Энергетика

Решение проблем измерения тока утечки

Несложный расчёт показывает, что при паразитной ёмкости всего 10 пФ (реально это 2—3 метра провода) и напряжении 100 кВ ток утечки будет 0,3 мА. Это уже вполне сопоставимо с нормами испытаний некоторых объектов. Реально же паразитный ток утечки получается во много раз больше. Так, при испытании ограничителей перенапряжения с помощью высоковольтной лаборатории трасса длиной порядка 30 м провода на высоте 2 м от земли и испытательном напряжении 100 кВ давала собственную утечку 10—12 мА. А нормы на утечку ограничителей были 6 мА. Приходилось сначала прокладывать трассу, потом измерять ток, не присоединяя ограничитель, затем вместе с ним высчитывать разницу. Так как размеры ограничителей перенапряжения значительны и работы ведутся на высоте, а ток утечки зависит от положения провода и погодных условий, то это очень трудоёмкое занятие. Первое, что приходит в голову — взять обычный цифровой тестер и подвесить его непосредственно у объекта, то есть измерять на высокой стороне, или, если объект можно отсоединить от земли, включить тестер в разрыв заземления. Но здесь возникают ещё две проблемы. Первая — это сложность считывания показаний. На безопасном расстоянии прочитать показания жидкокристаллического дисплея очень сложно, а в условиях плохого освещения — просто невозможно. Вторая проблема заключается в том, что в режиме автоматического переключения диапазона тестер обычно выходит из строя — пробиваются внутренние ключи прибора высоким напряжением. У нас сгорали все — и дешёвые «безымянные китайцы», и дорогие фирм APPA и GDM. Если попытаться заранее вручную установить требуемый диапазон измерения, то тогда или не обеспечивается нужная разрешающая способность измерения, или прибор всё равно выходит из строя при пробое объекта. Неплохим решением может быть использование прибора ИТВ 140. Он имеет выносной высоковольтный блок, который находится непосредственно у объекта, и пульт оператора. Связь между ними происходит по радиоканалу. Но его использование также не обходится без недостатков. Во-первых, относительно небольшой динамический диапазон измерения. Сейчас предлагается 3 модели с максимальным током 3,9 и 30 мА. Часто приходится покупать два варианта. И второй недостаток — высокая цена.

Итак, появилась необходимость иметь переносной миллиамперметр, который позволяет считывать показания на расстоянии, имеет широкий диапазон измерения, а также невысокую стоимость. Такой прибор мы разрабатывали для собственных нужд, а потом подготовили и коммерческий образец (рис. 1).

Назвали его Переносной Измеритель Тока (ПИТОК). Проблему безопасного считывания мы решили следующим образом. Во-первых, применили светодиодные индикаторы большого размера (высота цифры 30 мм). Их легко видно с расстояния 5—6 метров и в темноте. Во-вторых, наш прибор запоминает максимальное значение тока за время измерения, поэтому оператор может находиться на любом безопасном расстоянии от объекта. Диапазон измерения — от 10 мкА до 100 мА с автоматической безразрывной коммутацией поддиапазонов измерения. Разрешающая способность — 1 мкА при измерении тока до 1 мА и 100 мкА — при измерении тока 100 мА. Измеряет истинное действующее значение тока (true rms). Относительная погрешность измерения не ниже 2% + 3 ед. м.р. Питание от аккумуляторов. В перспективе этот прибор будет дополнен радиоканалом и интерфейсом связи с компьютером.

На рис. 2 показана функциональная схема миллиамперметра. Работает он следующим образом. Блок датчиков тока преобразует входной ток в нормируемое напряжение, величина которого не превышает максимальное входное напряжение аналого-цифрового преобразователя. Преобразование тока осуществляется без коммутации каких-либо элементов, поэтому при переключении диапазона не происходит разрыва тока измеряемой цепи. Многоканальный АЦП совместно с блоком обработки сигнала автоматически выбирает нужный предел измерения тока. В блоке обработки сигнала вычисляется среднеквадратичное значение измеряемого тока, которое далее поступает на блок индикации. Оператор может выбрать один из следующих режимов работы прибора. Первый режим непрерывного измерения. В этом режиме прибор показывает текущее значение измеряемого тока. Второй режим наибольшего значения тока. В этом режиме прибор запоминает наибольшее значение измеряемого тока и индицирует его, пока оператор не сбросит это значение. Сброс показаний осуществляется с помощью кнопки.

Ниже приводится сравнительная характеристика различных приборов для измерения тока утечки (см. таблицу).

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно