Реферат: Мэк 60270

МЭК

60270


Издание третье

2000-12

МЕЖДУНАРОДНЫЙ

СТАНДАРТ





МЕТОДЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСПЫТАНИЙ 


ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ





Перевод с английского языка и редактирование Федоренко Т.А.

ведущий инженер по наладке и испытаниям ЦВИ



СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ПРЕДИСЛОВИЕ

6

Раздел




1 Область применения

8

2 Нормативные ссылки

9

3 Определения

9

4 Схемы испытаний и измерительные системы

15

4.1 Общие требования

15

4.2 Испытательные схемы для переменных напряжений

15

4.3 Системы для измерения кажущегося заряда

16

4.3.1 Общие сведения

16

4.3.2 Соединительное устройство

16

4.3.3 Ответный сигнал последовательности импульсов приборов

для измерения кажущегося заряда

16

4.3.4 Широкополосные приборы для измерения ЧР

17

4.3.5 Широкополосные приборы для измерения ЧР с активным

интегратором

18

4.3.6 Узкополосные приборы для измерения ЧР

18

4.4 Требования к измерениям ЧР цифровыми приборами

19

4.4.1 Требования к измерению кажущегося заряда q

19

4.4.2 Требования к измерению величины испытательного

напряжения и фазы

19

4.5 Системы для измерения производных количественных характеристик

19

4.5.1 Соединительное устройство

19

4.5.2 Приборы для измерения частоты следования импульсов n

20

4.5.3 Приборы для измерения среднего тока частичных зарядов I

20

4.5.4 Приборы для измерения мощности частичных разрядов Р

20

4.5.5 Приборы для измерения квадратичного параметра D

21

4.5.6 Приборы для измерения напряжения радиопомех

21

4.6 Приборы для обнаружения ЧР с ультра широкой полосой пропускания

21

5 Градуировка измерительной системы в полностью собранной испытательной

схеме

21

5.1 Общие положения

21

5.2 Процедура градуировки

22

6 Калибраторы

23

6.1 Общие положения

23

6.2 Калибраторы для градуировки измерительной системы в полностью

собранной испытательной схеме

23

6.3 Калибраторы для выполнения проверок измерительных систем

24

7 Поддержка характеристик калибраторов и измерительных систем

24

7.1 Перечень испытаний

25

Раздел

Стр.

7.2 Поддержка характеристик калибраторов

25

7.2.1 Типовые испытания калибраторов

25

7.2.2 Приемо-сдаточные испытания калибраторов

25

7.2.3 Эксплуатационные испытания калибраторов

25

7.2.4 Эксплуатационные проверки калибраторов

26

7.2.5 Записи при эксплуатации

26

7.3 Поддержка характеристик измерительных систем

27

7.3.1 Типовые испытания измерительных систем ЧР

27

7.3.2 Приемо-сдаточные испытания измерительных систем

27

7.3.3 Эксплуатационные испытания измерительных систем

28

7.3.4 Эксплуатационные проверки измерительных систем

28

7.3.5 Проверка дополнительных возможностей цифровых

измерительных систем

29

7.3.6 Записи при эксплуатации

29

8 Испытания

30

8.1 Общие требования

30

8.2 Подготовка испытываемого объекта

30

8.3 Выбор методики испытаний

30

8.3.1 Определение напряжений возникновения и погасания

частичных разрядов

31

8.3.2 Определение интенсивности частичных разрядов

при нормированном испытательном напряжении

31

9 Погрешности измерения и чувствительность

32

10 Помехи

32

Измерение частичных разрядов при испытаниях напряжением постоянного

тока

33

11.1 Общие положения

33

11.2 Количественные характеристики, относящиеся к частичным разрядам

34

11.3 Напряжения, относящиеся к частичным разрядам

34

11.4 Испытательные схемы и измерительные системы

34

11.5 Испытания

35

11.5.1 Выбор методики испытаний

35

11.5.2 Помехи

35

Приложение A (обязательное) Эксплуатационное испытание калибратора

41

Приложение B (справочное) Испытательные схемы

44

Приложение C (справочное) Измерение в кабелях, газоизолированных распределительных устройствах, силовых конденсаторах и при испытании объектов с обмотками

