Контрольнаяработа
Дисциплина:«Электрические измерения»
План
Введение
1. Измерение сопротивления электрической цепи и изоляции
2. Измерение активной и реактивной мощности
3. Измерение магнитных величин
Список литературы
Введение
Задачи магнитных измерений. Область электроизмерительной техники, которая занимается измерениями магнитных величин, обычно называют магнитными измерениями. С помощью методов и аппаратуры магнитных измерений решаются в настоящее время самые разнообразные задачи. В качестве основных из них можно назвать следующие: измерение магнитных величин (магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и т. д.); определение характеристик магнитных материалов; исследование электромагнитных механизмов; измерение магнитного поля Земли и других планет; изучение физико-химических свойств материалов (магнитный анализ); исследование магнитных свойств атома и атомного ядра; определение дефектов в материалах и изделиях (магнитная дефектоскопия) и т. д.
Несмотря на разнообразие задач, решаемых с помощью магнитных измерений, определяются обычно всего несколько основных магнитных величин: Причем во многих способах измерения магнитных величин фактически измеряется не магнитная, а электрическая величина, в которую магнитная величина преобразуется в процессе измерения. Интересующая нас магнитная величина определяется расчетным путем на основании известных зависимостей между магнитными и электрическими величинами. Теоретической основой подобных методов является второе уравнение Максвелла, связывающее магнитное поле с полем электрическим; эти поля являются двумя проявлениями особого вида материи, именуемого электромагнитным полем.
Используются в магнитных измерениях и другие (не только электрические) проявления магнитного поля, например механические, оптические.
Настоящая глава знакомит читателя лишь с некоторыми способами определения ее основных магнитных величин и характеристик магнитных материалов.
1. Измерение сопротивления электрическойцепи и изоляции
Средства измерений
К средствам измеренияизоляции относятся мегомметры: ЭСО 202, Ф4100, М4100/1-М4100/5, М4107/1,М4107/2, Ф4101. Ф4102/1, Ф4102/2, BM200/G и другие, выпускаемые отечественнымии зарубежными фирмами. Сопротивление изоляции измеряют мегомметрами (100-2500В)со значениями измеренных показателей в Ом, кОм и МОм.
1. Квыполнению измерений сопротивления изоляции допускается обученныйэлектротехнический персонал, имеющий удостоверение о проверке знаний иквалификационную группу по электробезопасности не ниже 3-й, при выполненииизмерений в установках до 1000 В, и не ниже 4-й, при измерении в установкахвыше 1000 В.
2. Кобработке результатов измерений могут быть допущены лица из электротехническогоперсонала со средним или высшим специальным образованием.
3. Анализрезультатов измерений должен проводить персонал, занимающийся вопросамиизоляции электрооборудования, кабелей и проводов.
Требования безопасности
1. Привыполнении измерений сопротивления изоляции должны быть соблюдены требованиябезопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019.80, ГОСТ 12.2.007-75, Правиламиэксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности приэксплуатации электроустановок потребителей.
2. Помещения,используемые для измерения изоляции, должны удовлетворять требованиям взрыво- ипожарной безопасности по ГОСТ 12.01.004-91.
3. Средстваизмерений должны удовлетворять требованиям безопасности по ГОСТ 2226182.
4. Измерениямегомметром разрешается выполнять обученным лицам из электротехническогоперсонала. В установках напряжением выше 1000 В измерения производят по нарядудва лица, одно из которых должно иметь по электробезопасности не ниже IVгруппы. Проведение измерений в процессе монтажа или ремонта оговаривается внаряде в строке «Поручается». В установках напряжением до 1000 Визмерения выполняют по распоряжению два лица, одно из которых должно иметьгруппу не ниже III. Исключение составляют испытания, указанные в п. БЗ.7.20.
5. Измерениеизоляции линии, могущей получить напряжение с двух сторон, разрешаетсяпроводить только в том случае, если от ответственного лица электроустановки,которая присоединена к другому концу этой линии, получено сообщение потелефону, с нарочным и т.п. (с обратной проверкой) о том, что линейныеразъединители и выключатель отключены и вывешен плакат «Не включать.Работают люди».
6. Передначалом испытаний необходимо убедиться в отсутствии людей, работающих на тойчасти электроустановки, к которой присоединен испытательный прибор, запретитьнаходящимся вблизи него лицам прикасаться к токоведущим частям и, если нужно,выставить охрану.
7. Дляконтроля состояния изоляции электрических машин в соответствии с методическимиуказаниями или программами измерения мегомметром на остановленной иливращающейся, но не возбужденной машине, могут проводиться оперативнымперсоналом или, по его распоряжению, в порядке текущей эксплуатации работникамиэлектролаборатории. Под наблюдением оперативного персонала эти измерения могутвыполняться и ремонтным персоналом. Испытания изоляции роторов, якорей и цепейвозбуждения может проводить одно лицо с группой по электробезопасности не нижеIII, испытания изоляции статора — не менее чем два лица, одно из которых должноиметь группу не ниже IV, а второе — не ниже III.
8. Приработе с мегомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым онприсоединен, запрещается. После окончания работы необходимо снять остаточныйзаряд с проверяемого оборудования посредством его кратковременного заземления.Лицо, производящее снятие остаточного заряда, должно пользоватьсядиэлектрическими перчатками и стоять на изолированном основании.
9. Производствоизмерений мегомметром запрещается: на одной цепи двухцепных линий напряжениемвыше 1000 В, в то время когда другая цепь находится под напряжением; наодноцепной линии, если она идет параллельно с работающей линией напряжениемвыше 1000 В; во время грозы или при ее приближении.
10. Измерениесопротивления изоляции мегомметром осуществляется на отключенных токоведущихчастях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление стоковедущих частей следует снимать только после подключения мегомметра. Приснятии заземления необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.
Условия выполненияизмерений
1. Измеренияизоляции должны проводиться в нормальных климатических условиях по ГОСТ15150-85 и при нормальном режиме питающей сети или оговоренных в заводскомпаспорте — техническом описании на мегомметры.
2. Значениеэлектрического сопротивления изоляции соединительных проводов измерительнойсхемы должно превышать не менее чем в 20 раз минимально допускаемое значениеэлектрического сопротивления изоляции испытуемого изделия.
3. Измерениепроводят в помещениях при температуре 25±10 °С и относительной влажностивоздуха не более 80%, если в стандартах или технических условиях на кабели,провода, шнуры и оборудование не предусмотрены другие условия.
Подготовка к выполнениюизмерений
При подготовке квыполнению измерений сопротивления изоляции проводят следующие операции:
1. Проверяютклиматические условия в месте измерения сопротивления изоляции с измерениемтемпературы и влажности и соответствие помещения по взрыво- пожароопасности дляподбора, к соответствующим условиям, мегомметра.
2. Проверяютпо внешнему осмотру состояние выбираемого мегомметра, соединительныхпроводников, работоспособность мегаомметра согласно техническому описанию намегомметр.
3. Проверяютсрок действия госповерки на мегомметр.
4. Подготовкуизмерений образцов кабелей и проводов выполняют согласно ГОСТ 3345-76.
5. Привыполнении периодических профилактических работ в электроустановках, а такжепри выполнении работ на реконструируемых объектах в электроустановках подготовкурабочего места выполняет электротехнический персонал предприятия, гдевыполняется работа согласно правилам ПТБЭЭП и ПЭЭП.
Выполнение измерений
1.Отсчетзначений электрического сопротивления изоляции при измерении проводят поистечении 1 мин с момента приложения измерительного напряжения к образцу, но неболее чем через 5 мин, если в стандартах или технических условиях на конкретныекабельные изделия или на другое измеряемое оборудование не предусмотрены другиетребования.
Перед повторнымизмерением все металлические элементы кабельного изделия должны быть заземленыне менее чем за 2 мин.
2.Электрическоесопротивление изоляции отдельных жил одножильных кабелей, проводов и шнуровдолжно быть измерено:
для изделий безметаллической оболочки, экрана и брони — между токопроводящей жилой иметаллическим стержнем или между жилой и заземлением;
для изделий сметаллической оболочкой, экраном и броней — между токопроводящей жилой иметаллической оболочкой или экраном, или броней.
3.Электрическоесопротивление изоляции многожильных кабелей, проводов и шнуров должно бытьизмерено:
для изделий безметаллической оболочки, экрана и брони — между каждой токопроводящей жилой иостальными жилами, соединенными между собой или между каждой токопроводящей;жилой и остальными жилами, соединенными между собой и заземлением;
для изделий сметаллической оболочкой, экраном и броней — между каждой токопроводящей жилой иостальными жилами, соединенными между собой и с металлической оболочкой илиэкраном, или броней.
4.Припониженном сопротивлении изоляции кабелей проводов и шнуров, отличной отнормативных правил ПУЭ, ПЭЭП, ГОСТ, необходимо выполнить повторные измерения сотсоединением кабелей, проводов и шнуров от зажимов потребителей и разведениемтоковедущих жил.
5.Приизмерении сопротивления изоляции отдельных образцов кабелей, проводов и шнуров,они должны быть отобраны на строительные длины, намотанные на барабаны или вбухты, или образцы длиной не менее 10 м, исключая длину концевых разделок, еслив стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры не оговоренадругая длина. Число строительных длин и образцов для измерения должно бытьуказано в стандартах или технических условиях на кабели, провода и шнуры.
Измерение изоляциипреобразователей
1. Измерение электрическогосопротивления, изоляции преобразователей проводят в соответствии с требованияминастоящего стандарта, а при воздействии климатических факторов измерениесопротивления изоляции проводят с учетом ГОСТ/16962-71. Средства измерений:мегомметры и омметры по ГОСТ 16862-71. Измерение электрического сопротивленияизоляции проводят: в нормальных климатических условиях; при верхнем значениитемпературы окружающей среды после установления в преобразователе тепловогоравновесия; при верхнем значении относительной влажности. Сопротивлениеизоляции измеряют между электрически не соединенными между собой цепями; электрическимицепями и корпусом. В ТУ или конструкторской документации на преобразователиконкретных серий и типов указывают выводы, между которыми должно быть измереносопротивление и значение постоянного напряжения, при котором проводится этоизмерение. Если один из выводов или элементов по схеме соединен с корпусом, тоэта цепь на время испытаний должна быть разъединена. При измерениисопротивления изоляции преобразователей должны выполняться следующие условия:
Таблица 1.Номинальное напряжение цепи, В Напряжение измерительного прибора, В До 100 включительно Свыше 100 до 500 включительно Свыше 500 до 1000 включительно Свыше 1000 100 250-1000 500-1000 2500
Перед испытаниямипреобразователь должен быть отсоединен от внешних питающих сетей и нагрузки;входные(выходные) выводы преобразователя, конденсаторы, связанные с силовыми цепями, атакже анодные, катодные и выводы управления силовых полупроводниковых приборовдолжны быть соединены между собой или зашунтированы;контактыкоммутационной аппаратуры силовых цепей должны быть замкнуты или зашунтированы;электрическиецепи, содержащие полупроводниковые приборы и микросхемы, необходимо отключитьи, при необходимости, подвергнуть испытаниям отдельно;напряжениеизмерительного прибора при измерении сопротивления изоляции в зависимости отноминального (амплитудного) значения напряжения цепи выбирают по табл. 1.
При необходимостисопротивление изоляции измеряют при более высоких напряжениях, но непревышающих испытательное напряжение цепи. Измерение сопротивления изоляциипреобразователей, состоящих из нескольких шкафов, допускается проводитьотдельно по каждому шкафу.
Если измеряютсопротивление изоляции каждого шкафа и (или) конструктивного узлапреобразователя, то значение сопротивления изоляции каждого шкафа и (или)конструктивного узла должно быть указано в ТУ на преобразователи конкретныхсерий и типов.
Величиныминимально-допустимых сопротивлений изоляции для силовых кабелей, выключателей,выключателей нагрузки, разъединителей, вентильных разрядников, сухих реакторов,измерительных трансформаторов, КРУ 6-10 кВ внутренней установки,электродвигателей переменного тока, стационарных, передвижных и комплектныхиспытательных устройств приведены в табл. 2.
