.). Приведены основные экспериментальные и теоретические характеристики.

1. Введение

Выбор наиболее подходящего метода измерения высокого напряжения зависит от измеренного значения напряжения, от доступных измерительных устройств и от того, нужно ли измерять пиковое или эффективное значение. Известно, что сферы искрового разрядника измеряют пиковое напряжение переменного тока с точностью ± 3%. Напряжение пробоя зависит от расстояния между сферами, диаметра сфер и типа напряжения: постоянного, переменного или импульсного. Напряжение пробоя нелинейно зависит от зазора, что связано с увеличением неоднородности поля [1].Зазоры сфер могут быть расположены вертикально с заземленной нижней сферой или горизонтально. В обоих случаях необходимо учитывать параметры и, которые определяют распределение поля между двумя сферами, которые находятся ближе всего друг к другу. Для сферы диаметром 150 мм минимальное значение равно, максимальное значение (где — диаметр сферы), а минимальное значение параметра минимальное значение (где — расстояние) [2, 3].

Сферический зазор можно рассматривать как утвержденное калибровочное устройство с ограниченной точностью, но с высокой надежностью и простотой [4].Распределением поля пробоя можно управлять геометрией электрода и плотностью воздуха. В некоторых случаях искровой промежуток необходимо облучать ультрафиолетовым светом или источниками рентгеновского излучения, чтобы получить согласованные значения для меньших зазоров между сферами, с зазором менее 1 см [3, 4].

На напряжение пробоя сферического зазора влияют некоторые факторы: атмосферные условия, близлежащие заземленные объекты, время нарастания напряжения и облучение, которое необходимо, когда диаметр сферического зазора меньше 10 см и измеренное напряжение ниже 50 кВ [3–6].Вероятность пробоя зависит от плотности воздуха и от концентрации ионов в воздухе. Следовательно, в последовательных экспериментах по пробою необходимо иметь одинаковые плотности ионов в газовом зазоре перед каждым новым приложением напряжения [7, 8]. Факторы, которые могут изменить напряжение пробоя, проанализированы в научной литературе [4, 9, 10]. Напряжение пробоя увеличивается с увеличением влажности. Увеличение составляет примерно 2-3 процента для нормальных значений влажности от 8 до 15 г / м 3 [4].Для зазоров между сферами менее одного метра влиянием влажности можно пренебречь [8].

Напряжение пробоя зависит от температуры и давления. Экспериментальные значения, относящиеся к стандартным условиям (STC) (20 ° C, 101,3 кПа или 760 мм рт. Ст.), Необходимо умножить на коэффициент плотности воздуха () [8, 11]: где — напряжение пробоя в условиях испытания, — напряжение пробоя на STC, и является функцией коэффициента плотности воздуха.

Коэффициент плотности воздуха определяется следующим уравнением [11]: где — давление воздуха при стандартных условиях (760 мм рт.Связь между поправочным коэффициентом и коэффициентом плотности воздуха известна в научной литературе [3, 4, 9, 11, 12].

В неоднородном поле может использоваться автономное состояние пробоя. С учетом этого условия можно установить закон подобия пробоев: «в неоднородном поле, при постоянной температуре, напряжение пробоя зависит от и от отчетов всех других геометрических размеров зазора и расстояния» [8, 13]:

В научной литературе приводится эмпирическая зависимость для расчета напряжения пробоя между двумя идентичными сферами [8]: где — расстояние между зазорами в см, — радиус сферы, — коэффициент плотности воздуха.

Для измерения высокого напряжения сферами искрового промежутка необходимо использовать сопротивление без индуктивной защиты между источником и сферическим зазором, чтобы ограничить ток пробоя. Величина последовательного сопротивления может изменяться от 100 кОм до 1000 кОм для переменного напряжения и менее 500 Ом для импульсных напряжений [3]. Приложенное напряжение равномерно увеличивается до тех пор, пока не произойдет пробой в зазоре сферы. Обычно учитывается среднее значение примерно трех значений пробоя с точностью ± 3%.

2. Экспериментальная установка

Для измерения пиковых значений мы использовали экспериментальные сферы искрового разрядника, расположенные вертикально. В эксперименте использовались две металлические сферы равного диаметра, с гладкой поверхностью и равномерной кривизной. Верхняя сфера подключена к высоковольтному источнику переменного тока 0–180 кВ через неиндуктивный резистор 100 кОм. Нижняя сфера соединена с землей с возможностью изменения вертикального положения в сторону верхней сферы с помощью электродвигателя постоянного тока.

Расстояние между сферами диаметром 150 мм изменялось с шагом 0,5 см с 1 до 6 см. Блок-схема экспериментального испытательного стенда представлена ​​на рисунке 1. Для измерения напряжения пробоя использовался датчик высокого напряжения (датчик Hameg) с коэффициентом деления напряжения 1000: 1 и мультиметр (Meterman 38XR). Высоковольтный пробник был подключен к осциллографу Tektronix TDS 2024C (200 МГц, 2 Гвыб / с) для просмотра формы волны напряжения пробоя. Температура и относительная влажность были измерены измерителем Lutron LM-8000 со следующими характеристиками: относительная влажность от 10 до 95% (точность 0,1%) и температура от 0 до 50 ° C (0,1 ° C). точность).Блок-схема испытательного стенда представлена ​​на рисунке 1.


