Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением
Описан измеритель разности тангенсов углов диэлектрических потерь и отношения емкостей высоковольтной изоляции, находящейся под действием рабочего напряжения. Обеспечено подавление помех от напряжений между точками заземления объектов и измерителя за счет гальванической развязки цепей питания и упра...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Технічна електродинаміка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135554 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением / П.И. Борщев, В.Д. Ободовский // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 3. — С. 97-99. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-135554 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1355542018-06-16T03:09:17Z Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением Борщев, П.И. Ободовский, В.Д. Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Описан измеритель разности тангенсов углов диэлектрических потерь и отношения емкостей высоковольтной изоляции, находящейся под действием рабочего напряжения. Обеспечено подавление помех от напряжений между точками заземления объектов и измерителя за счет гальванической развязки цепей питания и управления измерительных каналов. Исключены измерительные трансформаторы тока, благодаря чему снижена погрешность измерения тангенса угла потерь. Описано вимірювач різниці тангенсів кутів діелектричних втрат та відношення ємностей високовольтної ізоляції, що знаходиться під дією робочої напруги. Забезпечено придушення завад від напруг між точками заземлення об’єктів та вимірювача за рахунок гальванічної розв’язки кіл живлення та управління вимірювальних каналів. Виключено вимірювальні трансформатори струму, завдяки чому знижено похибку вимірювання тангенсу кута втрат. Device for measuring of difference of loss factors and capacitance ratio of the high-voltage insulations under operating voltage is described. Influence of voltage between points grounding insulations and device is suppressed by electrical isolation of power and control of the measuring channels. Excludes current transformers, whereby reduced error measurement of loss factor. 2014 Article Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением / П.И. Борщев, В.Д. Ободовский // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 3. — С. 97-99. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135554 621.317.335 ru Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці |
| spellingShingle |
Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Борщев, П.И. Ободовский, В.Д. Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением Технічна електродинаміка |
| description |
Описан измеритель разности тангенсов углов диэлектрических потерь и отношения емкостей высоковольтной изоляции, находящейся под действием рабочего напряжения. Обеспечено подавление помех от напряжений между точками заземления объектов и измерителя за счет гальванической развязки цепей питания и управления измерительных каналов. Исключены измерительные трансформаторы тока, благодаря чему снижена погрешность измерения тангенса угла потерь. |
| format |
Article |
| author |
Борщев, П.И. Ободовский, В.Д. |
| author_facet |
Борщев, П.И. Ободовский, В.Д. |
| author_sort |
Борщев, П.И. |
| title |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| title_short |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| title_full |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| title_fullStr |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| title_full_unstemmed |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| title_sort |
прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135554 |
| citation_txt |
Прецизионное измерение диэлектрических параметров высоковольтной изоляции под рабочим напряжением / П.И. Борщев, В.Д. Ободовский // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 3. — С. 97-99. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Технічна електродинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT borŝevpi precizionnoeizmereniediélektričeskihparametrovvysokovolʹtnojizolâciipodrabočimnaprâženiem AT obodovskijvd precizionnoeizmereniediélektričeskihparametrovvysokovolʹtnojizolâciipodrabočimnaprâženiem |
| first_indexed |
2025-07-09T23:35:11Z |
| last_indexed |
2025-07-09T23:35:11Z |
| _version_ |
1837214322257821696 |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 3 97
УДК 621.317.335
ПРЕЦИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПОД РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ
П.И.Борщев1, канд.техн.наук, В.Д.Ободовский2
1 − Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина. E-mail:pavbor2010@yandex.ua
2 − ОО НПП «ОСТ»,
ул. Воровского, 33-Д, Киев, 01054, Украина.
Описан измеритель разности тангенсов углов диэлектрических потерь и отношения емкостей высоковольт-
ной изоляции, находящейся под действием рабочего напряжения. Обеспечено подавление помех от напряжений
между точками заземления объектов и измерителя за счет гальванической развязки цепей питания и управле-
ния измерительных каналов. Исключены измерительные трансформаторы тока, благодаря чему снижена по-
грешность измерения тангенса угла потерь. Библ. 4, рис. 2.
Ключевые слова: тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая емкость, высоковольтная изоляция, из-
мерение под рабочим напряжением.
Перспективным путем повышения достоверности контроля состояния изоляции силового мас-
лонаполненного энергетического оборудования является обеспечение непрерывного определения ди-
электрических параметров под рабочим напряжением. Важность развития такого направления отме-
чалась в работах специалистов, требования к проведению такого контроля вошли в нормативные до-
кументы [1-3].
Наибольшее распространение получили два метода контроля диэлектрических параметров
под рабочим напряжением: неравновесно-компенсационный и метод сравнения. Как неоднократно
указывалось в литературе, устройства, реализующие неравновесно-компенсационный метод, являют-
ся, по сути, не приборами диагностики, а приборами аварийной сигнализации, поскольку имеют вы-
сокий порог срабатывания, не позволяющий произвести раннее выявление дефектов изоляции. Уст-
ройства, работающие по методу сравнения, могут определять малые изменения тангенса угла потерь
на ранних стадиях развития дефектов.
Для реализации преимуществ метода сравнения нужны измерители с высокими метрологиче-
скими характеристиками, особенно при измерении тангенса угла потерь. К ним относится измеритель
«Вектор-2.0», который выполняет измерения на первой гармонике сигналов промышленной частоты,
за счет чего обеспечивается высокая точность и чувствительность измерения тангенса угла потерь
(аддитивная составляющая погрешности не превышает 0,01%) [1]. Однако использование таких из-
мерителей для реализации метода сравнения затруднено, поскольку существенным оказывается вли-
яние помех в виде разностей потенциалов между точками заземления объектов и измерителя. Часто
объекты контроля удалены от измерителя на значительные расстояния – до нескольких сотен метров.
Между точками заземления объектов присутствуют разности потенциалов – до нескольких вольт. Для
обеспечения безопасности используются специальные схемы защиты от перенапряжений, подключае-
мые к измерительным выво-
дам контролируемых объек-
тов. Напряжения между точка-
ми заземления вызывают про-
текание паразитных токов че-
рез импедансы защитных
схем, эти токи суммируются с
измеряемыми, что приводит к
большим погрешностям.
Для снижения влияния
указанных помех была разра-
ботана модификация прибора
«Вектор-2.1» [1]. Схема его
показана на рис. 1, где ТТ1,
ТТ2 – трансформаторы тока;
© Борщев П.И., Ободовский В.Д., 2014
Рис. 1
98 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 3
ФНЧ1, ФНЧ2 – фильтры нижних частот; К – коммутатор; БП – блок питания; АЦП – аналого-цифро-
вой преобразователь; СУ – сигналы управления, ВПД – выходные последовательные данные; Ix1, Ix2
– переменные токи от объектов контроля; З1, З2 – провода от «земель» объектов контроля. Влияние
неэквипотенциальности точек заземления измерителя и объектов исключается за счет того, что ток от
каждого объекта замыкается на «землю» этого же объекта через первичную обмотку соответствую-
щего трансформатора тока. При этом между точками заземления включаются высокие сопротивления
изоляции трансформаторов тока, поэтому токи помех ограничиваются на весьма малых уровнях.
Ток от объекта контроля проходит через трансформатор и вызывает переменное напряжение
на нагрузочном сопротивлении вторичной обмотки (R1 или R2), которое усиливается нормирующим
усилителем до уровня, необходимого для аналого-цифрового преобразования. ФНЧ обеспечивают
подавление составляющих с частотами, соизмеримыми с частотой дискретизации, при этом устраня-
ется эффект паразитного наложения спектров. Напряжения ФНЧ1 и ФНЧ2 поочередно подключаются
коммутатором на вход АЦП, который преобразует мгновенные значения напряжений в цифровые
отсчеты. Работой блоков управляет контроллер. Результаты накапливаются в запоминающем устрой-
стве контроллера, который после цифровой обработки определяет действующие значения первых
гармоник входных токов, разность фаз и, соответственно, разность тангенсов углов потерь объектов,
а также отношение действующих значений токов через объекты.
В описываемом устройстве исключение влияния напряжений между точками заземления дости-
гается за счет применения трансформаторов тока, обеспечивающих гальваническую развязку цепей
входных токов и измерителя. Однако трансформаторы токов имеют свои погрешности – амплитудные и
фазовые, которые непосредственно влияют на результаты измерения описываемым прибором. Согласно
действующему стандарту [4], измерительный трансформатор тока самого высокого класса точности 0,1
может иметь угловую погрешность от ±0,083° до ±0,25° (зависит от значения входного тока), что соот-
ветствует погрешности измерения тангенса угла потерь от ±0,15% до ±0,45%. Следует отметить также
наличие длительного процесса установления фазы выходного сигнала в трансформаторах тока. Исполь-
зование методов аддитивной коррекции позволяет снизить погрешность примерно до уровней ±0,03% …
±0,05%. Указанные значения погрешности не позволяют полноценно определить дефекты изоляции на
ранних стадиях развития и использовать в полной мере преимущества прибора «Вектор».
Для повышения точности измерения разработан измеритель, в котором гальваническая раз-
вязка цепей объектов контроля и измерителя осуществляется без трансформаторов тока. Функцио-
нальная схема устройства показана на рис. 2. Обозначения те же, что на рис. 1.
Измерительный
преобразователь каж-
дого входного тока
включает собственный
АЦП, он гальваничес-
ки связан с «землей»
соответствующего
объекта и отключен от
«земли» измерителя.