Обработка результатовизмерений
1. Если измерение длякабельных изделий проводилось при температуре, отличающейся от 20 °С, атребуемое стандартами или техническими условиями на конкретные кабельныеизделия, значение электрического сопротивления изоляции нормировано притемпературе 20 °С, то измеренное значение электрического сопротивления изоляциипересчитывают на температуру 20°С по формуле:
R20=KRt,
где R20 — электрическоесопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм; Rt — электрическоесопротивление изоляции при температуре измерения, МОм; К — коэффициент дляприведения электрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С, значениякоторого приведены в приложении к настоящему стандарту.
При отсутствиипереводных коэффициентов арбитражным методом является измерение электрическогосопротивления изоляции при температуре (20±1)°С. 10.2. Пересчет электрическогосопротивления изоляции R на длину 1 км должен быть проведен по формуле:
R=R20L,
где R20 — электрическоесопротивление изоляции при температуре 20 °С, МОм; L — длина испытуемогоизделия без учета концевых участков, км. Коэффициент К приведенияэлектрического сопротивления изоляции к температуре 20 °С. Погрешность величинысопротивления изоляции подсчитывают по рекомендациям, указанным в техническихописаниях и инструкциях по эксплуатации на мегомметры с учетом внешних влияющихфакторов.
Оформление результатовизмерений
Результаты измеренийвносятся в протоколы испытания кабелей до и свыше 1000 В, а также в протоколыпо профилактическим наладочным работам по устройствам РЗА иэлектрооборудования. Наименование измерений сопротивления изоляций Нормируемое значение, Мом, не менее Напряжения мегомметра, В Указания Кабели силовые выше 1000 В Не нормируется 2500 При испытании повышенным напряжением сопротивление изоляции R60 должно быть одинаковым до и после испытаний Кабели силовые до 1000В 1 1000 Масляные выключатели: 1. Подвижных и направляющих частей выполненных из органического материала. 3-10кВ, 300 2500 15-150кВ 1000 220кВ 3000 2. Вторичных цепей, в том числе включающих и отключающих катушек. 1 1000 З.Выключатели нагрузки: измерение сопротивления изоляции включающей и отключающей катушек 1 500-1000 Сопротивление изоляции силовой части не измеряется, а испытывается повышенным напряжением промышленной частоты 4. Разъединители, короткозамыкатели и отделители: Производится только при положительных температурах окружающего воздуха 1.Поводков тяг, выполненным из органических материалов 3-10кВ 300 2500 15-150кВ 1000 2500 220кВ 3000 2500 Измерение сопротивления элемента вентильного разрядника на напряжение: Сопротивление разрядника или его элемента должно отличаться не более чем на 30% от результатов измерения выше 3 кВ и выше 2500 менее 3 кВ 1000 на заводе-изготовителе или предыдущих измерений при эксплуатации Сухие реакторы. Измерение сопротивления обмоток относительно болтов крепления 0,5 1000-500 После капитального ремонта. 0,1 1000-500 В эксплуатации Измерительные трансформаторы напряжения выше 1000В: Не нормируется. 2 500 При оценке состояния вторичных обмоток можно ориентироваться на следующие средние значения сопротивления исправной обмотки: у встроенных ТТ — 10 МОм, у выносных ТТ- 50 МОм первичных обмоток, вторичных обмоток Не ниже 1 вместе с под- соединенными цепями 1000 КРУ 3-10кВ: первичны е цепи вторичны е цепи 300 2 500 Измерение выполняется при полностью собранных цепях 1 500-1000 В Электродвигатели переменного тока вы ше 660 В Не Должны учитываться при необходимости сушки. нормируется 2500 обм. статора. до 660 В 1 1000 Обмотки статора у эл. двигателей на напряжение вы ше 3000 В или мощность более 3000 кВТ R60/R15 2500 Производится у синхронны х двигателей и асинхронных двигателей с фазным ротором напряжением 3000 В и выше или мощностью выше 1000 кВт Не нормируется 1000В Обмотки ротора /> Стационарные, передвижные, переносные комплектные испытательные установки. Не нормируется 2500 Измерение изоляции цепей и аппаратуры напр. выше 1000В. Цепей и аппаратуры на напряжение до 1000 В 1 1000 Машины постоянного тока: Сопротивление изоляции обмоток измерение изоляции обмоток и бандажей до 500В, 0,5 500 измеряется относительно корпуса, а бандажей — относительно корпуса и выше 500В 1 000 удерживаемых им обмоток вместе с соединенными с ними цепями и кабелями Силовые и осветительные электропроводки 0,5 1000 Распределительные устройства, щиты и токопроводы 0,5 1000 Вторичны е цепи управления, защиты и автоматики Шинки постоянного тока 1 500-1000 10 500-1000 Каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей 1 500-1000 Цепи управления, защиты, автоматики, телемеханики, возбуждения машин пост. тока на напряжение 500-1000В, присоединенным к цепям главных РУ 1 500-1000 Сопротивление изоляции цепей напряжением до 60 В, нормаль но питающихся от отдельных источников, измеряется мегом- метром на 500 В и должно быть не менее 0,5 МОм Цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами: выше 60 В 0,5 500 60 и ниже 0,5 100
2. Измерение активной и реактивной мощности
Измерение реактивноймощности осуществляется с помощью специального прибораварметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда прибороввольтметра, амперметра, фазометра.
Реактивная мощность —величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудованиеизменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:
Q = UIsin φ
Единица измеренияреактивной мощности — вольт-ампер реактивный (вар). Реактивная мощность вэлектрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падениенапряжения. В электроустановках специального назначения (индукционные печи)реактивная мощность значительно больше активной. Это приводит к увеличениюреактивной составляющей тока и вызывает перегрузку источников электроснабжения.Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрическихустановок осуществляется компенсация реактивной мощности.
Чтобы правильноопределить необходимое значение мощности установки компенсации реактивноймощности надо произвести измерения в электросети.
Применение современныхэлектрических измерительных приборов на микропроцессорной технике позволяетпроизводить более точную оценку величины энергии в сети.
Анализатор качестваэнергии и параметров сети потребителей является универсальной измерительнойсистемой, предназначенной для измерения, хранения в памяти и контроляэлектрических параметров в электросетях с низким и средним напряжением.Измерение осуществляется в однофазных и трёхфазных сетях. Одним из главныхдостоинств анализатора качества энергии и параметров сети потребителей являютсявысокая точность измерений, компактные размеры и возможность измерения гармониктока и напряжения в сети. Один анализатор качества энергии и параметров сетипотребителей совмещает в себе 13 различных измерительных приборов: амперметр,вольтметр, ваттметр, измерители реактивной и полной мощности, коэффициентамощности cos φ, частотомер, анализатор гармоник тока и напряжения,счётчики активной, реактивной и полной потребляемой электроэнергии. Трёхфазнаяэлектронная измерительная система прибора измеряет и оцифровывает действующиезначения напряжения и тока в трёхфазной сети с частотой 50/60 Гц. Приборпроизводит 2 измерения в течение секунды. Из полученных значениймикропроцессором высчитываются электрические параметры. Максимальные,минимальные значения параметров и программные данные сохраняются в памяти.Выбранные измеряемые значения, а также данные о перебоях в сети записываются вбуферную память с указанием даты и времени. После чего данную информацию можнопросмотреть и проанализировать на мониторе компьютера или распечатать напринтере.Измерениемощности
Измерениемощности должно производиться в цепях:
1)генераторов — активной и реактивной мощности.
При установкена генераторах мощностью 100 МВт и более щитовых показывающих приборов их классточности должен быть не хуже 1,0.
Наэлектростанциях мощностью 200 МВт и более должна также измеряться суммарнаяактивная мощность.
Рекомендуетсяизмерять суммарную активную мощность электростанций мощностью менее 200 МВт принеобходимости автоматической передачи этого параметра на вышестоящий уровеньоперативного управления;
2) конденсаторныхбатарей мощностью 25 Мвар и более и синхронных компенсаторов — реактивноймощности;
3)трансформаторов и линий, питающих СН напряжением 6 кВ и выше тепловыхэлектростанций, — активной мощности;
4) повышающихдвухобмоточных трансформаторов электростанций — активной и реактивной мощности.В цепях повышающих трехобмоточных трансформаторов (или автотрансформаторов сиспользованием обмотки низшего напряжения) измерение активной и реактивноймощности должно производиться со стороны среднего и низшего напряжений.