46

Приложение D (справочное) Применение измерителей радиопомех для обнаружения частичных разрядов

47

Приложение E (Справочное) Руководство по цифровому распознаванию измеренных величин частичных разрядов

49

Приложение F (справочное) Неэлектрические методы обнаружения ЧР

52

Приложение G (справочное) Помехи

53







Рисунок 1  Основные схемы измерения частичных разрядов

37

Рисунок 2  Схема для измерения на ответвлениях ввода

38

Рисунок 3  Схема для измерения на испытываемых объектах с

самовозбуждением

38

Рисунок 4  Соединения для градуировки полностью собранной

испытательной схемы

40

Рисунок 5  Правильное соотношение между амплитудой и частотой, чтобы

уменьшить интеграционные ошибки в широкополосной системе

40

Рисунок А.1  Градуировка импульсных калибраторов

43

Рисунок D.1  Изменение показаний измерителя радиопомех CISPR f(N) в

зависимости от частоты следования N для неизменных импульсов


48

Рисунок Е.1  Сигналы выходного напряжения Uout для двух различных

измерительных систем ЧР для кажущегося заряда (двойной

импульс)

51







Таблица 1  Ответный сигнал последовательности импульсов приборов

для измерения ЧР

17

Таблица 2  Испытания, требуемые для калибраторов

26

Таблица 3  Испытания, требуемые для измерительных систем

28



^ МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ

__________


МЕТОДЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСПЫТАНИЙ 


ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ


ПРЕДИСЛОВИЕ


МЭК (Международная Электротехническая Комиссия) - всемирная организация по стандартизации, включающая все национальные электротехнические комитеты (Национальные Комитеты МЭК). Цель МЭК - способствовать Международному сотрудничеству во всех вопросах относительно стандартизации в области электричества и электроники. В результате и в дополнение к другим видам деятельности, МЭК издает Международные стандарты. Их подготовка поручается Техническим Комитетам: любой Национальный Комитет МЭК, заинтересованный рассматриваемой темой, может участвовать в этих подготовительных работах. Международные, правительственные и неправительственные организации, поддерживая связь с МЭК, также участвуют в этой подготовке. МЭК близко сотрудничает с Международной Организацией по Стандартизации (ISO) в соответствии с положениями, установленными в соответствии с соглашением между двумя Организациями.

Официальные решения или соглашения МЭК по техническим вопросам, выражают с возможной точностью международную согласованную точку зрения по рассматриваемым вопросам после того, как каждый Технический Комитет имеет подтверждение от всех заинтересованных Национальных Комитетов.

Разработанные документы имеют форму рекомендаций для международного использования и изданы в виде стандартов, технических условий, технических докладов или руководства, и они принимаются Национальными Комитетами именно в таком виде.

В целях содействия международной унификации, Национальные Комитеты МЭК берут на себя обязательства применять Международные Стандарты МЭК, чтобы максимально возможно распространить в их национальные и региональные стандарты. Любые расхождения между Стандартом МЭК и соответствующим национальным или региональным стандартом должны быть четко указаны в последнем.

МЭК не обеспечивает процедуру маркировки, свидетельствующую об утверждении, и не может нести ответственность за любое оборудование, объявленное отвечающим требованиям одного из ее стандартов.

Привлекается внимание на возможность того, что некоторые из элементов этого Международного Стандарта могут быть предметом для патентования прав. МЭК не должна нести ответственность за идентификацию любого или всех таких прав патентования.


Международный Стандарт МЭК 60270 был подготовлен Техническим Комитетом МЭК 42: Методы высоковольтных испытаний.


Это пересмотренное и исправленное издание отменяет и заменяет второе издание, изданное в 1981 г.

Текст этого стандарта основан на следующих документах:


FDIS

Протокол утверждения

42/162/FDIS

42/165/RVD



Полная информация относительно голосования для утверждения этого стандарта может быть найдена в докладе по голосованию, указанном в вышеупомянутой таблице.


Эта публикация разработана в соответствии с Директивами ISO/IEC, Часть 3.