Схема построения зазора сфер показана на рисунке 2, где определены параметры и. Точка искрения, определяемая параметром, должна находиться в заданных пределах, связанных с диаметром сферы [11]. Чтобы считаться стандартным измерительным прибором, должно быть доступно минимальное значение для сферы. Кроме того, поверхности сферы вблизи точки искрения не должны иметь неровностей или смазки.


2.1. Условия испытаний

Все эксперименты проводились при комнатной температуре 19 ° C, давлении воздуха 760,56 мм рт.ст., абсолютной влажности 8,13 г / м 3 и относительной влажности 50%. Для заданного расстояния между сферами было выполнено три последовательных измерения. Конечное значение напряжения пробоя определялось как среднее значение пяти последовательных измерений с погрешностью менее 3%.

За это время были проведены различные исследования относительно временного интервала между двумя последовательными поломками [14, 15].Для объема данной работы этот временной интервал был установлен не менее одной минуты.

Экспериментальная испытательная установка, представленная ниже (Рисунок 3), используется для измерения высокого напряжения переменного тока частотой 50 Гц, приложенного к сферическому зазору. Напряжение пробоя измеряется путем изменения зазора от 1 см до 6 см в соответствии с имеющимися стандартами [11]. Все компоненты сфер искрового разрядника были изготовлены из изоляционных материалов.


3. Результаты

Стандартные пиковые значения напряжения пробоя () в воздухе для симметричных сфер диаметром 150 мм были скорректированы на стандартные температуру и давление в соответствии с соотношениями (1) и (2) .Экспериментальные данные приведены в таблице 1. В стандартные пиковые значения при STC внесены поправки в соответствии с рекомендованными стандартами. Относительная влажность не учитывалась. Напряжения пробоя, измеренные в условиях испытаний, близки к стандартным пиковым значениям. Погрешности между измеренными напряжениями пробоя и стандартными не более 3%, за исключением измеренных на 4 и 6 см.

203 6 902 стандартные пиковые напряжения на STC в зависимости от расстояния между зазорами.Для сравнения на рис. 4 также представлены теоретические напряжения пробоя, полученные по формуле (4), в зависимости от расстояния между зазорами. Максимальная разница между и составляет менее 1%. Изменение прочности пробоя, дюйм / см, для разного расстояния между зазорами в атмосферном воздухе при постоянном давлении, показано на рисунке 5.



Сферические зазоры используются для измерения напряжения и имеют только ограниченный диапазон с однородным электрическим полем. В связи с этим Роговский предложил конструкцию электродов с однородным полем для пробивных напряжений до 600 кВ.Известно, что невозможно гарантировать, что искрение всегда происходит вдоль области однородного поля [3]. В научной литературе представлены данные по напряжению пробоя для однородных полей. Таблица 2 дает сравнение между напряжениями пробоя в STC однородного полевого межэлектродного зазора (измеренного Ритцем и Шуманом) сферическим зазором [3], и значениями, полученными в этой работе.


Расстояние
[см]
Условия испытаний: 19 ° C; 760.56 мм рт. Ст .; 8,13 г / м 3
Экспериментальное напряжение пробоя
[кВ макс. ]
Стандартные пиковые значения при STC
[кВ макс. ]
Теоретические значения
[кВ макс. ]
Стандартные пиковые значения [2]
[кВ макс. ]

1 31,02 31,19 31,16 31,10
1.5 46,53 45,64 45,73 45,50
2 59,22 59,38 59,67 59,20
3 909 3 83,24 86,06 85,77 85,80
3,5 94,97 98,70 97,98 98,40
111,33 109,67 111
4,5 119,62 123,37 120,86 123
5 131,97 909 909 909 140,79 145,44 141,84 145
6 148,89 155,47 151,67 155
903

Расстояние
см
Стандартные условия: 20 ° C; 760.56 мм рт. Ст.
Напряжение пробоя с помощью электродов с однородным полем (предлагаемая геометрия сферического зазора), измеренное с помощью прибора . Напряжение пробоя сферического промежутка
[3]
Экспериментальное пробивное напряжение
Ritz [3] Schumann [3]

0,1 4,54 4,50 4,60 21 903 0.2 7.90 8.00 8.00
0.5 17.00 17.40 17.00
31.703 2,0 58,70 59,60 58,00 59,22
4,0 112,00 114,00 112,00 106,10
6.0 163,80 166,20 164,00 148,89

Из данных в Таблице 2 мы видим, что нет большой разницы между однородными зазорами и напряжениями пробоя сферы. промежутки между полями, по крайней мере, на малых расстояниях между сферами.

Значения, полученные для предлагаемого зазора между сферами (рис. 2), приближаются к значениям, измеренным Ритцем и Шуманом, с определенными погрешностями, возможно, связанными со временем нарастания формы волны напряжения, формой и материалом электродов и т. Д.

4. Выводы

Напряжения пробоя в воздухе при постоянном давлении и неоднородном поле были измерены для высокого напряжения переменного тока при различных значениях зазора между сферами. Показано, что напряжение пробоя увеличивается с увеличением промежутка почти линейно. Точность экспериментально определенных напряжений пробоя проверена и сопоставлена ​​с теоретическими значениями, указанными в стандартах.

Численные значения экспериментальных напряжений пробоя для зазора 4 см и 6 см показывают ошибку более 3% по сравнению со значениями, указанными в стандартах.Эти ошибки можно объяснить неоднородным полем, которое увеличивается с увеличением расстояния между сферами.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *