По дисциплине «Эксплуатация измерительной техники»

Контрольная работа

 

Выполнил студент

Коновалов Дмитрий Валерьевич

Группа 511-ЭС (заочное отделение)

Специальность: 140206.51 «Электрические станции, сети и системы»

Принял преподаватель: Смирнов Станислав Иванович

 

 

Петрозаводск

2015 г.

1.Каковы основные элементы конструкции измерительного механизма (ИМ) электромагнитной системы. Принцип работы ИМ. Записать формулы, оп­ределяющие выражение энергии, вращающего и противодействующего момен­тов, угла отклонения подвижной части. Достоинства и недостатки ИМ данной системы, область применения. Ответ поясните рисунком ИМ.

Приборы электромагнитной системы основаны на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным ферромагнитным сердечником. Узел для создания вращающего момента (рисунок 1) состоит из катушки, по которой протекает измеряемый ток, и сердечника, закрепленного на оси указателя.
1, 4 - неподвижные катушки; 2 - ферромагнитный подвижной сердечник;
3 - ось.

Рисунок 1 - Электромагнитный прибор:
а - вид общий с плоской катушкой; б - вид общий с круглой катушкой.

Принцип действия электромагнитного измерительного механизма основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого током, проходящим через рамку, и железного сердечника, помещенного в это поле.

Энергия магнитного поля катушки W с индуктивностью L равна: W=I²L/2.

Индуктивность зависит от положения сердечника в катушке; величина тока от этого не зависит, а определяется параметрами цепи. Вращающий момент

М =

Если dL/dt=const, то шкала квадратична, вначале шкала чрезмерно сжата, а затем сильно расширена. Выравнивание шкалы достигается за счет dL/dt, для чего сердечнику придают специальную форму и вблизи него помещают ферромагнитные пластинки, при помощи которых осуществляется регулирование. Если мы примем всю шкалу за 100%, то начиная с деления, соответствующего 15-20 %, шкала будет примерно равномерной.

Существует много конструктивных форм приборов. Наиболее распространены механизмы с плоской и круглой катушкой. В них применяются воздушные и магнитоиндукционные ускорители. В случае использования магнитоиндукционного ускорителя прибор необходимо экранировать.

Собственное магнитное поле приборов мало, поэтому одним из существенных недостатков электроизмерительных приборов с круглой и плоской катушками является сильное влияние на них внешних магнитных полей, которое убирают с помощью астатирования и экранирования.

Главным достоинством всех электромагнитных приборов является простота, дешевизна конструкции, надежность в работе, способность выдерживать большие перегрузки, что объясняется отсутствием токоподводов к подвижной части; возможность применения их для измерений в цепях постоянного и переменного тока (до частоты 10 кГц).

Малые точность и чувствительность этих приборов относятся к недостаткам.

Чувствительность повышают путем применения растяжек и светового отсчета, а величины погрешности снижают благодарю использованию специальных магнитных материалов для сердечников и эффективных способов защиты от влияния внешних магнитных полей.

Электромагнитные измерительные механизмы используются в амперметрах, вольтметрах.

В электромагнитном логометре сердечники на оси укреплены так, что при повороте подвижной части в некоторых пределах индуктивность одной катушки увеличивается, а другой – уменьшается, вследствие чего вращающие моменты направлены в противоположные стороны. Взаимным влиянием одной катушки на другую можно пренебречь. Для электромагнитных логометров справедливо равенство I ₁/ I ₂=F(α), отсюда угол отклонения подвижной части определяется отношением токов в обмотках и параметрами измерительного механизма.

Логометры используются в фазометрах, фарадометрах и частометрах.

Все эти приборы являются нерезонансными. Кроме них, используются резонансные, в которых частота собственных колебаний подвижной части (сердечника) настраивается в резонанс с частотой тока в обмотке. К таким устройствам относятся вибрационные частотомеры.

Приборы электромагнитной системы измеряют действующие значения.

 

 

2.Измерение сопротивления постоянному току одинарным четырехпле­чим мостом. Начертить схему и вывести формулу, определяющую условия рав­новесия моста и значение R_x, Область применения моста постоянного тока.

Мост постоянного тока содержит четыре резистора, соединенных в кольцевой замкнутый контур. Резисторы Rl, R2, R3 и R4 этого контура называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч - вершинами моста. Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Одна из диагоналей (3-4) содержит источник питанияGB, а другая (1-2) -указатель равновесия PG.

Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов между точками 1 и 2 равна нулю, т.е. напряжение на диагонали, содержащей индикатор нуля, отсутствует и ток через индикатор равен нулю.

Рис.2. Схема четырехплечего (одинарного) моста постоянного тока

Соотношение между сопротивлениями плеч, при котором мост урав­новешен, называется условием равновесия моста. Это условие можно получить, используя законы Кирхгофа для расчета мостовой схемы. Например, для одинарного моста постоянного тока зависимость проте­кающего через индикатор нуля (гальванометр) PG тока I_G от со­противлений плеч, сопротивления гальванометра R_Gи напряжения питания U имеет вид

I_G =

Ток I_G = 0 при условии R₁R₄ = R₂R₃.

Это и есть условие равновесия одинарного моста постоянного тока, которое можно сформулировать следующим образом: для того чтобы мост был уравновешен, произведения сопротивлений противолежащих плеч должны быть равны. Если сопротивление одного из плеч неизвест­но (например, R₁ = R_x), то условие равновесия будет иметь вид\

R_x = R₂R₃/R₄

Таким образом, измерение при помощи одинарного моста можно рассматривать как сравнение неизвестного сопротивления R_xс образцовым сопротивлением R₂при сохранении неизменным отношения R₃/R₄. По этой причине плечо R₂называют плечом сравнения, плечи R₃ и R₄-плечами отношения.

Если в предварительно уравновешенном мосте первое плечо получает приращение ΔR₁ то в диагонали моста возникает ток, который в первом приближении (при условии ΔR₁<<R₁)

ΔI ≈ U

Важной характеристикой моста является его чувствительность:

S_мI =

Из двух последних двух выражений следует, что чувствительность пропорциональна напряжению питания моста и максимальна при условии R₁=R₂ и R₃=R₄. Возможность увеличения напряжения питания ограничивается допустимой рассеиваемой мощностью плеч моста.

Одинарные мосты постоянного тока применяются для измерения средних величин сопротивлений (10 ‑ 10⁶ Ом). В широкодиапазонных одинарных мостах плечо сравнения (R₂) изготавливают в виде многодекадного магазина сопротивлений. Плечи отношений (R₃, R₄) выполняют в виде штепсельных магазинов сопротивления, которые могут иметь значения 10, 100, 1000 и 10 000 Ом.

При измерении сопротивлений величиной менее 10 Ом на результат измерения оказывают существенное влияние сопротивление контактов и соединительных проводов. Уменьшить это влияние можно следующими способами:

1. использовать 4-х зажимное подключение измеряемого резистора в схеме одинарного (четырехплечего) моста.

2. использование двойного (шестиплечевого) моста.

Конструктивно современные мосты обычно выполняют в металлическом корпусе, на панели которого размещаются ручки магазина сопротивлений (плечо сравнения), переключатели плеч отношения, зажимы для подключения измеряемого объекта, наружного гальванометра, источника питания. Некоторые мосты выпускаются со встроенными гальванометрами.

Для измерения сопротивлений в широком диапазоне промыш­ленность выпускает одинарные и одинарно-двойные мосты. Например, одинарно-двойной мост Р3009 предназначен для измерений на постоянном токе сопротивлений от 10^-8 до 10¹⁰ Ом. Основная допускаемая погрешность моста определяется классом точности, который для этого моста гарантируется от k = 2 до k = 0,02 в зависимости от поддиапазона измерений.

 

 

3.Назначение аналогового электронного осциллографа. Устройство и принцип действия электронно-лучевой трубки. Структурная схема осциллогра­фа. Измерение частоты методом фигур Лиссажу.

Электронный осциллограф предназначен для визуального наблюдения на экране быстро меняющегося напряжения периодических и одиночных сигналов в радиотехнических и электротехнических цепях. С помощью осциллографа можно не только видеть процесс изменения их со временем, но и измерять амплитуду, длительность коротких импульсных сигналов, частоту периодических процессов и т.п. Кроме того, осциллограф дает возможность измерять силу тока, сопротивление, а также с помощью соответствующих преобразователей исследовать изменение неэлектрических величин (давление, упругое напряжение, температуру и др.).
Электронно-лучевая трубка. Важнейшим элементом осциллографа является электронно-лучевая трубка (рис. 1), которая внешне представляет собой стеклянную колбу специальной формы, откаченную до высокого разрежения, с расположенной внутри системой электродов.

На рис. 3 схематически представлено устройство трубки с электростатическим управлением. В торце узкой части стеклянного баллона 8 расположен катод в виде небольшого цилиндра 2, внутри которого помещена спираль для подогрева 1. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве вылетают электроны. Вблизи катода расположен полый цилиндр 3, называемый управляющим электродом или модулятором, который служит для изменения плотности потока электронов, т.е. позволяет регулировать яркость пятна на экране, 9, покрытом люминофором. Модулятор имеет отрицательный потенциал относительного катода.

Рис. 3.Электронно-лучевая трубка

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра – первый 4 и второй 5 аноды. Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, и поток электронов выходит из второго анода с высокой скоростью. Аноды предназначены как для ускорения электронов, так и для формирования электронного луча – узкого, сходящегося у поверхности экрана пучка электронов. Изменением величины напряжения на первом аноде 4 получают необходимую фокусировку луча. Вся система вышеперечисленных электродов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором.

Выйдя из прожектора, электронный поток (луч) попадает в отклоняющую систему, служащую для управления положением электронного луча в пространстве. В рассматриваемой нами трубке отклоняющая система состоит из двух пар пластин 6 и 7, расположенных попарно в вертикальной (горизонтально отклоняющие пластины 7) и горизонтальной (вертикально отклоняющие пластины 6) плоскостях. Каждая пара пластин образует плоский конденсатор, и если потенциалы пластин различны, то между ними создается электрическое поле. Между пластинами электроны движутся в поперечном электрическом поле по параболической траектории, и по выходе из пластин траектория оказывается направленной по отношению к оси трубки под некоторым углом, величина которого зависит от разности потенциалов на пластинах и от размеров пластин. Следовательно, с помощью этих двух пар пластин, создающих взаимно перпендикулярные электрические поля, можно управлять электронным потоком в двух взаимно перпендикулярных направлениях.Пусть на горизонтально отклоняющие пластины 7 подано напряжение U_х, а на вертикально отклоняющие пластины - U_у, тогда под действием приложенного напряжения U_х след электронного потока смещается на величину Х в горизонтальном направлении, а под действием U_у – на величину Y в вертикальном направлении.

Достаточно простым и наглядным является способ определения данного параметра с помощью осциллографа. Такой способ измерения пригоден для значений, находящихся в пределах полосы пропускания электронно-лучевых трубок.

Наиболее точные результаты получаются при сравнении двух колебаний синусоидальной формы на экране осциллографа.

 

Рис.4.Фигура Лиссажу

Один из сигналов, например известной величины, подают на горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа, второй измеряемый сигнал, соответственно подается на вторую пару, вертикально отклоняющие пластины.

Далее, регулированием частоты известного сигнала добиваются появления на экране фигуры Лиссажу, которые могут иметь самые замысловатые формы.

Кратность частот определяется по количеству пересечений фигурой Лиссажу горизонтальной и вертикальной осей координат. На рисунке фигура пересекает ось ординат 4 раза, а ось абсцисс – 2 раза.

Соответственно соотношение nг/nв=2/4=1/2, это означает, что fг/fв также соотносится как 1/2. При условии, что известный сигнал имеет стандартное значение 50 гц, а измеряемый fx подавался на вертикальные пластины:

fx=fв=fг*2=100Гц;

Такой метод применяют при кратности частот не более 10, так как при большем соотношении фигура Лиссажу имеет очень много пересечений, и расшифровка диаграммы становится затруднительной.

 

4.Какова конструкция трехфазного двухэлементного индукционного счетчика активной энергии? Привести и пояснить схему его включения в трех­фазную трехпроводную сеть через трансформаторы тока и трансформаторы на­пряжения. Перечислить номинальные параметры трехфазного счетчика на кон­кретном примере.

Трехфазный индукционный счетчик можно рассматривать как систему, состоящую из трех однофазных; каждом элементе такой системы происходят те же физические процессы. При чисто активной нагрузке угол сдвига фаз между рабочими потоками для каждого элемента составляет 90°.

Полный вращающий момент втрое больше, чем момент одного элемента. Нагрузочная кривая, а также все остальные характеристики трехэлементного прибора будут такими же, как и однофазного счетчика с такой же номинальной скоростью вращения.

Напомним, нагрузочная кривая - это сумма кривых составляющих погрешностей от трения, самоторможения и смещения вращающегося элемента, погрешность от нелинейной зависимости рабочего потока и тока последовательной цепи.

Наличие сдвига фаз напряжений в трехфазной системе вносит определенные погрешности при создании вращающего момента в подвижной части. Для первого вращающего элемента условно принимаем φ1=0°. Тогда сдвиг последующих двух фаз соответственно будет равен φ2=60°, φ3=120°.

Значит, угол сдвига фаз между рабочими потоками для первого намагничивающего элемента ψ1=0°- φ, для второго ψ2=60°- φ, для третьего ψ3=120°- φ. При активной нагрузке (cosφ=1) и симметричной нагрузке по фазам эти сдвиги равны ψ1= 0°, ψ2= 60°, ψ3= 120°.

Следовательно суммарный вращающий момент элементов Мвр не равен утроенному значению момента М₁ одного из вращающих элементов, когда напряжение и ток этого элемента совпадают по фазе, а равен:

Мвр= М1sin0°+ М2sin60°+ М3sin120°=  М₁;

Кроме того, если он будет иметь ту же номинальную скорость, что и однофазный, то их нагрузочные кривые в области больших нагрузок будут различны. Обусловлено это тем, что суммарный момент собственного торможения трехфазного счетчика равен утроенному моменту собственного торможения одного элемента, а суммарный вращающий момент собственного торможения больше вращающего момента одного элемента в  раз.

Погрешность трехфазного счетчика от собственного торможения будет 2/ , что составляет 1,16 раза больше, чем у однофазного с таким же вращающим элементом и номинальной скоростью вращения подвижной части.

Для того чтобы трехэлементный трехфазный прибор учета имел такую же нагрузочную кривую, что и однофазный, необходимо, чтобы его номинальная скорость была в 1,16 раза меньше, чем у однофазного. Как и для однофазных счетчиков, скорость вращения диска можно отрегулировать перемещением постоянного магнита вдоль радиуса диска; конструкцией для этого предусмотрено два постоянных магнита.

Учет реактивной энергии проводится по тем же самым схемам, что и учет активной, но при этом измерительные механизмы должны иметь внутренний угол сдвига фаз между рабочими потоками последовательной и параллельной цепей не 90°, как имеет место при учете активной энергии, а 0° (180°).

Для получения такого сдвига последовательно с обмоткой параллельной цепи индукционного вращающего элемента включают добавочное активное сопротивление и, и кроме того, шунтируют обмотку последовательной цепи активным сопротивлением.

Такие электросчетчики реактивной энергии называют счетчиками со 180° сдвигом. Их отличительной особенностью является отсутствие «схемной» погрешности при любой асимметрии цепи.

Ниже приведены несколько наиболее распространенных схем учета реактивной энергии: схема трехэлементного прибора учета в трехпроводных и четырехпроводных цепях (а), схема двухэлементного счетчика с разделенными последовательными обмотками (схема Бергтольда) для учета в трехпроводных цепях (в), и схема счетчика с 60° сдвигом для учета в трехпроводных цепях (с).

Рис.5.Схемы счётчиков реактивной энергии

Параметры счётчиков приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Параметры трёхфазных счётиков

Тип счетчика	Номинальное напряжение, В	Номинальный (максимальный) ток, А	Количество оборотов на 1 кВТ · ч	Количество цифр счетного механизма*	Класс точности	Межповерочный интервал	Примечание
Трехфазные, индукционные
СА4У-И672М	3×380/220	3×5	450	4(5)	2	4	ЛЭМЗ (ГОСТ 6570-75)
СА4У-И672М	3×380/220	3×5	450	5	2	4	ЛЭМЗ (ГОСТ 6570-96)

 

В трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 380/220 В для измерений электрической энергии применяют счетчики прямого (непосредственного) включения. Их называют прямоточными. Кроме того, используют счетчики, подключаемые в сеть через ТТ. Их называют универсальными или трансформаторными.

Счетчики прямого включения рассчитаны на номинальные токи 5, 10, 20, 50 А. Подключение токовой цепи этих счетчиков осуществляется последовательно с сетевыми проводниками и обязательным соблюдением полярности (рис.6).

Измеряемая энергия равна разности показаний счетного механизма за расчетный (учетный) период: Δ W = П_К - П_Н = Δ П.

Подключение с обратной полярностью одной из токовых цепей счетчика приводит к значительному недоучету электроэнергии. Обязательно соблюдение прямого порядка чередования фаз напряжений на колодке зажимов счетчика. Изменение порядка чередования фаз напряжений на колодке зажимов счетчика осуществляется переменой мест подключения соответственно двух проводов одного элемента с двумя проводниками другого элемента.

Рис. 6. Схема включения прямоточного счетчика типа СЭТ4-1

Рис. 7. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения (а) и векторная диаграмма (б). Прямой порядок чередования фаз обязателен

На рис.7 изображены схема включения трансформаторного счетчика (а) и векторная диаграмма (б), которая соответствует индуктивному характеру нагрузки в случае фазового сдвига, равного 30°. Схема включения выполнена десятипроводной. Токовые цепи счетчика гальванически не связаны с цепями напряжения, а разделены. Измеряемая электроэнергия равна разности показаний счетного механизма, умноженной на коэффициент трансформации:

W = (П_К - П_Н) К_I = Δ ПК_I.

Подключение каждого из трех измерительных элементов счетчика требует обязательного соблюдения полярности подключения токовых цепей и соответствия их своему напряжению. Обратная полярность включения первичной обмотки ТТ или его вторичной обмотки вызывает отрицательный вращающий момент, действующий на диск счетчика. Схема обеспечивает нормируемую погрешность измерений. Подключение нулевого провода обязательно. Наиболее часто встречающиеся повреждения в схеме:

-ослабление или окисление зажимных контактов на ТТ;

-обрыв (внутренний излом) фазных проводов напряжения вторичных цепей;

-пробой ТТ.

При необходимости изменения порядка чередования фаз три провода с одного элемента на колодке зажимов счетчика меняются местами с соответствующими тремя проводами другого элемента.

Часто применяется семипроводная схема включения (рис. 8). В этой схеме выполнено объединение цепей тока и напряжения. Совмещение цепей тока и напряжения выполняется установкой перемычек на счетчике и на ТТ. Схема имеет следующие недостатки:

-под напряжением находятся токовые цепи счетчика;

-пробой ТТ длительное время не выявляется;

-установка перемычек И2 - Л2 на ТТ, и 1 - 2 на счетчике вызывает дополнительную погрешность измерений.

Рис. 8. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.

Прямой порядок чередования фаз обязателен: Л1 – И1 - перемычки, установленные на ТТ; 1 - 2; 4 - 5; 7 - 8 - перемычки, установленные на счетчике.

В электроустановках напряжением 380/220 В также применяется схема включения счетчиков, изображенная на рис. 9

Рис. 9. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводной сети в «звезду». Прямой порядок чередования фаз обязателен

На этой схеме концы вторичных обмоток ТТ И2 объединены и соединены с концами токовых цепей счетчика в одной точке. Не допускается подключение токовых цепей счетчика и вторичных обмоток ТТ на корпус электроустановки в разных местах.

Измеряемая электроэнергия W = Δ ПК_I.

Наиболее универсальной является схема включения счетчиков с испытательной коробкой (рис. 10). Испытательная коробка позволяет, не отключая нагрузки, произвести замену счетчиков и проверку схемы включения.

Рис. 10. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с испытательной коробкой

Для измерений активной и реактивной энергии применяется схема включения счетчиков, изображенная на рис.11

Рис. 11. Схема включения счетчиков для измерений активной и реактивной энергии в сети напряжением 380/220 В

Схемы включения счетчика реактивной энергии типа СР4У-И673 и счетчика активной энергии не отличаются друг от друга. Токовые цепи этих счетчиков соединяются последовательно. Цепи напряжения счетчиков подключаются параллельно. Отличие счетчика реактивной энергии от счетчика активной энергии - в схеме внутренних соединений. За счет схемы внутренних соединений катушек, рассчитанных на напряжение 380 В, выполняется дополнительный 90°-ный фазовый сдвиг между магнитными потоками.

