4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
4.1. Параметры измеряемых напряжений и допускаемые погрешности
4.1.1. Параметры импульсных напряжений должны измеряться с допускаемой погрешностью, указанной ниже.
1) Значение напряжения полного и срезанного стандартного грозового импульса, если разряд возник на максимуме напряжения или за ним, с погрешностью не более 3 %.
2) Значение напряжения полного и срезанного коммутационного импульса с погрешностью не более 3 %.
3) Значение напряжения срезанного грозового импульса с предразрядным временем Tс ³ 2 мкс с погрешностью не более 3%.
4) Значение напряжения срезанного грозового импульса с предразрядным временем 0,5 мкс £ Tс £ 2 мкс с погрешностью не более 5 %.
5) Временные параметры грозовых и коммутационных импульсов с погрешностью не более 10%, если стандартами на конкретные виды электрооборудования не оговорено иное.
6) Амплитуда наложенных на импульс колебаний с погрешностью, обеспечивающей выполнение требований ГОСТ 1516.2.
4.2. Измерение напряжения
4.2.1. Измерение значения напряжения полных стандартных грозовых импульсов, а также коммутационных импульсов следует проводить одним из следующих методов:
1) измерительным прибором с делителем напряжения;
2) шаровым измерительным разрядником.
4.2.2. Измерение значения напряжения срезанных грозовых импульсов, а также измерение временных параметров импульсов следует проводить измерительным прибором с делителем напряжения.
4.3. Требования к измерительным системам и допускаемые погрешности
4.3.1. Требования по п. 4.1 считаются выполненными, если измерительная система удовлетворяет общим требованиям соответствующих пунктов разд. 1 и требованиям пп. 4.3.2-4.3.7.
4.3.2. Коэффициент деления делителя должен быть стабилен и определен с погрешностью не более 1 %.
4.3.3. Масштабный коэффициент измерительного прибора (включая аттенюаторы, усилители, соединительные и согласующие элементы) должен быть стабилен и определен с погрешностью не более 2 %.
4.3.4. Временная шкала осциллографа должна быть стабильна и определена с погрешностью не более 2 %.
4.3.5. Масштабный коэффициент прибора для измерения времени должен быть стабилен и определен с погрешностью не более 3%.
4.3.6. Входное сопротивление измерительного прибора должно быть таким, чтобы при подключении измерительного прибора к делителю емкостного типа изменение коэффициента деления не превышало 1 % к моменту времени, когда измеряемое импульсное напряжение достигает своего максимального значения. Изменение коэффициента деления не должно также превышать 5 % к моменту времени, когда измеряемое импульсное напряжение понизилось до половины максимального значения.
4.3.7. Требуемое значение времени реакции измерительной системы в зависимости от вида измеряемого импульсного напряжения приведено в табл. 1.
Таблица 1
Измеряемое импульсное напряжение | Требуемое значение времени реакции Т, мкс |
1. Полные грозовые импульсы 1,2/50 и импульсы, срезанные на максимуме или спаде | |T| £ 0,2 |
2. Импульсы с линейным фронтом, срезанные на фронте с предразрядным временем Tс | |Т| £ 0,05Tс и |T| £ 0,2 |
3. Грозовые импульсы с нелинейным фронтом, срезанные на фронте при напряжении Umax, и конечной скорости нарастания SL | |T| £ 0,05 |
4. Коммутационные импульсы с временем подъема Tп | |T| £ 0,03Tп |
Примечания:
1. Грозовой импульс с нелинейным фронтом условно заменяется несколькими отрезками прямых линий, воспроизводящими форму фронта импульса. Если при срезе последний отрезок прямой линии перекрывает не менее 10% фронта импульса, наклон SLэтой линии вместе с измеренным максимальным значением Umax используется для определения требований к времени реакции Т.
2. Определение Tс и Tп по ГОСТ 1516.2.
3. Время начального искажения To, определяемое по п. 3.7 приложения 4, не должно превышать 0,005Tс.
4. При измерении искажений, вызванных незавершенными разрядами во время коммутационных импульсов, время реакции измерительной системы должно быть меньше указанного в табл. 1.
5. Реакция на ступенчатый импульс должна достигнуть практически установившегося значения к моменту времени, при котором определяются параметры измеряемых импульсов напряжений.
4.4. Определение динамической погрешности, введение поправок
4.4.1. Динамическая погрешность может быть определена применением интеграла Дюамеля для заданной формы измеряемого напряжения на входе измерительной системы и ее реакции на ступенчатый импульс, полученной в соответствии с приложением 4.
4.4.2. Если при измерении срезанного на фронте грозового импульса измерительная система не удовлетворяет требованиям п. 4.3.7, а реакция на ступенчатый импульс к моменту среза успевает принять практически установившееся значение, допускается введение приближенной поправки для измеряемого испытательного напряжения
U = Uиз + SLТ, (1)
где U - измеряемое максимальное значение импульсного напряжения с учетом поправки, кВ;
Uиз - измеренное максимальное значение импульсного напряжения, кВ;
SL -скорость нарастания измеренного напряжения, которая для импульсов с нелинейным фронтом определяется в соответствии с п. 4.3.7, кВ/мкс.
Применение поправки допускается только в том случае, если она не превышает 20 % измеряемого напряжения. Погрешность определения поправки должна быть учтена при оценке погрешности измерения.
4.4.3. При определении искажений формы импульсного напряжения, вызванных наложенными колебаниями, не требуется введения поправок, если:
1) выполнены требования п. 4.3.7;
2) частичное время реакции Тa, определяемое по п. 3.4 приложения 4, не превышает значений, вычисляемых по формуле
, (2)
где Тa - частичное время реакции, мкс;
- максимальная частота колебаний схемы высокого напряжения, МГц;
с = 300 м/мкс - скорость распространения электромагнитных волн в воздухе;
Hg - высота используемой части импульсного генератора, м;
Hс - высота фронтового конденсатора, м.
3) измеряемая частота колебаний f не превышает значений, вычисляемых по формуле
, (3)
где f - частота колебаний, МГц;
Тa - частичное время реакции, мкс.
4.4.4, Если при измерении апериодического импульса с наложенными колебаниями измерительная система не отвечает требованиям п. 4.4.3, то оценка амплитуды колебания выполняется умножением измеренной амплитуды колебания на коэффициент a, который вычисляется по формуле
. (4)
Применение поправки допускается при a £ 5.
Примечание. Если реакция на ступенчатый импульс имеет значительные резонансные колебания, то a берется равным единице для частот ниже и в пределах диапазона резонансных частот. Для частот выше этого диапазона следует пользоваться формулой (4).