Это достигается путем
введения узлов гальва-
нической развязки на-
пряжений питания и
информационных сиг-
налов. К указанным
узлам предъявляется
требование обеспече-
ния минимальных па-
разитных токов между
развязываемыми цепями. Кроме того, узел развязки сигналов должен обладать достаточным быстро-
действием, чтобы обеспечить точную синхронизацию работы АЦП. Указанные требования могут
быть удовлетворены при использовании: трансформаторов питания с разнесенными обмотками; изо-
лирующих DC-DC преобразователей; быстродействующих оптоэлектронных преобразователей сиг-
налов. В частности, для обеспечения заданной погрешности измерения тангенса угла потерь запуск
Рис. 2
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 3 99
обоих АЦП должен осуществляться синхронно с разницей не более 100 нс. Такие параметры можно
обеспечить, если использовать, например, оптопары типа 6N137 производства фирмы «FAIRCHILD».
Выводы. Предложено устройство для измерения диэлектрических параметров высоковольт-
ной изоляции под рабочим напряжением, обеспечивающее высокую точность и чувствительность
измерения разностей тангенсов углов потерь и отношения емкостей контролируемых объектов. Мет-
рологические параметры прибора соответствуют параметрам серийно выпускаемого прибора «Век-
тор-2.0»: аддитивная составляющая погрешности измерения тангенса угла потерь не превышает
±0,01%, относительная погрешность измерения отношения емкостей не более 0,5%.
1. Беляев В.К., Борщев П.И., Ободовский В.Д., Канивецкий Ю.В., Бехтев Г.В., Богданов С.Г., Масенко
Д.А., Двойных В.П. Приборное обеспечение и опыт контроля изоляции конденсаторного типа под рабочим на-
пряжением // Электрические сети и системы. – 2012. – № 4. – С. 68–72.
2. Сахно А.А. Алгоритм измерения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции транс-
форматоров тока и вводов 330-750 кВ при непрерывном контроле, под рабочим напряжением // Електротехніка
і електромеханіка. – 2010. – № 2. – С. 54–56.
3. СОУ-Н ЕЕ 20.302:2007. Норми випробування електрообладнання. – Харків: ГРІФРЭ, 2009. – 278 с.
4. ДСТУ ІЕС 60044-1:2008. Трансформатори вимірювальні. Частина 1. Трансформатори струму. – К.:
Держспоживстандарт України. – 2010. – 42 с.
УДК 621.317.335
ПРЕЦИЗІЙНЕ ВИМІРЮВАННЯ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВИСОКОВОЛЬТНОЇ ІЗОЛЯЦІЇ
ПІД РОБОЧОЮ НАПРУГОЮ
П.І.Борщев1, канд.техн.наук, В.Д.Ободовский2
1 − Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна. E-mail:pavbor2010@yandex.ua
2 − ТОВ НВП “ОСТ”, вул. Воровського, 33-Д, Київ, 01054, Україна.
Описано вимірювач різниці тангенсів кутів діелектричних втрат та відношення ємностей високовольтної
ізоляції, що знаходиться під дією робочої напруги. Забезпечено придушення завад від напруг між точками за-
землення об’єктів та вимірювача за рахунок гальванічної розв’язки кіл живлення та управління вимірювальних
каналів. Виключено вимірювальні трансформатори струму, завдяки чому знижено похибку вимірювання тан-
генсу кута втрат. Бібл. 4, рис. 2.
Ключові слова: тангенс кута діелектричних втрат, електрична ємність, високовольтна ізоляція, вимірювання під
робочою напругою.
PRECISION MEASURING OF THE DIELECTRIC PARAMETERS OF THE HIGH VOLTAGE
INSULATION UNDER WORKING VOLTAGE
P.I.Borshchov1, V.D.Obodovsky2
1 − Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine. E-mail:pavbor2010@yandex.ua
2 − NVP “OST” Ltd., str.Vorovskoho, 33-D, Kyiv, 01054, Ukraine.
Device for measuring of difference of loss factors and capacitance ratio of the high-voltage insulations under operating
voltage is described. Influence of voltage between points grounding insulations and device is suppressed by electrical
isolation of power and control of the measuring channels. Excludes current transformers, whereby reduced error
measurement of loss factor. References 4, figures 2.
Key words: loss factor, capacitance, high voltage insulation, measurement under operating voltage.
1. Beliaev V.K., Borshchov P.I., Obodovskii V.D., Kanivetskii Yu.V., Bekhtev G.V., Bogdanov S.G., Masenko
D.A., Dvoinykh V.P. Instrumentation and monitoring experience of insulation condenser type under operating voltage //
Elektricheskie Seti i Sistemy. – 2012. – № 4. – Pр. 68–72. (Rus)
2. Sakhno A.А. Measuring algorithm of loss factor of basic insulation of current transformers and bushings 330-750 kV
in continuous monitoring under operating voltage // Elektrotekhnika і Elеktromekhanika. – 2010. – № 2. – Pр. 54–56. (Rus)
3. SOU-N ЕЕ 20.302:2007. Standards testing of electrical equipment. – Kharkiv: GRIFRE, 2009. – 278 p. (Ukr)
4. DSTU ІЕС 60044-1:2008. Measuring transformers. Part 1. Current transformers. – Кyiv: Derzhspozhyv-
standart Ukrainy. – 2010. – 42 p. (Ukr)
Надійшла 30.01.2014
|