Z E S Z Y T Y N A U K O W E POLITECHNIKI ¿ L A S K I E J
S e r i a : E L E K T R Y K A z. 128 looa
Nr kol. 1174
Eligiusz P A S E C K 1 B r u n o n S Z A D K O W S K I
P R Z Y R Z Ą D D O P O M I A R U R E Z Y S T Y W N O Ś C I D I E L E K T R Y K Ó W C I E K Ł Y C H
S t r e s z c z e n i e . W artykule p r z e d s t a w i o n o konce p c j ę z m o d y f i k o w a n e g o układu koinparacyjnego Cz i l o r a z o w y m p r z e t w o r n i k i e m IGL 7107 na wyjściu) o r a z opis p r z y r z ą d u w y k o n a n e g o według tej koncepcji. P r z e d s t a w i o n o r ó w n i e ż p a r a m e t r y t e c hniczne w y k o n a n e g o przyrządu, p r z e z n a c z o n e g o do p o m i a r ó w r e z y s t y w n o ś c i oleju t r a n s f o r m a t o r o w e g o o r a z w a zeliny k o n d e n s a t o r o w e j.
I N S T R U M E N T F O R M E A S U R I N G LIQUID DIELECTRIC RESISTIVITY
S u m m a r y. T h e p a p e r p r e s e n t s t h e idea of a modified c o m p a r a t o r s y s t e m (.with ICL 7107 dividing c o n v e r t e r a t t h e o u t p u t ) and the description of t h e i n s t r u m e n t m a d e according t o t h a t idea. Technical p a r a m e t e r s oi t h e e x e c u t e d i n s t r u m e n t designed f o r t r a n s f o r m e r oil and capac i t o r vaseline resistivity m e a s u r e m e n t s h a r e b e e n presented.
HPOEOP ÜJIH M3MEPEHHB YJIEJlbHOrO LIOnPOTHBJIEHHfl XHflKMX HM3J1EKTPMK0B
Pe3K>Me. B C T a T b e npencTaBJieHa K O H u e n u w a HoziH^HUHnoBaHHoro K O M n a p a T o p a C c ziejin Te jib HbiM npeo6pa30BaTeJieM ICL 7107 Ha Bbixoae) u o n w c a H H e n p o 6 o p a H3roTOBJieHHoro corjiacHO b t o ü koh uenuwH.
Hpe/icTaBJieHbi T o * e T e x H H M e c K H e n a p a M e i p w n p o 6 o p a , KOTopbiH n p e j 3 H a w e H ZLJia H3MepeHHfl yjjejibHoro uonpoTHBJieHHH T p a H C $ o p M a T o p H o r o wacjia u
KOHjeHcaTopHoro Ba3ejinHa.
1 W p r o w a d z e n i e
J e d n y m z p a r a m e t r ó w określa j^cych jakość dielektryków ciekłych jest rezvst y w n o ś ć . K o n t r o l e t e g o p a r a m e t r u należy p r z e p r o w a d z a ć w w a r u n k a c h w y m a g a n y c h p r z e z odpowiednie n o r m y £7. 8, VI. P o m i a r r e z y s t y w n o ś c i polega n a p o ś r e d n i m p o m i a r z e rezystancji próbki b a d a n e g o dielektryku (umieszczo
nej w z n o r m a l i z o w a n y m k o n d e n s a t o r z e p o m i a r o w y m ) i w y z n a c z e n i u wyniku z zależności £71:
p = 0.113 C R , <1)
X O X
gdzie: p ~ r e z v s t y w n o ś ć b a d a n e g o dielektryku w lim,
C - p o j e m n o ś ć wł a s n a k o n d e n s a t o r a p o m i a r o w e g o w pF, o
R - r e z y s t a n c ia b a d a n e g o dielektryku w O.
X
S t o s o w a n e d o t y c h c z a s układy p o m i a r o w e o b e j m u j e n a s t ę p u j ą c e rozwiązania:
a) układy z a m p e r o m i e r z e m i w o l t o m i e r z e m ,
b) giga - lub t e r a o m o m i e r z e Cz w y m u s z o n y m n a p i ę c i e m zasilania), c) układy p o r ó w n a n i a p r ą d ó w ,
d) układy m o s t k o w e .
