- ОБЩИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ.
ПРОИЗВОДИМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Измерения электрических величин
Методы и точность измерений, типы приборов. Качество оценки состояния электрооборудования, правильность заключения о пригодности его к эксплуатации и надежность его работы зависят от правильности выбора метода измерения и измерительных приборов с учетом условии производства и необходимой точности измерения.
Измерения чаще всего производят методом непосредственной оценки по предварительно отградуированному прибору (тока, напряжения, мощности и т. п.). Но достаточно широко используется и измерение методом сравнения (сопротивлений — с помощью мостов, напряжения и ЭДС — с помощью потенциометров). Последний метод является наиболее точным. Оба метода относятся к способу прямого измерения.
Иногда применяется метод косвенного измерения, при котором интересующая нас величина определяется расчетным путем по предварительно измеренным прямым способом вспомогательным величинам (мощность по показаниям амперметра и вольтметра, тангенс угла диэлектрических потерь по показаниям ваттметра, вольтметра и амперметра и т. п.).
ГОСТ предусматривает следующие классы точности электроизмерительных приборов — 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; для шунтов и добавочных резисторов к приборам— 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0. Практически при оценке состояния оборудования используются приборы класса точности 0,5—2,5, для проверки приборов — 0,02—0,2.
По принципу действия приборы подразделяются на электромагнитные (обозначение на шкале — Э), магнитоэлектрические (М), электродинамические (Д), ферродинамические, индукционные, магнитоиндукцнонные, электростатические, вибрационные, тепловые, биметаллические, выпрямительные, термоэлектрические (Т), электронные (Ф), поляризованные. На шкале прибора изображаются условные обозначения, классифицирующие погрешность и условия измерения [2], На рис. 25 в качестве примера изображен внешний вид амперметра с нанесенными на нем условными обозначениями.
Рис. 25. Шкала электроизмерительного прибора
Измерение тока и напряжения. Для измерения тока и напряжения в цепях постоянного тока в большинстве случаев используются амперметры и вольтметры магнитоэлектрической системы, обладающие высокой точностью, чувствительностью и перегрузочной способностью. В отдельных случаях применяются и приборы электромагнитной системы. Для измерения тока и напряжения в цепях переменного тока промышленной частоты используются амперметры и вольтметры электромагнитной, выпрямительной, электронной, электродинамической и термоэлектрической систем. Приборы электромагнитной системы прочны, недороги и обладают достаточной точностью. Приборы выпрямительной системы не обладают высокой точностью, но большими их достоинствами являются многопредельность и возможность измерений как на переменном, так и на постоянном напряжении. Приборы электронной системы обладают большим внутренним сопротивлением и потому используются при высокочастотных измерениях. Приборы термоэлектрической системы применяются также при высокочастотных измерениях, но им свойственны низкая чувствительность и низкая перегрузочная способность, поэтому в практике наладочных работ их применение ограничено. Приборы электродинамической системы широко применяются наряду с электромагнитными приборами. Для измерений напряжения при испытаниях повышенным напряжением используются приборы электростатической системы. Технические данные перечисленных при боров приводятся в [2].
При выборе прибора для того или иного измерения учитывается следующее. Для измерений, не требующих большой точности (например, при измерении токов и напряжения срабатывания реле постоянного тока, электромагнитов приводов коммутационной аппаратуры, при измерениях для оценки состояния оборудования, кроме генераторов, компенсаторов, мощных силовых трансформаторов), могут использоваться приборы класса точности 1,0—1,5, а в некоторых случаях даже и класса 2,5. Для измерения при проверках синхронных генераторов, компенсаторов и мощных силовых трансформаторов используются, как правило, приборы класса 0,2—0,5. Для измерений при настройках релейных защит используются чаще всего приборы класса 0,5. Для измерений, производимых на маломощных устройствах (используемых обычно в цепях вторичных, например промежуточных трансформаторах, фильтрах земляных и дифференциальных защит и т. п.), внутреннее сопротивление вольтметров должно быть не менее 1000—2000 Ом/В, а внутреннее сопротивление миллиамперметров — не более 0,2—0,5 Ом. Для высокочастотных измерений применяются приборы с внутренним сопротивлением не менее 50—10 000 Ом/В.
Очень широкое применение нашли в настоящее время многопредельные универсальные приборы. Они удобны своей универсальностью и имеют достаточно большое внутреннее сопротивление при измерениях напряжения. Однако, как правило, точность их невелика и сильно зависит от формы кривой тока или напряжения.
При измерениях напряжения или тока несинусоидальной формы не пользуются приборами выпрямительной системы. При измерениях параметров релейной аппаратуры рекомендуется применять приборы тех же систем, что и сами реле. При использовании приборов выпрямительной системы должна учитываться их значительная температурная погрешность. При низких температурах (ниже 0°С) такими приборами пользоваться вообще не рекомендуется. При измерениях в условиях электромагнитных влияний пользуются астатическими приборами, но и их следует располагать при измерениях так, чтобы влияния эти были минимальными.
При одновременном измерении тока и напряжения в зависимости от внутреннего сопротивления приборов выбирается место установки их в схеме. Если внутреннее сопротивление вольтметра соизмеримо с сопротивлением проверяемого аппарата» то амперметр нельзя устанавливать до вольтметра, чтобы проходящий через него ток не вошел в измерение, но в этом случае должно быть достаточно низким внутреннее сопротивление амперметра, чтобы падение напряжения на нем не повлияло на результат измерения напряжения. При измерении тока или напряжения, значение которого превышает пределы измерения прибора, пользуются в первом случае измерительными трансформаторами тока (переменный ток) или наружными шунтами (постоянный ток), а во втором — измерительными трансформаторами напряжения (переменное напряжение) или добавочными резистора ми (постоянное и переменное напряжения). При использовании трансформаторов тока или напряжения измеренные значения тока или напряжения определяются с учетом коэффициентов их трансформации, т. е.
где К1 и Ки — коэффициенты трансформации трансформаторов соответственно тока и напряжения.
При использовании шунта измеренное значение тока определяется по показанию милливольтметра Unрис по формуле
где Um.«ом — падение напряжения на шунте при номинальном токе шунта.
Основные технические данные шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения приводятся в [2].
Измерение мощности. Для измерения мощности в цепях переменного тока применяются приборы электродинамической и ферродинамической систем классов точности 0,2—0,5 и индукционной системы классов точности 1,5—2,5. Включение их в схему производится с соблюдением полярности обмоток. При использовании электродинамических ваттметров следует учитывать сильную зависимость их показаний от cos ф нагрузки. Показания могут быть истинными лишь при cos ф, близком к номинальному для прибора, в противном случае появляются значительные погрешности. При низких cosф пользуются специальными малокосинусными ваттметрами, дающими правильные показания при cos ф = 0,1-0,3. Мощность в цепях постоянного тока при неизменных напряжениях и токе можно определить при измерениях амперметром и вольтметром магнитоэлектрической системы тока и напряжения по формуле
P = UI.
Наиболее широко при измерении мощности в цепях постоянного тока пользуются электродинамическими или магнитоэлектрическими ваттметрами.
Для расширения пределов измерения ваттметров применяются шунты или трансформаторы тока в цепи токовых обмоток и добавочные резисторы или трансформаторы напряжения в цепях напряжения.
Основные технические данные наиболее часто применяемых при оценке состояния электрооборудования однофазных ваттметров и схемы измерения с их помощью приводятся в [2].
Измерение коэффициента мощности, фазы, частоты и определение чередования фаз в электроустановках. Непосредственно коэффициент мощности измеряют фазометром электродинамической (Д578, Д5000), ферродинамической (Д120) или электромагнитной (Э120, Э500) систем. Технические данные приборов приводятся в [2].
Прибор ВАФ-85М. Наиболее универсальным прибором для измерения фазы, чередования фаз, абсолютных значений тока (до 10 А), напряжения промышленной частоты (до 250 В) и токов небаланса в устройствах релейных защит (до 250 мА) является детекторный прибор ВЛФ-85М. Прибор многопредельный с большим внутренним сопротивлением на всех пределах измерения напряжения (2500 Ом/В) и малым на малых пределах измерения, что имеет значение особенно при проверках и настройках устройств релейных защит. Внешний вид прибора представлен на рис. 26. Прибор имеет токосъемную приставку, позволяющую производить измерения в цепях тока без их разрыва и без специальных испытательных зажимов.
Рис. 26 Внешний вид прибора ВЛФ-85М:
1 — лимб фазорегулятора; 2 — подвижная планка; 3 — контактные зажимы; 4 — прибор, 5 — переключатель пределов; 6 — переключатель «фаза—величина»; 7— переключатель U—/; 8 — прижимной винт.
Технические данные прибора и порядок производства измерении приводятся в заводских инструкциях, прилагающихся к прибору.
Универсальный фазоуказатель типа Э-500 предназначен для определения коэффициента мощности, фазового угла между векторами тока и напряжения (Э-500/1) или между векторами напряжения (Э-500/2). Внутреннее сопротивление приборов: Э-500/1—0,4 Ом на фазу и Э-500/2— 1300 Ом на фазу. Погрешность приборов не более ±5%* Пример включения прибора при измерении показан на рис. 27.
Измерение частоты производится при проверках и настройке реле частоты (в пределах 45—55 Гц) и высокочастотной аппаратуры каналов связи, устройств телемеханики и системной автоматики. Технические данные приборов, используемых при измерениях, приведены В [21.
