Мост Шеринга

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Мост Шеринга — измерительный мост переменного тока, предназначенный для измерения электрической ёмкости и тангенса диэлектрических потерь в диэлектриках на высоком напряжении. Назван по имени немецкого инженера и изобретателя этого устройства Х. Шеринга (1880—1959).

Принцип действия[править | править вики-текст]

Мост Шеринга — это одинарный мост, имеющий четыре плеча, в одно плечо которого включается магазин емкостей и параллельно присоединённое к нему постоянное активное сопротивление, в противоположное плечо включается испытуемый объект, условно обозначаемый параллельным соединением ёмкостного и активного сопротивления в третье плечо включается магазин активных сопротивлений, в четвёртое — эталонный конденсатор. На одну диагональ подаётся переменное напряжение питания моста. К другой диагонали подключается нуль — индикатор. Мост Шеринга — это по сути мост Витстона, в котором активные сопротивления заменены комплексными активно — ёмкостного характера. С точки зрения схемотехники одинарные мосты — это комбинация двух делителей напряжения и нуль — индикатора, включённого между ними и рассматривая эту схем с этой точки зрения можно прийти к выводу, что при равенстве произведения комплексных сопротивлений двух противоположных диагоналей произведению двух других противоположных диагоналей на клеммах нуль — индикатора разность потенциалов будет равно нулю.

 Z_1 \cdot Z_3 = Z_2 \cdot Z_4 , где
 Z_1  —  Z_4  — комплексные сопротивления мостовой схемы.

Данное утверждение верно, если входное сопротивление нуль — индикатора очень велико, в идеале — равно бесконечности. При конечном входном сопротивлении нуль — индикатора последний будет вносить погрешность в измерительную схему, что необходимо учитывать. Приведение моста в состояние, при котором нуль — индикатор покажет нулевое значение называется балансировкой моста.

Схемы включения[править | править вики-текст]

В зависимости от положения измеряемого объекта в схеме различаются:

  • нормальная или прямая схема;
  • перевёрнутая схема.

При нормальной схеме на объект измерения подводится высокое напряжение, при перевёрнутой схеме — объект заземляется. Нормальная является более точной, поэтому перевёрнутую схему применяют только при заземлённом объекте и невозможности его изолировки от земли на момент измерения.

Применение[править | править вики-текст]

Основным видом контроля в высоковольтном оборудовании электроснабжения как твёрдой органической (вводы, тяги, изоляторы), так и жидкой (трансформаторного масла) является измерение параметра «тангенс дельта» tgδ. Изоляция, находящаяся под напряжением переменного напряжения из — за своей неидеальности поглощает некоторое количество энергии, которая выделяется в виде тепла. Энергия, выделяемая в виде тепла в единицу времени — есть активная мощность, которая и определяет диэлектрические потери в изоляции. Непосредственное измерение этих потерь очень затруднено, поэтому измеряемый объект представляют в виде параллельного соединения идеального конденсатора без потерь и активного сопротивления, которое характеризует потери в объекте. При этом надо учитывать, что более габаритные объекты в нормальном состоянии могут обладать большими диэлектрическими потерями, поэтому для практики необходимо знать не абсолютную величину потерь, но в соотношении с их габаритами, поэтому была введена величина:

 tg \delta = P / \omega \cdot C \cdot U^2 , где
 P  — мощность диэлектрических потерь,  \omega  — круговая частота напряжения  U .

Эта формула получается из рассмотрения прямоугольного треугольника, где один из катетов — ёмкостный ток, другой — активный ток, гипотенуза — суммарный ток, а угол δ — противолежащий катету активного тока и являющийся дополнительным углу φ (угол между полным током и напряжением его значение cosφ называется коэффициентом мощности). Откуда следует, что величина tgδ не зависит от габаритов оборудования (с увеличением габаритов оборудования примерно одинаково увеличиваются диэлектрические потери и ёмкость). Величина tgδ измеряется в процентах. На величину tgδ оказывает влияние температура изоляции и величина прикладываемого к ней напряжения, поэтому измерения проводят при напряжении 10кВ и в интервале температур 10-30 °С. Иногда измерения производят при пониженном напряжении. Измерение tgδ согласно ПУЭ необходимо производить:

  • у трансформаторов тока 110 кВ и выше;
  • для конденсаторов связи, отбора мощности и делительных;
  • у вводов выключателей и трансформаторов, а также проходных изоляторов с внутренней основной маслобарьерной, бумажно — масляной и бакелитовой изоляцией;
  • силовых масляных трансформаторов, автотрансформаторов;
  • пробы трансформаторного масла перед заливкой, в процессе эксплуатации и перед включением нового оборудования — силовых маслонаполненных трансформаторов, измерительных маслонаполненных трансформаторов, маслонаполненных вводов.

С помощью моста Шеринга производят также лабораторные измерение тангенса дельта и ёмкости образцов изоляции.

Приборы[править | править вики-текст]

Мосты Шеринга, выпускавшиеся в СССР:

  • МД-16;
  • Р-5026;
  • Р-5026М.

Изготовитель ПО «Точэлектроприбор», г.Киев.

Литература[править | править вики-текст]

  • В. И. Штерн «Испытание масляных выключателей 6-35 кВ» М.,"Энергия", 1975 г.
  • «Справочник по наладке электроустановок» под. ред. А. С. Дорофеюка, А. П. Хечумяна М.,"Энергия",1976 г.
  • «Правила устройства электроустановок» М., «Энергоатомиздат», 1985 г.