P r z y t o c z o n e r o z w i ą z a n i a spełniają w p r a w d z i e w y m a g a n i a d o t y c z ą c e z a k r e s u p o m i a r o w e g o i dokładności, lecz j e d n o c z e ś n i e w y k a z u ją p e w n e w a d y u t r u d n i a
jące lub uniemożliwiające spełnienie innych wymagali. N a przykład do
ciągłej kontroli z m i a n r e z y s t y w n o ś c i <w funkcji z m i a n t e m p e r a t u r y ) nie n a d a j ą sie układy Ca, c), n a t o m i a s t układy m o s t k o w e Cd) w y m a g a ł y b y z a u t o m a t y z o w a n i a p r o c e s u r ó w n o w a ż e n i a o r a z p r z y s t o s o w a n i a do b e z p o ś r e d n i e g o o d c z y t u lub rejestracji wyn i k u pomiaru. N a j k o r z y s t n i e j s z e byłoby t u t a j z a s t o s o w a n i e układów Cb>, je d n a k w a d a m i t y c h układów są: z a l e ż n o ś ć w s k a z a ń o d napięcia zasilania, nieliniowość r ó w n a n i a p r z e t w a r z a n i a Cpodziałki), m n i e j s z a dokładność itp.
W b a d a n i a c h dielektryków ciekłych n o r m y w y m a g a j ą kontroli t e m p e r a t u r o w y c h z m i a n rezystywności. P r z e d s t a w i o n y w d a l s z y m ciągu układ p o m i a r o w y jest o d p o w i e d n i k i e m układów Cb), w k t ó r y m w y k o r z y s t a n o m e t o d ę k o m p a r a c y j n ą z i l o r a z o w y m p r z e t w o r n i k i e m n a wyjściu, u z y s k u j ą c m o ż l i w o ś ć b e z p o ś r e d n i e g o o d c z y t u rezys t a n c j i Ct a k ż e r e z y s t y w n o ś c i ) p r z y z a c h o w a n i u liniowości p r z e t w a r z a n i a i niezależności wskazali o d z m i a n napięcia zasilania w s z e r o k i m zakresie. Bliższe objaśnienie z a s a d y p o m i a r u p r z e d s t a w i o n o w p. 2.
2. Z a s a d a p o m i a r u
Na rys.l p r z e d s t a w i o n o z n a n y w l i teraturze [4, 63 s c h e m a t i d e o w y układu do p o m i a r u rezys t a n c j i R m e t o d ą k o m p a r a c j i z r e z y s t a n c j ą w z o r c o w ą R^.
Z a s a d n i c z y m e l e m e n t e m układu p o m i a r o w e g o z rys. 1 je s t p r z e t w o r n i k ilo
r a z o w y PI tnp ICL 7107). k t ó r e g o sy g n a ł w y j ś c i o w y V o k r e ś l o n y jest s t o s u n k i e m napięć wyjściowych:
N
p r z y czym: U - s p a d e k napięcia n a r ezystancji m i e r z o n e j R , - s p a d e k napięcia n a rezyst a n c j i w z o r c o w e j R^.
I
Rys.l. Układ k o m p a r a c j i rezystancji i R^. PI - p r z e t w o r n i k ilorazowy Fig.l. S y s t e m f o r R a n d R ^ r e s i s t a n c e s comparison. PI - a dividing
c o n v e r t e r
P r z y założeniu, Z e p r z e t w o r n i k PI o d z n a c z a sie pomijalnie m a ł y m p o b o r e m m o c y wejściowej, mo±nai przyjąć, Z e p r z e z r e z y s t a n c j e R i R płynie ten
x N
s a m p r ą d I. W ó w c z a s r ó w n a n i e (2> m o ż n a przekształcić do postaci:
I R R
w * nr r ~ < 3 >
N N
Sy g n a ł w y j ś c i o w y W p r z e t w o r n i k a j e s t z a t e m liniowo zaleZny od R , a p r z y o d powiednio d o b r a n e j i stałej w a r t o ś c i R ^ m o Z n a z a p e w n i ć bezpoś r e d n i od
czyt w a r t o ś c i m i e r z o n e j rezystancji. N a u w a g ę zasługuje r ó w nieZ niezależność sygnału W od z m i a n napięcia U, k t ó r y m zasilany je s t układ pomiarowy. S ą t o i s t o t n e zalety, k t ó r y c h nie m a j ą klasyczne omomierze.
Układ z rys. 1 nie n a d a j e sie je d n a k do b e z p o ś r e d n i e g o z a s t o s o w a n i a w p r z y p a d k u b a d a n dielektryków. P r z y d u ż y c h w a r t o ś c i a c h rezystancji R^ nie jest spełnione z a ło Z e nie pomijalnie m a ł e g o p o b o r u m o c y p r z e z p r z e t w o r n i k PI (.rezystancja w e j ś c i o w a p r z e t w o r n i k a jest p o r ó w n y w a l n a z r e z y s t a n c j ą mierzoną). Ponadto, nie m o ż n a s t o s o w a ć w y m a g a n y c h p r z e z n o r m y 171 du Z v c h w a r t o ś c i napięć p o m i a r o w y c h <np. U = 100 ... 1000 V>, znacznie p r z e k r a c z a j ą c y c h w a r t o ś c i d o p u s z c z a l n e dla p r z e t w o r n i k a PI.
W celu uniknięcia p o d a n y c h niedogodności z a s t o s o w a n o układ z m o d y f i k o w a ny, p r z e d s t a w i o n y n a rys. 2.
W z m o d y f i k o w a n y m układzie z a s t o s o w a n o d o d a t k o w y dzielnik r e z y s t a n c y j n y o przekładni k = r / C R + r>. W t e n s p o s ó b u z y s k a n o możli w o ś ć spełnienia załoZenia pomijalnie m a ł e g o p o b o r u m o c y p r z e z p r z e t w o r n i k PI, gdyZ łatwo m o ż n a d o b r a ć w y s t a r c z a j ą c o m a ł e r e z y s t a n c j e r i R^. Jednocześnie możliwe jest s t o s o w a n i e d u ż e g o napięcia p o m i a r o w e g o U^, b o w i e m nie jest o n o b e z p o ś r e d n i o d o p r o w a d z a n e do p r z e t w o r n i k a PI.
Sy g n a ł w y j ś c i o w y W w układzie z rys. 2 określony jest równaniem:
k U
\ - U - ■ k ( u 1 + ») .
N ^ N J
w k t ó r y m u w z g l ędniono o b o w i ą z u j ą c ą w układzie zależność:
U = U + U
Rys.2. Z m o d y f i k o w a n y układ k o m p a r a c j i R i R
x N
Fig.2. Modified R^ a n d R ^ c o m p a r i s o n s y s t e m
Ponadto, p r z y pomijalnie m a ł y m p o b o r z e m o c y p r z e z p r z e t w o r n i k PI, spełniona j e s t relacja:
UX
U"
RX
R “ C5>
Uwzględniając z a l e ż n o ś ć <5> w r ó w n a n i u C4> * o t r z y m u j e m y :
R
». • - i r * <} <
6
>S t o s u n e k " p r z y p a d k u g d y m a d u Z ą w a r t o ś ć Cdielektryk>, jest. r.a ogol m e m n i e j s z y niż 103, co p o z w a l a w y r a z i ć r ó w n a n i e C6> w postaci przy- bliZonej:
z b ł e d e m nie w i ę k s z y m niZ 0,1%.
V celu umożliwienia b e z p o ś r e d n i e g o o d c z y t u m i e r z o n e j rezys t a n c j i R w p r o s t z e w s k a z a ń w y s t a r c z y d o b r a ć w a r t o ś c i k i R ^ tak, a b y ich s t o s u n e k miał stałą wartość:
R— * 10 r * <8>
N
gdzie: n - liczba całkowita.
W ó w c z a s p o p o d s t a w i a n i u zależności <8> do r ó w n a n i a <7> i przokaztaioenlu o t r z y m a m y :
10 . <9>
P r z y s t o s o w a n i e układu do b e z p o ś r e d n i e g o o d c z y t u m i e r z o n e j rezyst y w n o ś c i p^ jest r ó w n i e ż m o ż liwe i polega n a w y k o r z y s t a n i u zależności (1> i <7>, z k t ó r y c h o t r z y m u j e m y :
0,113 C R
X I O N
p * ■ w , --- k--- <10>
Jeżeli n a s t a w i m y przekładnię dzielnika n a ta k ą w a r t o ś ć k , a b y p r z y nie z m i e n i o n e j w a r t o ś c i R ^ ( d o b r a n e j p o p r z e d n i o do p o m i a r u R > u z y s k a ć stałą w a r t o ś ć wyrażenia:
0,113 C R
o N . . m
--- r--- = 10 , <11>
gdzie: m - liczba całkowita,
w ó w c z a s p o d s t a w i a j ą c zależność <11 > do r ó w n a n i a <1G> o t r z y m u j e m y relacje umożliwiającą b e z p o ś r e d n i odc z y t w a r t o ś c i p z e w s k a z a ń W :
y i
p = W 10m . <12>
X 1
B e z p o ś r e d n i o d c z y t p^ m o ż liwy jest tylko p r z y z a c h o w a n i u stałej w artości C , co w i ąże sie z koniecznością s t o s o w a n i a stale t e g o s a m e g o k o n d e n s a t o r a pom i a r o w e g o .
3. Opis w y k o n a n e g o p r z y r z ą d u
O p i e r a j ą c sie n a koncepcji p r z e d s t a w i o n e j w p. 2 <rys. 2 > , w y k o n a n o p r z y r z ą d p r z e z n a c z o n y do p o m i a r ó w r e z y s t y w n o ś c i oleju t r a n s f o r m a t o r o w e g o o r a z wazeliny k o n d e n s a t o r o w e j , d o s t o s o w a n y do w y m a g a ń n o r m £7, 8, 93 P r z y r z ą d p r z y s t o s o w a n o do w s p ó ł p r a c y z k o n d e n s a t o r e m p o m i a r o w y m firmy Tettex, t y p 2903 o n a s t ę p u j ą c y c h p a r a m e t r a c h technicznych:
- p o j e m n o ś ć własna: C = 60 pF,
- o b j ę t o ś ć p r z e s t r z e n i p o miarowej: V = 40 c m 3, P
m a k s y m a l n e napięcie p o m i a r o w e : U = 2 kV.
rr*OLX
Odpowiedni s c h e m a t id e o w y p r z y r z ą d u p r z e d s t a w i o n o n a rys.3.
W s k a z a n i e W^ cyf r o w e g o w s k a ź n i k a w y j ś c i o w e g o jest. liniowo z a l eżne od wa r t o ś c i m i e r z o n e j r e zystancji R^ Cpor. z r ó w n a n i e m 7> i m o ż e być p r z y s t o s o w a n e do b e z p o ś r e d n i e g o o d c z y t u R^ (lub p r z y o d p o w i e d n i m d o b o r z e r e z y s t o r ó w R, r i R ^ (por. r ó w n a n i a 9 i 12>. W p r z e d s t a w i o n y m układzie z a s t o s o w a n o analogowo-cyt'rowy p r z e t w o r n i k ICL 7107 w y k o r z y s t a n y jako p r z e t w o rnik ilorazowy (PI - rys. 2>, według r o z w i ą z a ń z n a n y c h w literaturze E2. 3. 53. W y m a g a n i a n o r m C7, 8, 93 o d n o ś n i e do napięć, p r z y k t ó r y c h należy m i e r z y ć r e z y s t y w n o ś ć oleju t.ransi o r m a t o r o w e g o o r a z wazeliny k o n d e n s a t o r o w e j , przesądziły o z a s t o s o w a n i u w p r z e d s t a w i o n y m n a rys. 3 p r z y r z ą d z i e - p r z e t w o r n i c y W N o napięciu w y j ś c i o w y m C stałymi U = 1000 V.
R o z w i ą z a n i e k o n s t r u k c y j n e p r z e t w o r n i c y W N o p a r t o n a r o z w i ą z a n i a c h z n a n y c h w literaturze 113.