Приложение А составляет неотъемлемую часть данного стандарта.


Приложения B, C, D, E, F и G - только для информации.


Термины, используемые на протяжении данного стандарта, определены в разделе 3 и выделены жирным шрифтом.


Комитет решил, что содержание этой публикации останется неизменным до 2008. После этой даты, публикация будет

переутверждена;

изъята;

заменена пересмотренным изданием, или

будут внесены поправки.



^ МЕТОДЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСПЫТАНИЙ 


ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ


1 Область применения


Данный Международный Стандарт распространяется на измерения частичных разрядов, которые встречаются в электрических аппаратах, компонентах или системах при испытаниях переменным напряжением до 400 Гц или постоянным напряжением.


Данный стандарт


определяет используемые термины;

определяет величины, которые нужно измерить;

описывает испытательные и измерительные схемы, которые могут использоваться;

определяет аналоговые и цифровые методы измерения, требуемые для общего применения;

определяет методы градуировки и требования к приборам, используемым для градуировки;

дает руководство по методикам испытаний;

дает некоторую помощь в отношении отделения частичных разрядов от внешних помех.


Положения настоящего стандарта должны использоваться при составлении проекта технических данных в отношении измерения частичных разрядов для конкретных мощных аппаратов. Он имеет дело с электрическими измерениями импульсных (кратковременных) частичных разрядов, также даются рекомендации для неэлектрических методов, используемых, прежде всего, для обнаружения частичных разрядов (смотри приложение F).


Оценке поведения конкретных мощных аппаратов может способствовать цифровая обработка данных по частичным разрядам (см. приложение E) и также неэлектрические методы, которые, прежде всего, используются для обнаружения частичных разрядов (смотри приложение F).


Настоящий стандарт, прежде всего, распространяется на электрические измерения частичных разрядов, выполненные во время испытаний переменным напряжением, но определенные проблемы, которые возникают при выполнении испытаний постоянным напряжением рассматриваются в разделе 11.


Терминология, определения, основные схемы испытаний и методики часто также применяются к испытаниям другими частотами, но могут потребоваться специальные методики испытаний и характеристики измерительной системы, которые не рассматриваются в данном стандарте.


В примечании А даны нормативные требования для проведения испытаний калибраторов.


^ 2 Нормативные ссылки


Следующие нормативные документы содержат положения, на которые даются ссылки в этом тексте, составляют обеспечение данного Международного Стандарта. Для датированных ссылок, последующие изменения или пересмотр любой из этих публикаций не применяются. Однако, участники соглашений, основавшие данный Международный Стандарт, поощряются исследовать возможность применения самых современных изданий нормативных документов, указанных ниже. Для недатированных ссылок, применяется самое последнее издание упоминаемого нормативного документа. Члены МЭК и МЕЖДУНАРОДНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ (ISO) сохраняют регистраторы имеющие силу Международных Стандартов.


МЭК 60060-1, ^ Техника испытаний высоким напряжением  часть 1: Общие определения и требования к испытаниям.


МЭК 60060-2, Техника испытаний высоким напряжением  часть 2: Измерительные системы


^ CISPR 16-1: 1993, Спецификация радиопомех и защищенность измерительных приборов и методики  часть 1: Радиопомехи и защищенность измерительных приборов


3 Определения


В данном Международном Стандарте применяются следующие определения.


^ 3.1 частичные разряды (ЧР)

локализованный электрический разряд, частично шунтирующий изоляцию между проводниками и, который может возникать как в прилегающих, так и в не прилегающих к проводнику объемах изоляции.


^ ПРИМЕЧАНИЕ 1  Частичные разряды являются в основном следствием местных электрических концентраций перенапряжений в изоляции или на поверхности изоляции. Обычно, такие разряды появляются как импульсы продолжительностью намного меньше, чем 1 мкс. Однако могут встречаться более длительные формы, такие как так называемые безимпульсные разряды в газообразных диэлектриках. Этот вид разрядов обычно не обнаруживается методами измерения, описанными в настоящем Стандарте.


ПРИМЕЧАНИЕ 2  "Корона" - это разновидность частичных разрядов, которая встречается в газообразной среде вокруг проводников, отдаленных от твердой или жидкостной изоляции. Термин "корона" не должен использоваться как общий термин для всех форм ЧР.


^ ПРИМЕЧАНИЕ 3  Частичные разряды часто сопровождается выделением звука, света, высокой температуры и химических реакций. Дальнейшую информацию, смотри в приложении F.


^ 3.2

импульс частичного разряда (импульс ЧР)

импульс тока или напряжения, который появляется в результате частичных разрядов, возникающих внутри испытываемого объекта. Импульс измеряется с целью испытания, используя подходящие схемы обнаружения, которые вставлены в схему испытаний.


^ ПРИМЕЧАНИЕ  Частичный разряд, который возникает в испытываемом объекте, производит импульс тока. Детектор, в соответствии с положениями данного стандарта, производит сигнал тока или напряжения на его выходе, пропорциональный заряду импульса тока на его входе.

^ 3.3

количественные характеристики, относящиеся к импульсам частичных разрядов


^ 3.3.1

кажущийся заряд q

импульса ЧР - это заряд, при введении которого в течение очень короткого промежутка времени между выводами испытываемого объекта в установленной испытательной схеме, дал бы то же самое показание (отсчет) на измерительном приборе, как и импульс тока ЧР непосредственно. Кажущийся заряд обычно выражается в пикокулонах (пКл).


^ ПРИМЕЧАНИЕ  Кажущийся заряд количественно не равен заряду, который протекает в области разряда и не может быть измерен непосредственно.


3.3.2

частота следования импульсов n

отношение общего числа импульсов ЧР, зарегистрированных в выбранном интервале времени к продолжительности этого интервала времени.


ПРИМЕЧАНИЕ  Практически, учитываются только импульсы превышающее нормированную величину или находящиеся в нормированном диапазоне величин.


3.3.3

частота повторения импульсов N

число импульсов частичных разрядов за секунду, в случае равноудаленных импульсов


^ ПРИМЕЧАНИЕ  Частота повторения импульсов N связана с местоположением при градуировке.


3.3.4

фазный угол i и время ti распространения импульса ЧР


i = 360 (ti/T)


где ti - время, измеряемое между предшествующим положительным переходом испытательного напряжения через нуль и импульсом частичных разрядов и T - период испытательного напряжения

Фазный угол выражается в градусах ().


^ 3.3.5

средний ток частичных разрядов I

производная величина, являющаяся суммой абсолютных значений отдельных кажущихся зарядов qi, взятая за выбранный контрольный интервал времени Tref, деленная на этот интервал времени:





Средний ток частичных разрядов I обычно выражается в кулонах за секунду (Кл/сек) или в амперах (A).


3.3.6

мощность частичных разрядов Р

производная величина, которая является средней мощностью импульса, подводимая к выводам испытываемого объекта, соответствующая значениям кажущего заряда qi на протяжении выбранного контрольного интервала времени Tref:





где U1, U2 ... Ui - мгновенные значения испытательного напряжения в моменты распространения ti, отдельных значений кажущихся зарядов qi. Должны наблюдаться признаки отдельных величин.

^ Мощность частичных разрядов обычно выражается в ваттах (Вт).


3.3.7

квадратичный параметр D

производная величина, которая является суммой квадратов отдельных значений кажущихся зарядов qi в течение выбранного контрольного интервала времени Tref, деленная на этот интервал времени:





Квадратичный параметр D обычно выражается в (кулонах)2 за секунду (Кл2/сек).


3.3.8

измеритель радиопомех

квазипиковый измеряющий приемник для полосы частот B в соответствии с положениями CISPR 16-1:1993


ПРИМЕЧАНИЕ  Этот тип прибора ранее назывался измеритель радиопомех (или радио воздействий).


^ 3.3.9

напряжение радиопомех URDV

Производная величина, которая является показанием измерителя радиопомех при использовании для индикации кажущегося заряда q частичных разрядов. Дальнейшую информацию смотри в 4.5.6 и в приложении D.

Напряжение радиопомех URDV обычно выражается в микровольтах (мкВ).


3.4

наибольшая неоднократно встречающаяся величина ЧР

Наибольшая величина, зарегистрированная измерительной системой, которая имеет ответный сигнал последовательности импульсов как указано в 4.3.3

Понятие наибольшая неоднократно встречающаяся величина ЧР не применимо к испытаниям постоянным напряжением.


3.5

нормируемая величина частичного разряда

наибольшее значение любой количественной характеристики, относящейся к импульсам ЧР, допустимое в испытываемом объекте при нормированном напряжении, поддерживаемых нормированных условиях и методики испытаний. Для испытаний переменным напряжением нормированная величина кажущегося заряда q является наибольшей неоднократно встречающейся величиной ЧР


ПРИМЕЧАНИЕ  Величина любой количественной характеристики импульса ЧР может изменяться стохастически в последовательных циклах и также показывать общее увеличение или уменьшение со временем приложения напряжения. Следовательно, нормированное значение ЧР, методика испытаний, а также схема испытаний и оборудование должны быть соответственно определены соответствующими Техническими Комитетами.


^ 3.6

фоновый шум

сигналы, обнаруженные во время испытания ЧР, которые не происходят в испытываемом объекте

ПРИМЕЧАНИЕ  Фоновый шум может состоять или из белого шума в системе измерения, транслирования радиопередач или других непрерывных или импульсных сигналов. Для дальнейшей информации, смотри приложение G.


^ 3.7

прикладываемые испытательные напряжения, относящиеся к количественным характеристикам импульса частичных разрядов

Как определено в МЭК 60060-1. Следующие уровни напряжений представляют особый интерес


3.7.1

напряжение возникновения частичных разрядов Ui

прикладываемое напряжение, при котором в испытываемом объекте впервые наблюдаются повторяющиеся частичные разряды, в случае, когда напряжение, прикладываемое к объекту, постепенно увеличивается от более низкого значения, при котором частичные разряды не наблюдаются.

Практически, напряжение возникновения частичных разрядов Ui - самое низкое прикладываемое напряжение, при котором значение количественной характеристики импульса ЧР становится равным или превышает нормируемый нижний уровень.

ПРИМЕЧАНИЕ  Для испытаний постоянным напряжением, определение Ui требует специального рассмотрения. Смотри раздел 11.


3.7.2

напряжение погасания частичных разрядов Ue

прикладываемое напряжение, при котором в испытываемом объекте повторяющиеся частичные разряды прекращают появляться, в случае, когда напряжение, прикладываемое к объекту, постепенно уменьшается от более высокого значения, при котором количественные характеристики импульса ЧР наблюдаются.

Практически, напряжение погасания Ue самое низкое прикладываемое напряжение, при котором значение выбранной количественной характеристики импульса ЧР становится равным или меньше нормируемого нижнего уровня.

ПРИМЕЧАНИЕ  Для испытаний постоянным напряжением, определение Uе требует специального рассмотрения. Смотри раздел 11.


3.7.3

испытательное напряжение частичных разрядов

нормированное напряжение, прикладываемое в соответствии с заданной методикой испытания на частичные разряды, в течение которого испытываемый объект не должен показывать ЧР, превышающие нормированное значение частичных разрядов


^ 3.8

система измерения частичных разрядов

система, состоящая из соединительного устройства, передающей системы и измерительного прибора


3.9

характеристики измерительной системы

следующие определения, относятся к измерительным системам, которые определены в 4.3


3.9.1

проходное полное сопротивление Z (f)

отношение амплитуды выходного напряжения к постоянной амплитуде входного тока, как функция частоты f, когда вход синусоидален


3.9.2

нижний и верхний предел частот f1 и f2

частоты, при которых проходное полное сопротивление Z (f) падает на 6 дБ от максимального значения полосы пропускания


3.9.3

средняя частота fm и полоса пропускания f

Для всех видов измерительных систем, средняя частота определяется:





и полоса пропускания определяется:





3.9.4

ошибка наложения

вызывается наложением кратковременных выходных импульсов ответных сигналов, когда временной интервал между импульсами входного тока меньше, чем продолжительность отдельного выходного импульса ответного сигнала. Ошибки наложения могут быть добавляемые или вычитаемые, в зависимости от частоты следования входных импульсов. В практических цепях, будут встречаться оба типа, благодаря случайной природе частоты следования импульсов. Однако, так как измерения основываются на наибольшей неоднократно встречающейся величине ЧР, обычно будут измерены только добавочные ошибки наложения.

