4.2. Описание испытательной установки

В качестве испытательной установки в лабораторной работе используется измеритель тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) и емкости высоковольтной изоляции (С) Тангенс-2000. Технические данные измерителя, его описание и руководство по эксплуатации приведены в п. 1.2.1.

Измерения производятся по «прямой схеме», показанной на рис. 4.3. Испытательное напряжение с выхода генератора, расположенного в блоке управления 8 подается через повышающий трансформатор 7 на блок преобразователя 6 и объект измерения. В качестве объекта измерения служит образец диэлектрика 3, помещенный между электродами 2 и 4. Нижний электрод 4 закреплен на изоляторе 5. Результаты измерения передаются с блока преобразователя в блок управления с помощью радиомодема 1, где преобразовываются в форму, доступную для отображения на дисплее.

Для работы блока преобразователя в полевых условиях применяется встроенный блок питания на аккумуляторах; в лабораторных условиях для этой цели используется внешний блок питания с напряжением 10,6 В.

Рис. 4.3. Схема испытательной установки: 1 – радиомодем; 2,4 – электроды; 3 – образец диэлектрика; 5 – изолятор; 6 – блок преобразователя; 7 – повышающий трансформатор; 8 – блок управления

4.3. Порядок выполнения работы

Наложить временное защитное заземление не высоковольтный вывод повышающего трансформатора (в лабораторных условиях для этого следует использовать заземляющую штангу), присоединить испытуемый образец к измерителю по «прямой» схеме (рис. 4.3). При сборке схемы испытаний обязательным является требование исключения касания соединительных кабелей, которые будут находиться под испытательным напряжением при включении схемы, заземленных предметов.

Снять защитное заземление с высоковольтного вывода повышающего трансформатора. С момента снятия временного заземления измерительная схема считается находящейся под напряжением и приближение к ее высоковольтной части запрещено.

Установить выключатель питания БП в положение «I», закрыть дверь высоковольтной камеры. При этом индикатор «вкл» блока преобразователя начинает работать в прерывистом режиме (мигать).

Установить выключатель питания 1 (см. рис. 1.8) БУ в положение «I». При этом на дисплей 3 блока управления выводится текст заставки

где XXXXXXXX –заводской номер данного экземпляра измерителя.

Дождаться включения светодиода «ПРЕОБР» 4. Если в течение более десяти секунд светодиод не загорится, необходимо проверить качество подключения внешней антенны к блоку управления и взаимную ориентацию антенны и блока преобразователя.

Проконтролировать напряжение батареи внутреннего источника напряжения БП, для чего кратковременно нажать на клавишу «Uбат» 13. На дисплее появится текст

где XX.X– напряжение, в. Для нормальной работы БП это значение должно быть не менее 8,0 В.

Значение напряжения батареи удерживается на дисплее в течение трех секунд, после чего на дисплей блока управления выводится текст заставки.

Измерение может производиться как без ввода сопутствующих параметров (п. 1.5.1), так и с их вводом для создания в последующем протокола испытаний. Для выполнения измерения без ввода сопутствующих параметров нажать клавишу «ИЗМЕРЕНИЕ» 15, при этом БУ переходит в режим подготовки к измерению, на дисплее появляется текст

где XXXXX– предыдущее значение U_исп.

При необходимости задания величины U_исп, отличающейся от предыдущего значения, индицируемого на дисплее, нажатием цифровых клавиш «0»«9» 9 ввести необходимое значение испытательного напряжения. Нажатие клавиши «ОТМЕНА» 10 прекращает редактирование с сохранением предыдущего значения.

При задании величины U_исп необходимо учитывать ограничения, приведенные в таблице на лицевой панели блока управления (см. рис. 1.8). При контроле объекта с неизвестными параметрами необходимо выполнить оценочное измерение при U_исп = 1000 В.

При завершении ввода нового значения U_исп нажать клавишу «ИЗМЕРЕНИЕ», на дисплее появится текст

Для выхода из режима измерения и возврата в меню нажать клавишу «НЕТ» 10. Для подтверждения начала измерения нажать клавишу «ДА». При этом загорается индикатор «U_вых» 8, индикатор «состояние» 2 начинает мигать, на дисплее появляется текст

Далее измерение выполняется автоматически и не требует участия оператора. Ход процесса автоматического измерения можно наблюдать по состоянию органов индикации блока управления.

По окончании цикла измерения и автоматического уменьшения Uисп до нуля индикаторы «U_вых» и «состояние» гаснут, измеритель переходит в состояние индикации результата, на дисплей выводится результат измерения

Если сохранение полученного результата не требуется, то следует вернуться в исходное состояние нажатием клавиши «ВВОД» 10.

Для сохранения полученного результата измерений в памяти результатов, по окончании измерения нажать клавишу «ПАМЯТЬ» 12, на дисплее появится текст

Для записи результата измерения в память результатов нажать клавишу «ДА». При этом результат заносится в очередную свободную страницу памяти результатов; если свободные страницы в памяти результатов исчерпаны, то очередной результат записывается на место самого старого результата. Измеритель по окончании записи в память переходит к исходному состоянию. Просмотр содержимого памяти результатов осуществляется из меню. При нажатии на клавишу «ПАМЯТЬ» на дисплей выводится дата последнего сохраненного результата измерения

Память результатов организована в виде пронумерованных (от 0 до 599) страниц, на каждую из которых записывается один результат измерения. Каждый результат содержит семь пронумерованных (от 0 до 6) записей. Для просмотра записей на одной странице используются клавиши «0»«6»: «0» – дата и время; «1» – емкость и тангенс угла диэлектрических потерь; «2» – испытательное напряжение и температура объекта; «3» – тип и заводской номер объекта; «4» – схема измерения и зона контроля; «5» – личный номер оператора; «6» – номер страницы. Для перемещения по памяти результатов к предыдущей или следующей странице используются клавиши «<» и «>».

После окончания измерений следует: выключить питание блока управления кнопкой 1 (см. рис. 1.8); открыть дверь высоковольтной камеры; выключить питание блока преобразователя, установив переключатель 3 (см. рис. 1.10) в положение «0»; наложить временное защитное заземление на высоковольтный вывод повышающего трансформатора. После этого можно производить замену образца диэлектрика.

Диэлектрическая проницаемость ε образца диэлектрика определяется по формуле

, (4,3)

где С_X – емкость образца диэлектрика, пФ; h – толщина образца, см; S – площадь верхнего электрода (рис. 4.3), см² (диаметр электрода d = 4,7 см).

Удельные потери Р_УД в единице обема диэлектрика, Вт/см³, определяются по формуле

, (4.4)

где Р – потери в диэлектрике, Вт; V – объем образца диэлектрика, см³; Uисп – напряжение, при котором производилось измерение, В; ω – угловая частота тока, рад/с; tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь, в абсолютной величине; С_х – ёмкость образца диэлектрика, Ф.

Угловая частота тока, рад/с, определяется по формуле

, (4.5)

где f= 50 Гц – частота тока питающей сети.

Данные измерений и вычислений заносятся в табл. 4.1.

По данным табл. 4.1 построить зависимости: tgδ=f(U); C_X=f(U); ε=f(U); P_уд= f(U).

Таблица 4.1

Данные измерений и вычислений

Номер измере-ния	Наименование образца диэлектрика	Опытные данные				Расчетные данные
		h, см	Uисп, В	Cх, пФ	tgδ	ε	Pуд, Вт/см3