Rv s 3 Schemat, i d e o w y w y k o n a n e g o p r z y r z ą d u
Fig.3. Scłiematic d i a g r a m ot t h e e x e c u t e d i n s t r u m e n t
: z e z e g ó ł o w v opis r o z w i ą z a ń p o s z c z e g ó l n y c h o b w o d ó w o p r a c o w a n e g o p r z y r z ą d u w y k r a c z a p o z a r a m y niniejszego a r t.vkułu. W d a l s z y m ci^gu z o s t a n ą p r z e d s t a w i o n e tylko ni e k t ó r e bardziej i s t o t n e f r a g m e n t y , z w i ą z a n e z
•eliminacja w p ł y w ó w zakłócających p r a c e p r z y r z ą d u o r a z z a b e z p i e c z e n i e m p r z y r z ą d u p r z e d r ó ż n e g o r o d z a j u u s z k o d z e n i a m i w t o k u eksploatacji.
a > Eliminacja w p ł y w ó w upływ n o ś ci izolacji
Z e schemat.u p r z e d s t a w i o n e g o n a rys. 2 wynika, ż e p r z y du ż y c h w a r t o ś c i a c h R^ należy liczyć sie z e z n a c z ą c y m i w p ł y w a m i upływności izola
cji głównie w o b w o d z i e dzielników R^ - i R - r. Na rys. 4 a p r z e d s t a - wiono s c h e m a t dzielników z u w z g l ę d n i e n i e m rezys t a n c j i u p ł y w n o ś c i o w y c h R ,
^b' *c* * > ’ R c t - k t ó r e p o w o d u j e n i e p o ż ą d a n e z m i a n y przekładni dzielników.
Rys.4. S c h e m a t y w p ł y w ó w upływności izolacji Ca> i koncepcji e k r a n o w a n i a
< b >
Fig.4. D i a g r a m s of (a) insulation leakance e f f e c t s a n d Cb> shielding m e t h o d
S t o s u j ą c e k r a n o w a n i e według koncepcji p r z e d s t a w i o n e j na rys. 4 b , wyelimino
w a n y z o s t a j e w p ł y w upływności R^, R^ i R ^ n a z m i a n y przekładni dzielników* n a t o m i a s t p o z o s t a j e w p ł y w upływności R ^ i R^, k t ó r e bocznikują r e z y s t o r y r i R^. Je d n a k w p ł y w t e n jest p o mija lnie mały, b o w i e m r e z y s t o r y i* i R m a j ą w a r t o ś c i zna c z n i e m n i e j s z e niż R i R^ (np. 100 ... 1000 razy) i t y m s a m y m ł a two m o ż n a z a p e w n i ć spełnienie relacji r « R ^ o r a z « R^
E k r a n o w a n i e o m a w i a n e g o p r z y r z ą d u w y k o n a n o według s c h e m a t u p r z e d s t a w i o n e g o n a rvs. 5.
UL
Rys.5. S c h e m a t e k r a n o w a n i a p r z y r z ą d u Fig.5. D i a g r a m of i n s t r u m e n t shielding
b> Eliminacja zakłóceh o częstotliwości sieciowej
P r z e t w o r n i k IGL 7107 je s t z i n t e g r o w a n y m u k ł adem realizującym funkcje w o l t o m i e r z a c y f r o w e g o z p o d w ó j n y m c a ł k o w a n i e m E3, 53. Z a s a d a p o d w ó j n e g o całkowania umożliwia s k u t e c z n e wyeliminowanie w p ł y w u zakłócających napięć p r z e m i e n n y c h nakładających sie n a m i e r z o n e napieoie stałe. W p r z y p a d k u
w y k o r z y s t a n i a p r z e t w o r n i k a ICL 7107 jako p r z e t w o r n i k a i l o r a z o w e g o nie s ą spełnione w a r u n k i z a p e w n i a j ą c e o d p o r n o ś ć p r z e t w o r n i k a n a w y m i e n i o n e zakłócenia, p o n i e w a ż p r z y zmieniającej sie w a r t o ś c i napięcia odniesienia
ulega r ó w n i e ż z m i anie c z a s d r u g i e g o całkowania według zależności:
T =s T — (13>
n x U ł
N
gdzie: - c z a s p i e r w s z e g o całkowania»
kU - napięcie d o p r o w a d z o n e do w e j ścia p r z e t w o r n i k a w czasie p i e r w s z e g o całkowania.
Jeżeli c z a s p i e r w s z e g o całkowania T jest wielokrotnością* o k r e s u T
* 211 z
napięcia zakłóca ją c e g o u = U sin C — t + ? >, t o c z a s dł ugiego
Z mZ 1 Z
Z
całkowania Cz zakłóceniami) T oblicza sie z zależności:
N Z
T
N Z
*
I
U sin ] dt = k U T . <14>N N Z J mZ I T Z I x
o K Z J
Załóźmy, ź e a m p l ituda napięcia z a k ł ócającego U
m z
= Un
o r a z f a z a p o c z ą t k o w ą*-y>z t e g o napięcia jest taka. Ze p o w o d u j e m a k s y m a l n y błąd p o m i a r u rezvstancji. W ó w c z a s r o z w i ą z u j ą c r ó w n a n i e C14> i p o d s t a w i a j ą c zależności
<.4>, <7> i C13), o t r z y m u j e sie:
T T
Z NZ
■ I T T - Sln " — ’ C15>
N Z
gdzie: - błąd w z g l ę d n y p o m i a r u rezystancji s p o w o d o w a n y zakłóceniami.
Na rys. 6 p r z e d s t a w i o n a je s t z a l e ż n o ś ć błędu p o m i a r u rezystancji w funkcji R
jr— obliczonego n a p o d s t a w i e w z o r u C15> dla z akłóceń o częstotliwości
'n
sieciowej.
Z rys. 6 wynika, ż e s k ł a d o w a błędu p o m i a r u r e zystancji Ci r e z v s t y w n o ś c i > s p o w o d o w a n a zakłóceniami m o ż e być d u ż a (rządu 30%>. Bład t e n m o ż n a z m n i e j s z y ć w y d łużając c z a s p i e r w s z e g o całkowania, ale maleje w ó w c z a s często t l i w o ś ć pomiarów. S k u t e c z n y m s p o s o b e m o g r a niczenia w p ł y w u za* łócen na wynik p o m i a r u jest- z a s t o s o w a n i e filtru d o l n o p r z e p u s t o w e g o w t.orze p r z e t w a r z a n i a napięcia U^_. Układ filtru z a s t o s o w a n e g o w p r z y r z ą d z i e p r z e d s t a w i o n y jest n a rys. 7.
Vt o rnik w e j ś c i o w y z a p e w n i a w y m a g a n ą d u Z ą r e z y s t a n c j e w e j ś c i o w ą p r z e t w o r n i - t-.-r: Tłumienie i iltru sygnału z a k łócającego o czestotiiwósći sieciowej w n o s i około 40 dB O z n a c z a to. Z e dla napięcia zakłóca j ą c e g o o częstotliwości sieciowej i amplitudzie U ^ , m a k s y m a l n y błąd p o m i a r u rezvstancji s p o w o d o w a n y zakłóceniami mal e j e do około 0,2%.
R
Rys.6. Zal e 2 n o S C bledu p o m i a r u rezystancji &r w f unkcji w obecnoSci N
zaki6cefi
R Fig.6. D e p e n d e n c e of t h e r e s i s t a n c e m e a s u r e m e n t e r r o r S o n t h e ratio —
Rx R
N w h e n d i s t u r b a n c e s a r e p r e s e n t
Rys.7. Układ w e j ś c i o w y p r z e t w o r n i k a Fig.7. C o n v e r t e r input circuit
c> Z a b e z p i e c z e n i e p r z e d przepięciami i z w a r c i a m i R
X
V o p r a c o w a n y m p r z y r z ą d z i e z a s t o s o w a n o w i elostopniowe zabezpieczenie p r z e d m o żliwością d o p r o w a d z e n i a do w e j ś ć p r z e t w o r n i k a ICL 7107 napięć w y ż s z y c h o d dopuszczalnych. W t o r z e p r z e t w a r z a n i a napięcia kU (rys. 7>
z a s t o s o w a n o zabe z p i e c z e n i e r e z y s t a n c y j n o - d i o d o w o - p o j e m n o ś c i o w e . Z e względu n a d u ż e m i e r z o n e r e z y s t a n c j e takiego z a b e z p ieczenia nie m o ż n a z a s t o s o w a ć w t o r z e p r z e t w a r z a n i a napięcia U^. V celu ograniczenia s p a d k u napięcia na r e z y s t o r z e w czasie ładowania k o n d e n s a t o r a p o m i a r o w e g o z a w i e r a j ą c e g o
b a d a n y p r ó b k ę (R ) z a s t o s o w a n o w olne n a r a s t a n i e napięcia w y j ś c i o w e g o przetwornicy. Najbardziej n i e b e z p i e c z n e dla p r z y r z ą d u jest, z w a r c i e n a z a ciskach R Cnp. z w a r c i e elektrod w k o n d e n s a t o r z e p o m i a r o w y m ) . D l a tego w
X
p r z y r z ą d z i e z a s t o s o w a n o t r ó j s t o p n i o w y układ z a b e z p i e c z a j ą c y p r z e d s k u t k a m i takiego zwarcia. Z w a r c i e R p o w o d u j e w z r o s t p r ą d u I płynącego p r z e z re-
x p
z y s t o r R z a s t o s o w a n y w o b w o d z i e z a b e z p i e c z e n i a n a d p r ą d o w e g o p r z e t w o r n i c y P
W N i jej wyłączenie C13. Układ a u t o m a t y k i Cnie p r z e d s t a w i o n y n a rys. 7>
uniemożliwia załączenie p r z e k a ź n i k a P , gdv zadziała z a b e z p i e c z e n i e n a d p r ą d o w e p r z etwornicy. Układ r e z y s t a n c y j n o - d i o d o w y bocznikujący r e z y s t o r R ^ o g r a n i c z a s p a d e k napięcia n a t y m r e z y s t o r z e , z a b e z p i e c z a j ą c p r z e d u s z k o d z e n i e m układ z m i a n y z a k r e s O w pomi a r o w y c h .
d> D a n e t e c h n i c z n e p r z y r z ą d u
W w y k o n a n y m p r z y r z ą d z i e z a s t o s o w a n o napięcie p o m i a r o w e stałe 1000 V.
Z a k r e s p o m i a r o w y rezys t a n c j i (0,1 - 1999) 10S> O podzielono n a c z t e r y pod- z a k r e s y p r z e ł ą c z a n e p r z e ł ą cznikiem t y p u "IZOSTAT". Niedokładność p o m i a r u rezyst a n c j i zależy o d w a r t o ś c i m i e r z o n e j r e zystancji i wynosi: 1% p r z y p o m i a r z e r ezystancji w z a k r e s i e (0,1 - 1,999) 10 P 0, 2 % p r z y p o m i a r z e r e zystancji w z a k r e s i e (1 - 199,9) 10P O o r a z 5 % p r z y p o m i a r z e rezyst a n c j i w z a k r e s i e (100 - 1999) 10P O. P r z y w s p ó ł p r a c y z k o n d e n s a t o r e m p o m i a r o w y m f i r m y T e t t e x t y p u 2903 p r z y r z ą d umożliwia b e z p o ś r e d n i p o m i a r r e z y s t y w n o ś c i w z a k r e s i e (0,1 - 1999) 10*° Om. Z a k r e s t e n r ó w n i e ż podzielono n a c z t e r y podzaki-f-sy, p r z e ł ą c z a n e t y m s a m y m p rzełącznikiem co p r z y p o m i a r z e r e zystancji. J a k o w s k a ź n i k w y j ś c i o w y z a s t o s o w a n o w s k a ź n i k s i e d m i o s e g m e n t o w y z diodami elektrolumi n e s c e n c y j n y m i o m a k s y m a l n y m w s k a z a n i u 1999, p r z y c z y m przecinek dziesiętny j e s t s t e r o w a n y p r zełącznikiem z a k r esów. C z a s ustala
nia w s k a z a ń p r z y r z ą d u wy n o s i około 4 s od chwili włączenia przetwornicy.
4. Wnioski
Badania l a b o r a t o r y j n e p r z y r z ą d u w y k o n a n e g o wed ł u g p r z e d s t a w i o n e j k o n cepcji potwierdziły je g o p r z y d a t n o ś ć do p o m i a r u rezys t a n c j i i r e z y s t y w n o ś c i dielektryków ciekłych ( z w ł a s z c z a oleju t r a n s f o r m a t o r o w e g o o r a z wazeliny k o n d e n s a t o r o w e j ) * z g o d n i e z w y m o g a m i o d p o w i e d n i c h norm.
Istotnymi zaletami o p i s a n e g o r o z w i ą z a n i a u k ł a d o w e g o (z i l o r a z o w y m p r z e t w o r n i k i e m w e j ś c i o w y m ) są:
- m o ż l i w o ś ć d o k o n y w a n i a ciągłej kontroli z m i a n b a d a n e j r e zystancji (np. w l unkc ji z m i a n t e m p e r a t u r y ) ,
- w y eliminowanie w p ł y w ó w niestabilności źródła napięcia p o m i a r o w e g o n a wyniki p o m i a r ó w ,
liniowość p r z e t w a r z a n i a ,
b e z p o ś r e d n i odc z y t m i e r z o n y c h wielkości (bez konieczności d o k o n y w a n i a obliczeń).