^ ПРИМЕЧАНИЕ  Ошибки наложения могут достигать уровней до 100 % или больше в зависимости от частоты следования импульсов и характеристик измерительной системы.


^ 3.9.5

время разрешения импульса Tr

самый короткий временной интервал между двумя последовательными входными импульсами очень короткой длительности, той же самой формы, полярности и величины заряда, при котором максимальное значение результирующего ответного сигнала будет изменено не более чем на 10 % этого значения для отдельного импульса


^ Время разрешения импульса, в основном, обратно пропорционально ширине полосы пропускания f измерительной системы. Это показатель способности измерительной системы разделять следующие один за другим результаты ЧР.

ПРИМЕЧАНИЕ  Рекомендуется, чтобы время разрешения импульса измерялось для полной испытательной схемы, также как и для измерительной системы, так как ошибки наложения могут быть вызваны испытываемым объектом, например отражения от концов кабеля. Соответствующие Технические Комитеты должны определить методику трактовки ошибок наложения и, особенно, допустимые отклонения, включая их признаки.


3.9.6

ошибка интеграции

ошибка при измерении кажущегося заряда, которая встречается, когда предел наибольшей частоты амплитудного спектра импульса тока ЧР ниже, чем

верхняя критическая частота широкополосной измерительной системы; или

средняя частота полосы узкополосной измерительной системы.

Смотри рисунок 5.


ПРИМЕЧАНИЕ  Если требуется, для приборов специального типа соответствующие Технические Комитеты требуют определять более ограничительные значения для f1 и f2, чтобы минимизировать ошибку интеграции.


^ 3.10

цифровые приборы для измерения частичных разрядов

рассматриваемые в данном стандарте, в основном, основаны на аналоговых измерительных системах или на приборах для измерения кажущегося заряда q, сопровождаемые системой сбора и обработки данных. Часть цифрового прибора для измерения ЧР для сбора данных используется, чтобы обрабатывать аналоговые сигналы для дальнейшей оценки, хранить соответствующие измеренные величины и показывать результаты испытаний. Смотри также приложение E.


^ ПРИМЕЧАНИЕ  Цифровой прибор для измерения ЧР может также быть основан на соединительном устройстве и системе сбора данных без устройства предварительной обработки данных аналогового сигнала. Данный стандарт не обеспечивает конкретной информацией соответствующей этому типу прибора.


3.11

масштабный коэффициент k

коэффициент, на который должно быть умножено значение показания прибора, чтобы получить значение входной количественной величины (МЭК 60060-2:1994, 3.5.1)


4 Схемы испытаний и измерительные системы


^ 4.1 Общие требования


В данном разделе описываются основные схемы испытаний и измерительные системы количественных характеристик частичных разрядов, и дается информация относительно принципа действия этих схем и систем.

Схема испытания и измерительная система должны быть градуированы, как указано в разделе 5, и должны соответствовать требованиям, указанным в разделе 7. Технический Комитет может также рекомендовать особые схемы испытаний, которые нужно использовать для отдельных испытываемых объектов. Техническими Комитетами рекомендуется использовать кажущийся заряд, как количественную характеристику, которую нужно измерять везде, где возможно, но могут использоваться и другие количественные характеристики в отдельных определенных ситуациях.


Если не указано иначе соответствующим Техническим Комитетом, допустимы любые из испытательных схем, упомянутых в 4.2, и любая из измерительных систем, указанных в 4.3. В каждом случае должны быть зарегистрированы наиболее важные характеристики измерительной системы, которые применяются (f1, f2, Tr, смотри 3.9.2 и 3.9.5).


Для испытаний постоянным напряжением смотри раздел 11.