Длятрансформатора, работающего в блоке с генератором, измерение мощности состороны низшего напряжения следует производить в цепи генератора;
5) понижающихтрансформаторов 220 кВ и выше — активной и реактивной, напряжением 110-150 кВ — активной мощности.
В цепяхпонижающих двухобмоточных трансформаторов измерение мощности должнопроизводиться со стороны низшего напряжения, а в цепях понижающихтрехобмоточных трансформаторов — со стороны среднего и низшего напряжений.
Наподстанциях 110-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения измерениемощности допускается не выполнять. При этом должны предусматриваться места дляприсоединения контрольных показывающих или регистрирующих приборов;
6) линийнапряжением 110 кВ и выше с двусторонним питанием, а также обходныхвыключателей — активной и реактивной мощности;
7) на другихэлементах подстанций, где для периодического контроля режимов сети необходимыизмерения перетоков активной и реактивной мощности, должна предусматриватьсявозможность присоединения контрольных переносных приборов.
При установкещитовых показывающих приборов в цепях, в которых направление мощности можетизменяться, эти приборы должны иметь двустороннюю шкалу.
Должнапроизводиться регистрация:
1) активноймощности турбогенераторов (мощностью 60 МВт и более);
2) суммарноймощности электростанций (мощностью 200 МВт и более).
3. Измерение магнитных величин
Задачи магнитныхизмерений. Область электроизмерительной техники, которая занимается измерениямимагнитных величин, обычно называют магнитными измерениями. С помощью методов иаппаратуры магнитных измерений решаются в настоящее время самые разнообразныезадачи. В качестве основных из них можно назвать следующие:
— измерение магнитных величин (магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и т. д.);
— определение характеристик магнитных материалов;
— исследование электромагнитных механизмов;
— измерение магнитного поля Земли и других планет;
— изучение физико-химических свойств материалов (магнитный анализ);
— исследование магнитных свойств атома и атомного ядра; определение дефектов в материалах и изделиях (магнитная дефектоскопия) и т. д.
Несмотря на разнообразие задач, решаемых с помощью магнитных измерений, определяются обычно всего несколько основных магнитных величин: магнитный поток Ф, магнитная индукция В, напряженность магнитного поля H, намагниченность М, магнитный момент т и др. Причем во многих способах измерения магнитных величин фактически измеряется не магнитная, а электрическая величина, в которую магнитная величина преобразуется в процессе измерения. Интересующая нас магнитная величина определяется расчетным путем на основании известных зависимостей между магнитными и электрическими величинами. Теоретической основой подобных методов является второе уравнение Максвелла, связывающее магнитное поле с полем электрическим; эти поля являются двумя проявлениями особого вида материи, именуемого электромагнитным полем.
Используются в магнитных измерениях и другие (не только электрические) проявления магнитного поля, например механические, оптические.
Меры магнитных величин. Единицы магнитных величин воспроизводятся с помощью соответствующих эталонов. У нас в стране имеется первичный эталон магнитной индукции и первичный эталон магнитного потока. Для передачи размера единиц магнитных величин от первичных эталонов рабочим средствам измерений используют рабочие эталоны, образцовые и рабочие меры магнитных величин и образцовые средства измерений. Примером передачи размера единиц может служить градуировка или поверка приборов для измерения магнитных величин, которая проводится с помощью мер магнитных величин и образцовых средств измерений.
В качестве меры магнитной индукции (напряженности магнитного поля)могут быть использованы катушки специальной конструкции (например, кольца Гельмгольца, соленоид), по обмоткам которых протекает постоянный ток, постоянные магниты.
В качестве меры магнитного потока обычно используют взаимоиндуктивную меру магнитного потока, состоящую из двух гальванически не связанных между собой обмоток и воспроизводящую магнитный поток, сцепляющийся с одной из обмоток, когда по другой обмотке протекает электрический ток.