 

Задача 1.Определить показания амперметра А2 электромагнитной системы для пяти случаев изменения тока, графики которых приведены на рисунках 5-9. Принять амплитудное значение тока I_m = 45A, постоянную составляющую тока для графика рисунка 9 I₀ = 68A

Решение

 На рисунке 5 определяем искомое значение тока

i = I_m sin ωt

ω = 2πf

f=1/T =1/0.02 = 50 Гц

ω = 3,14*2*50 = 314

i = 45*sin(314*0,02) = 4,9 А

На рисунке 6:i = I_m/ sinωt = 4,9/1,41 = 3,5 А, так импульсный ток

На рисунке 7:

i = I_msinωt

ω = 2πf

f=1/T =1/0.01 = 100Гц

ω = 3,14*2*100 = 628

i = 45*sin(628*0,01) = 4,9 А

На рисунке 8:

ТаккакI₀ = I_m =i= 45 A

На рисунке 9:

Так какамплитудное значение тока I_m = 45A, постоянную составляющую тока I₀ = 68A

ОпределяемI_min = I₀ - I_m = 65-48 = 17 A

i = I_msinωt

ω = 2πf

f=1/T =1/0.02 = 50Гц

ω = 3,14*2*50 = 314

i = 17* sin (314*0,02) = 1,9 А

 

Задача 2.Определить сечение контрольного кабеля КРВГ с медными жила­ми, используемого для подключения к трансформатору тока ТШЛ-10 с I_2ном = 5 А следующих приборов:

амперметр Э-335 - потребляемая мощность S_A = 0,5 ВА;

ваттметр Д-335 - S_Bxn = 0,5 ВА;

варметр Д-335 - S_варм = 0.5 ВА;

счетчик электронный активной энергии СЭТЗа-01 - S_{сч акт}= 0,05 В А;

счетчик электронный реактивной энергии СЭТЗр-01 - S_{счреакт}= 0,05 В А.

Принять:

-номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 Ом равна r_{2 ном}= 0,8 Ом

-длинакабеля l=50м;

-удельное сопротивление материала жил кабеля ρ_си⁼ 0,0175 Ом-мм²/м;

переходное сопротивление контактов z_конт = 0,1 Ом.

Решение

1.Определяем сопротивление приборов исходя из того что мощность всех приборов равна:

S_приб = 0.5+0.5+0,5+0,05+0,05 = 1,6 ВА

r_приб = S_приб/I_2ном² = 1,6/5² = 0,064 Ом

2.Определяем допустимое сопротивление проводов

r_пр = r_2ном - r_приб -r_к,

где r_к - сопротивление контактов,Ом;

r_2ном - номинальная нагрузка трансформатора,Ом;

r_пр = 0,8- 0,1- 0,064 =0,636 Ом

3. Определяем сечение жил кабеля

q =  =  = 0,16 мм²

По условиям механической прочности принимаем, в соответствии с табл.3.3 [1] контрольный кабель КРВГ с жилами сечений 2,5 мм²

 

Задача 3. Для проверки качества изоляции двухпроводной сети были произведены замеры напряжения между каждым проводом и землей с помощью вольтметра с внутренним сопротивлением Rу= 26 кОм. Вольтметр показал при первом замере U₁= 17 В, при втором U₂ = 38 В. Напряжение сети U= 220 В.

Определить сопротивление изоляции каждого провода по отношению к земле и, проанализировав результаты, сделать вывод о допустимости дальней­шей эксплуатации линии. Начертить схему измерения сопротивления изоляции сети косвенным методом.

 Решение

Для определения сопротивления изоляции провода применяются косвенные методы измерения [2,с.204-206]

Данное сопротивление определяется по формуле

= R_v  = 26  = 113кОм

= R_v  = 26  = 252кОм

Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежании нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

Рис. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.
Рекомендуется проводить 3 - 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после того как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока. Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения.

 

Литература

1. Электротехнические измерения и приборы. Попов В.С., 1963

2. Электронный осциллограф и его применение. Мальцев Е.В., 1969

3. Электронные измерительные приборы и методы измерений. Мейзда Ф., 1990

4. Демидова-Панферова Р.М., Малиновский Б.Н., Попов В.С., Семёнов В.Ф., Цепляев К.Н., Электрические измерения (с лабораторными работами). – М.: Энергоиздат, 1983.