^ 4.2 Испытательные схемы для переменных напряжений


Большинство схем, используемых для измерения частичных разрядов, могут быть получены из одной или другой основных схем, которые показаны на рисунках 1a 1d. Некоторые варианты этих схем показаны на рисунках 2 и 3. Каждая из этих схем состоит, в основном, из

испытываемого объекта, который обычно можно рассматривать как конденсатор Сa (смотри приложение C);

соединительного конденсатора Сk, который должен иметь конструкцию с низкой индуктивностью, или второго испытываемого объекта Сa1, который должен быть аналогичен испытываемому объекту Сa. Сk или Сa1 должны показывать достаточно низкий уровень частичных разрядов при нормированном испытательном напряжении, чтобы допускать измерение нормируемой величины частичных разрядов. Более высокий уровень частичных разрядов можно допускать, если измерительная система способна различать разряды в испытываемом объекте и соединительном конденсаторе и измерять их отдельно;

измерительной системы со входным полным сопротивлением (и иногда, для сбалансированной схемы устраивают, второе входное полное сопротивление);

источника высокого напряжения с достаточно низким уровнем фонового шума (смотри также разделы 9 и 10), чтобы сделать возможным измерение нормируемой величины частичных разрядов при нормированном испытательном напряжении;

высоковольтных соединений, с достаточно низким уровнем фонового шума (смотри также разделы 9 и 10), чтобы сделать возможным измерение нормируемой величины частичных разрядов при нормированном испытательном напряжении;

полного сопротивления или фильтра, которые могут применяться при высоком напряжении, чтобы уменьшить фоновый шум от источника питания.

ПРИМЕЧАНИЕ  Для каждой из основных испытательных схем ЧР, показанных на рисунках 1 и 3 соединительное устройство измерительной системы может также размещаться на стороне вывода высокого напряжения таким образом, что расположение соединительного устройства с Сa или Сk обмениваются, затем оптические соединения используются для подсоединения соединительного устройства с прибором, как показано на рисунке 1a.


Дополнительные информационные и конкретные характеристики различных испытательных схем рассматриваются в приложениях B и G.


^ 4.3 Системы для измерения кажущегося заряда


4.3.1 Общие сведения


Системы для измерения частичных разрядов могут быть разделены на подсистемы: соединительное устройство, передающая система (например, соединительный кабель или оптическая связь) и измерительный прибор. В основном, передающая система не влияет на характеристики схемы и, поэтому не будет учитываться.


^ 4.3.2 Соединительное устройство


Соединительное устройство является неотъемлемой частью измерительной системы и испытательной схемы с компонентами, специально разработанными, чтобы достигнуть оптимальной чувствительности в определенной испытательной схеме. Таким образом, могут использоваться различные соединительные устройства вместе с единственным измерительным прибором.


Соединительное устройство - это обычно активная или пассивная схема с 4-мя выводами (четырехполюсник), которая преобразует входные токи в сигналы выходного напряжения. Эти сигналы передаются к измерительному прибору передающей системой. Частотная характеристика соединительного устройства, определяемая выходным напряжением от входного тока, обычно выбирается, по крайней мере, для эффективного подавления влияния на прибор частоты испытательного напряжения и гармоник.


ПРИМЕЧАНИЕ 1  Хотя частотная характеристика отдельного соединительного устройства не имеет общего влияния, амплитудная и частотная характеристики входного полного сопротивления имеют значение, поскольку это сопротивление взаимодействует с Сk и Сa и, таким образом, является необходимой частью испытательной схемы.


ПРИМЕЧАНИЕ 2  Соединительные проводники между соединительным устройством и испытываемым объектом должны поддерживаться короткими, насколько это осуществимо, чтобы минимизировать влияние на обнаружение полосы пропускания.


^ 4.3.3 Ответный сигнал последовательности импульсов приборов для измерения кажущегося заряда


Если обеспечиваемая амплитуда частотного спектра входных импульсов постоянна, по крайней мере, внутри полосы пропускания f измерительной системы (смотри рисунок 5), ответным сигналом прибора является импульс напряжения с максимальным значением, пропорциональным заряду (однополярному) входного импульса. Форма, длительность и максимальное значение этого выходного импульса определяется проходным полным сопротивлением Z(f) измерительной системы. Таким образом, форма и длительность выходного импульса может полностью отличаться от того же входного сигнала.