Принципы построения приборов для измерения магнитных величин. В настоящее время известно много разнообразных приборов и способов для измерения магнитной индукции, магнитного потока и напряженности магнитного поля. Как правило, прибор для измерения магнитных величин состоит из двух частей — измерительного преобразователя, назначением которого является преобразование магнитной величины в величину иного вида (электрическую, механическую), более удобную для дальнейших операций, и измерительного устройства для измерения выходной величины измерительного преобразователя.
Измерительные преобразователи, входной величиной которых является магнитная величина, называют магнитоизмерительными и в соответствии с видом выходной величины делят на три основные группы: магнитоэлектрическиепреобразователи (выходная величина электрическая), магнитомеханические(выходная величина механическая) магнитооптические (выходная величина оптическая).
В каждой из этих групп много разновидностей преобразователей, основой для создания которых служат те или иные физические явления. В качестве основных, наиболее широко используемых явлений могут быть названы следующие:
— явление электромагнитной индукции;
— силовое взаимодействие измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита или контура с током;
— гальваномагнитные явления;
— явление изменения магнитных свойств материалов в магнитном поле;
— явления, возникающие при взаимодействии микрочастиц с магнитным полем.
Вторая часть прибора для измерения магнитных величин может быть либо обычным прибором для измерения электрической величины, либо прибором со специальными характеристиками.
1. Применение баллистического гальванометра
В лабораторной практике при исследованиях электрических машин, аппаратов, трансформаторов, при испытаниях магнитных материалов, применяемых в производстве на электротехнических заводах, часто возникает необходимость измерения магнитных величин, как то: магнитного потока, магнитной индукции, магнитодвижущей силы, напряженности магнитного поля, магнитной проницаемости, а также потерь на гистерезис и вихревые токи в ферромагнитных материалах.
В большинстве случаев магнитные величины измеряют косвенным методом — путем измерения тех или иных электрических величин (тока, э.д.с., количества электричества), функционально связанных с измеряемой магнитной величиной. Измерения магнитных величин в настоящее время составляют большой самостоятельный раздел измерительной техники с глубоко развитой теорией.
Некоторые методы и аппаратуру для магнитных измерений используют не только в лабораториях, специализированных в области магнитных измерений, но также и в более универсальных лабораториях, занимающихся испытаниями и исследованиями электрических машин и аппаратов. К числу широко распространенных магнитных измерений относятся:
а) измерения при помощи баллистического гальванометра;
б) измерения с помощью флюксметра;
в) определение потерь в стали ваттметровым методом;
г) измерения переменных магнитных потоков при помощи потенциометра.
В основу действия данного прибора положен принцип, согласно с которым первый наибольший отброс указателя баллистического гальванометра пропорционален числу потокосцеплений магнитного потока с витками измерительной рамки.
2. Флюксметр
Весьма удобным прибором для измерения постоянного магнитного потока является флюксметр, называемый иногда веберметром или милливеберметром.
Флюксметр представляет собой прибор магнитоэлектрической системы, в котором подвод тока к подвижной рамке осуществляется не через пружинки, а через безмоментные спирали, т. е. в его измерительном механизме отсутствует противодействующий момент. Вследствие этого указатель флюксметра при отсутствии тока в обмотке рамки может занимать любое положение относительно шкалы.
Флюксметр, как и большинство гальванометров магнитоэлектрической системы, имеет бескаркасную рамку, однако он рассчитывается так, чтобы при внешнем сопротивлении, меньшем 20 ом, подвижная часть оказывалась в режиме переуспокоения. Как и у баллистического гальванометра, подвижная часть флюксметра выполняется со сравнительно большим моментом инерции.
Флюксметр является прибором менее чувствительным, чем баллистический гальванометр, и поэтому не может применяться для измерения слабых магнитных полей.
При измерении достаточно сильных полей флюксметр имеет ряд преимуществ по сравнению с баллистическим гальванометром
Список литературы
1. МалиновскийВ.Н., Электрические измерения. -М.: Энергоатомиздат, 1988г.
2. МалиновскийВ.Н., Семенов В.Ф., Цепляев К.Н., Демидова-Парфенова P.M. Электрическиеизмерения.(с лабораторными работами), -М.: Энергоатомиздат, 1982г. .
3. КотурВ.И., Скомская М.А., Электрические измерения и электроизмерительные приборы,-М.: Энергоатомиздат, 1986.