1tom251

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 504

współczynnik tłumienia określony zależnością

00.1)

przy czym: H_e i H_i — natężenie pola magnetycznego odpowiednio na zewnątrz i wewnątrz ekranu.

Za dostatecznie skuteczne uznaje się ekranowanie wówczas, gdy k, > 60 dB. Wymaga się szczelności i ciągłości połączeń ekranów, a nawet wykładziny ściennej z materiałów oporowych, sprzyjających tłumieniu zakłóceń wewnętrznych.

10.1.2. Źródła napięć i prądów probierczych

Zespoły probiercze napięć przemiennych

Próby urządzeń elektrycznych przy napięciu przemiennym należą do podstawowych i najbardziej powszechnych badań wysokonapięciowych. Do prób tych są używane specjalne zespoły probiercze o górnym napięciu dochodzącym obecnie do kilku megawol-tów i częstotliwości utrzymywanej — zgodnie z zaleceniami normatywnymi [10.12] — w granicach 40-^62 Hz. Zasadniczymi elementami takich zespołów są: źródło napięcia niskiego, urządzenie regulacyjne, transformator probierczy i element tłumiący. Niezbędna moc układu jest wyznaczona przez przewidywane obciążenie S„ z uwzględnieniem strat ulotowych, upływowych i polaryzacyjnych AS.

Moc obciążenia wyraża się zależnością

(10.2)

w której: U i w — wartość skuteczna i pulsacja napięcia probierczego; C — pojemność obiektu badanego.

W przypadku kabli i kondensatorów pojemność C może mieć wartość rzędu 10² nF, a wymagana moc układu — kilka megawoltoampcrów.

Moc zwarciowa układu S_z = ł.X_z musi spełniać warunek

X.

(10.3)

Wówczas przy reaktancji układu X, prąd zwarciowy I, będzie wystarczający do uformowania wyładowania (przeskoku lub przebicia). Zwykle /. * 1 A, ale w przypadku prób specjalnych np. zabrudzeniowych I. > 5 A. a nawet — przy dużej rezystancji obwodu —    » 10 A.

Źródła napięć stałych

Napięcie stałe w laboratorium wysokich napięć jest niezbędne do badania obiektów o dużej pojemności, do zasilania generatorów¹ impulsowych i do prób specjalnych. Jego źródłem są konwertory napięcia przemiennego i generatory elektrostatyczne.

Najprostszy układ konwertorowy (rys. 10.3a) zawiera źródło napięcia przemiennego (transformator Tr z regulatorem RN), z którego przez prostownik D i rezystor tłumiący R, jest ładowana pojemność. Jako prostowniki są stosowane układy elementów półprzewod-

t

Rys. 10.3. Zasilacz napięcia stałego jednostopniowy: a) schemat układu; b) odpowiadające mu przebiegi napięcia

u.

nikowych — zwykle krzemowych (ze względu na napięcie zwrotne sięgające 100 kV), a niekiedy jeszcze — próżniowych (kenotrony). Na zaciskach rezystancji obciążenia układu R₀ powstaje napięcie wyprostowane U o przebiegu pulsującym poniżej amplitudy napięcia zasilania z częstotliwością /(rys. 10.3b). Przy średniej wartości napięcia

wyprostowanego U _ = — ([/„ + l/_min), amplitudę jego pulsacji można wyrazić zależnością

A U_m

l/_

2JKC

(10.4)

Generatory udarów napięciowych

Generatory udarowe są stosowane do odwzorowania narażeń przepięciowych pochodzenia piorunowego i łączeniowego. Zasadniczymi elementami generatorów są: przedstawiony na rys. 10.3a zasilacz napięcia stałego i kształtujący udar układ pojemności i rezystorów z iskiernikami. Z zasilacza jest ładowana pojemność C, do napięcia U₀, powodującego przeskok na iskierniku włączającym / (rys. 10.4a). We włączonym w ten sposób obwodzie nakładają się na siebie dwa przebiegi (rys. 10.4d):

—    przebieg rozładowania pojemności C_Ł (krzywa 1) w obwodzie z rys. 10.4b,

—    przebieg ładowania pojemności C₂ (krzywa 2) w obwodzie z rys. 10.4c.

W rezultacie na pojemności C₂, a więc i na wyjściu generatora jest napięcie

u(0 =

V_m

tiR,C₂

cxp

(10.5)

gdzie: U_m — wartość szczytowa udaru; r\ — sprawmość napięciowa generatora (ą = UJU₀); — stała czasowa ładowania pojemności C₂; t₂ — stała czasowa rozładowania pojemności C,.

Rys. 10.4 Generator udarów napięciowych jednostopniowy: a) schemat ideowy; b) obwód rozładowania pojemności C,; c) obwód ładowania pojemności C,; d) przebiegi:

1    — rozładowania.

2    — ładowania, 3 wypadkowa

Uo    Tl *2

U' =--

R,C₂ Tj—t,

Wartość U_m zależy od odstępu elektrod iskiernika / i występuje przy czasie t_m. Związki między parametrami r₂, tj i t_m oraz C_x, C₂, i podano w tabl. 10.2. Zależność między stałymi x₁ i t₂ a kształtem udaru T,/T₂ przedstawiono na rys. 10.5. Częstość udarów wytwarzanych przez generator zależy od wartości napięcia ładowania i stałej

czasowej t = R,C_l, a energia generatora wynosi W--

ra wielostopniowego jest przedstawiona np. w [10.5],

■- — CU o- Zasada działania generato