Transcript Измерение импульсных характеристик ЗУ

Прибор для измерения
импульсных характеристик
заземляющих устройств
Колобов В.В
Баранник М.Б.
Селиванов В.Н.
1
Измерение импульсного сопротивления заземляющих
устройств
Общая структура аппаратуры для измерения импульсного
сопротивления заземляющего устройства
Схема замещения сосредоточенного
заземлителя при импульсном воздействии
2
Функциональная схема источника тока с индуктивным
накопителем энергии для измерения импульсных сопротивлений
заземляющих устройств
ГИТ - генератор импульсных токов; ПП - преобразователь питания;
MK - микроконтроллер; ДРВ - драйверы управления IGBT и MOSFET ключами
3
Экспериментальные кривые тока через ЗУ, напряжения на ЗУ
и расчетное мгновенное сопротивление
Случай неравномерного распределения
волнового сопротивления вдоль токовой линии
Случай плохого согласования
токовой линии и наличия
отраженной волны
•Рис.2. Экспериментальные кривые тока и напряжения на ЗУ и
расчетное мгновенное сопротивление - для случая плохого
согласования линии с током и наличия отраженной волны
4
Сравнительные осциллограммы импульсов тока
через заземляющее устройство при использовании генератора
на основе емкостного и индуктивного накопителей
Случай неравномерного распределения
волнового сопротивления вдоль токовой
линии
1 - ГИТ с емкостным накопителем
2 - ГИТ с индуктивным накопителем
Случай плохого согласования
токовой линии и наличия
отраженной волны
5
Пример экспериментальных кривых тока и напряжения на ЗУ
и расчетное мгновенное сопротивление для ГИТ различного типа
ГИТ с емкостным накопителем
──── ток
──── напряжение
──── мгновенное
сопротивление
ГИТ с индуктивным накопителем
6
Структурная схема измерителя импульсных характеристик ЗУ
ЗУ - заземляющее устройство; ГИТ - генератор импульсов тока, АКБ аккумуляторная батарея, ПП - преобразователь питания, АЦП - аналого-цифровой
преобразователь, МК - микроконтроллер, ЧРВ - часы реального времени; ЭНП энергонезависимая память, СД - сенсорный дисплей, ПК - персональный
компьютер, ЗУ - зарядное устройство, ЗЭ - заземляющий электрод
7
Прибор для измерения импульсных характеристик
заземляющих устройств
Сенсорный экран
Общий вид
Схема подключений
8
Сенсорный экран прибора с отображаемой измерительной
информацией и строкой меню
1 - область виртуальной клавиатуры: 12 - запуск процесса измерения, 13 - сохранение файла; 14 открытие файла; 15 - вход в меню настроек прибора; 2 - экспериментальные кривые тока и напряжения на
ЗУ; 3 - кривая расчетного сопротивления заземляющего устройства; 4 - простейшая схема замещения
сосредоточенного заземлителя при импульсном воздействии; 5 - пиктограмма уровня заряда
аккумулятора; 6 - поле отображения измерительной информации: номер файла (7), параметроы импульса
Umax, Imax (8), расчетные величины элементов схемы замещения (Lэкв Cэкв, Rэкв) и Rmax (9), число
импульсов тока Nимп по которым проводилось определение параметров ЗУ (10); частота дискретизации
входных сигналов тока и напряжения (11)
9
Технические характеристики измерителя импульсных характеристик ЗУ
1. Параметры импульса тока:
- энергия импульса: 1 Дж;
- амплитуда напряжения: до 5,5 кВ;
- амплитуда: до 5 А;
- длительность фронта: 0.1-0.2 мкс;
- длительность импульса до полуспада: 50 мкс при сопротивлении токового
контура 1 кОм;
2. Диапазон измерения:
Напряжения - до 5000 В (8 автоматически выбираемых поддиапазонов)
Тока - до 8 А (4 автоматически выбираемых поддиапазона)
Импульсного сопротивления - до 5 кОм
3. Частота дискретизации изменяемая в диапазоне от 20 до 200 МГц;
4. Питание: от встроенного литий-ионного (Li-Ion) аккумулятора напряжением 3,7 В
и емкостью 2800 мА·ч. Встроенная система контроля заряда. Прибор можно
заряжать от сетевого зарядного устройства напряжением 5 В или от USB порта
персонального компьютера. Емкости батареи хватает для генерации около 10000
импульсов тока (для проведении одного измерения формируются 1-100 импульсов
тока) или для 6 часов непрерывной работы в режиме отображения информации.
5. Монохромный резистивный сенсорный дисплей (Resistive touchscreen) диагональю 5.1 дюйма (13 см) разрешением 320240 (QVGA)
6. Рабочий диапазон температур от -20 до +50 °С
7. Размеры: 195 х 145 х 67 мм
8. Вес прибора без и проводов и заземляющих электродов: 1 кг.
10
Результаты измерения импульсных характеристик сосредоточенного
заземлителя
11
Результаты измерения импульсных характеристик протяженного заземлителя и
сравнение экспериментальной кривой импульсного сопротивления ЗУ (Z усредн.)
с кривой, рассчитанной для упрощенной модели ЗУ (RC)
12
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
13