Z a s t o s o w a n y w p r z y r z ą d z i e s y s t e m ekranowafi i zab*»zpi«czt#ii umożliwił osiągniecie zadowa l a j ą c e j o d p o r n o ś c i p r z y r z ą d u n a zakłócenia o częstotliwości sieciowej, przepięcia o r a z z w a r c i a z acisków pomiarowych.
P r z y r z ą d m o ż e być r ó w n i e ż w y k o r z y s t a n y do badania dielektryków stałych o r e z y s t a n c j a c h z a w a r t y c h w g r a n icach 10® - 2 1012 ił p r z y napięciu p o m i a r o w y m 1000 V.
L I T E R A T U R A
[13 B o r k o w s k i A.: Układy scalone w stabilizatorach napięcia stałego. WNT, W a r s z a w a 1985.
l23 Kelner J., P a w ł owski W.: R o z s z e r z e n i e z a s t o s o w a ń p r z e t w o r n i k a a / c ICL 7100. Radioelektronik nr* 8/1990.
[33 Kulka Z., Libura A., N a d a c h o w s k i M.: Przetworniki a n a l o g o w o - c y f r o w e i cvi r o w o - a n a l o g o w e . WK Ł , W a r s z a w a 1987.
[43 Miłek M.: K o m p a r a c j a wielkości elektrycznych i mag n e t y c z n y c h . Z.N.
Pol. łSl. " E L E K T R Y K A " , n r 696, z. 77, Gliwice 1981.
C53 S t e n z e l J.: W o l t o m i e r z e c y f r o w e z układami scalonymi ICL 7107 i ICL 7106 lritersil. Radioelektronik n r 41/1982 i ni* 5/1982.
£63 S z a d k o w s k i B.: S y n t e z a m e t o d p o m i a r u immitancji. Z.N. Pol. £l.
" E L E K T R Y K A " , n r 802, z. 93, Gliwice 1984.
[73 P N - 8 4 / E - 0 4 4 0 9 Materiały elektroizolacyjne ciekłe. P o m i a r y współ c z y n nika s t r a t dielektrycznych, przenikalności elektrycznej względnej i r e z y s t y w n o ś c i .
[83 PN-72/ C - 9 6 0 5 8 P r z e t w o r y naftowe. Olej t r a n s f o r m a t o r o w y . [93 B N - 65/0537 W a zelina k o n d e n s a t o r o w a .
Recenzent: Prof. dr hab. inż. Z y g m u n t K u ś m i e r e k
Wpłynęło do Redakcji dnia 28 s tycznia 1992 r.
I N S T R U M E N T F O R M E A S U R I N G LIQUID D I E LECTRIC RESISTIVITY
A b s t r a c t
T h e paper* p r e s e n t s t h e idea of a modified c o m p a r a t o r s y s t e m <fig.2). It h a s b e e n p r o v e d t h a t it is possible to c h eck continuously resistivity c h a n g e s by m e a n s of this i n s t r u m e n t while p r e s e r v i n g c o n v e r s i o n linearity, direct r e a d - o u t (i o r m u l a 9 a n d 12>, a n d indication i n d e p e n d a n c e of supply voltage changes. D e scription of t h e i n s t r u m e n t m o d e according t o t h a t idea, wi t h ICL 7107 dividing c o n v e r t e r a t t h e o u t p u t h a s b e e n given Cfig.3>. S o m e c o n c e p t i o n s of circuits eliminating t h e disturbing e l e c t s a nd p r o t e c t i n g t h e i n s t r u m e n t f r o m d a m a g e during its o p e r a t i o n h a v e b e e n s u g e s t e d Cfig.5 a n d 7>. Technical p a r a m e t e r s of t h e e x e c u t e d i n s t r u m e n t , designed f o r t r a n s f o r m e r oil a n d c a p a citor vaseline resistivity m e a s u r e m e n t s , h a v e b e e n p r e s ented. T h e i n s t r u m e n t c o - o p e r a t e s w i t h a t e t t e x m e a s u r i n g capac i t o r t y p e 2903.