Показ отдельных импульсов выходного напряжения на экране осциллографа может помочь в определении начала частичных разрядов и в распознавании их от помех (смотри раздел 10). Импульсы напряжения должны быть показаны или на линейной развертке, которая запускается испытательным напряжением, или на синусоидальной развертке, синхронизированной с частотой испытательного напряжения, или на эллиптической развертке, которая чередуется синхронно с частотой испытательного напряжения.


В дополнение, особенно рекомендуется использовать регистрирующий прибор или самописец, чтобы определять количество наибольшей неоднократно встречающейся величины ЧР. Показания таких приборов, если они используются при испытании переменным напряжением, должны быть основаны на аналоговой амплитудной схеме обнаружения или цифровом амплитудном обнаружении с программным обеспечением, с очень короткой постоянной времени электрического заряда и постоянной времени электрического разряда не более чем 0,44 сек. Независимо от типа дисплея, используемого в таких приборах, применяются следующие требования:

Ответный сигнал системы на последовательность импульсов, состоящую, в равной степени, из больших равноудаленных импульсов q0 с известной частотой повторения импульсов N, будет таким, что отсчет прибора R показывает величины, как дано в приведенной ниже таблице. Диапазон и усиление прибора допускается отрегулировать так, чтобы производить полномасштабный отсчет или 100 % для N = 100. Калибратор, используемый, чтобы вырабатывать импульсы, должен соответствовать требованиям раздела 5.


Таблица 1  Ответный сигнал последовательности импульсов приборов для измерения ЧР


N (1/сек)

1

2

5

10

50

100

Rmin (%)

35

55

76

85

94

95

Rmax (%)

45

65

86

95

104

105


ПРИМЕЧАНИЕ 1  Эта характеристика необходима, чтобы установить совместимость показаний, полученных на приборах различного типа. Требование должно быть выполнено на всех диапазонах. Для приборов, уже находящихся в использовании во время выпуска данного Стандарта, выполнять эти требования не требуется; однако, нужно давать реальные значения для R(N).


ПРИМЕЧАНИЕ 2  Измеряемая количественная характеристика может быть показана, например, на стрелочных приборах, цифровых дисплеях или осциллографах.


ПРИМЕЧАНИЕ 3  Нормированный ответный сигнал может быть получен или аналоговой или цифровой обработкой сигнала.


ПРИМЕЧАНИЕ 4  Ответный сигнал последовательности импульсов, определенный в этом подразделе не соответствует испытаниям постоянным напряжением.


ПРИМЕЧАНИЕ 5  Соответствующий Технический Комитет может определять различные ответные сигналы, адаптируемые к определенной аппаратуре.


^ 4.3.4 Широкополосные приборы для измерения ЧР


В комбинации с соединительным устройством этот тип прибора составляет широкополосную измерительную систему ЧР, которая характеризуется проходным полным сопротивлением Z(f), имеющим фиксированные значения нижнего и верхнего пределов частот f1 и f2, и соответствующее затухание ниже f1и свыше f2. Рекомендованы значения для f1, f2 и f:


30 кГц  f1  100 кГц;

f2  500 кГц;

100 кГц  f  400 кГц.

ПРИМЕЧАНИЕ  Комбинации различных соединительных устройств с измерительным прибором могут изменять проходное полное сопротивление. Общий ответный сигнал должен, однако, всегда удовлетворять рекомендуемым значениям.


Ответный сигнал этих приборов на (не колебательные) импульсы тока частичных разрядов является, в основном, хорошо затухающим колебанием. И кажущийся заряд q, и полярность импульсов тока ЧР могут быть определены по этому ответному сигналу. Время разрешения импульса Tr маленькое и обычно составляет от 5 сек до 20 сек.


^ 4.3.5 Широкополосные приборы для измерения ЧР с активным интегратором


Эт