Wirtualna realizacja quasi-zrównoważonego miernika do pomiaru wskaźników stanu izolacji elektrycznej typu pojemnościowego

• Autorzy: Cichy A. , Skórkowski A.

Warianty tytułu

EN

Virtual realization of a quasi-balanced circuit for measuring the dielectric condition index of capacitance type

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wirtualną realizację układu do pomiaru wskaźników izolacji typu pojemnościowego. Uproszczony model dielektryka przedstawiono na rys. 1. Rezystancja dielektryka jest modelowana jako RX, pojemność jako CX oraz gałąź absorpcyjna jako połączenie szeregowe RaCa [1]. Pojemność CX zależy od częstotliwości i jedną z metod oceny stanu izolacji jest spektroskopia pojemnościowa. Wymaga ona wykonania szeregu pomiarów pojemności CX w szerokim zakresie częstotliwości. Wspomniana metoda może być uproszczona poprzez pomiary tylko w dwóch punktach - przy 2 Hz i 50 Hz. Relacja pomiędzy pojemnościami przy tych częstotliwościach jest nazywana wskaźnikiem C2/C50 i pozwala na ocenę stanu izolacji. Na przykład suchy materiał dielektryczny posiada wspomniany wskaźnik z zakresu 1,2…1,4. Przedstawiona metoda pomiaru wskaźnika typu pojemnościowego wykorzystuje ideę quasi-zrównoważonego pomiaru pojemności poprzez pomiar modułu impedancji [3] pokazaną na rys. 3. Mierzona pojemność jest obliczana według równania (5). Metoda została sprawdzona symulacyjnie oraz na rzeczywistym obiekcie typu RC. Schemat blokowy układu wirtualnego jest przedstawiony na rys. 3. Rezultaty badań symulacyjnych I rzeczywiste pomiary potwierdziły możliwość pomiaru wskaźników typu pojemnościowego z dokładnością wystarczającą do testowania linii kablowych. Wyniki pomiarów pojemności w układzie wirtualnym przedstawiono w tab. 1. Zaprezentowana metoda jest łatwa do wirtualizacji z zastosowaniem karty pomiarowej USB i pakietu LabVIEW.

EN

A virtual realization of a circuit for measurements of capacitance insulation indicators is presented in this paper. The simplified dielectric model is shown in Fig. 1. The dielectric resistance is modelled as RX, its capacitance as CX and the absorption branch is modelled as a series Ra Ca connection [1]. The capacitance CX depends on the frequency and one of the methods of assessing the dielectric condition is the capacitance spectroscopy. It requires a number of capacity CX measurements within a wide range of frequencies. This method can be simplified by measuring only at 2 points - at 2 Hz and 50 Hz. The relationship between capacitances at these frequencies is called the C2/C50 index and allows assessing the insulation condition. For example a dry dielectric material has this index within the range of 1.2…1.4. The presented method for measurements of the capacitance index uses an idea of a quasi-balanced capacitance measurement by measuring the impedance modulus [3] shown in Fig. 2. The measured capacity is calculated according to (5). The method has been tested in simulations and in a real RC circuit. A block diagram of the virtual instrument is shown in Fig. 3. The results of simulations and real measurements confirmed the possibility of measuring the capacity indica-tors with the accuracy sufficient for testing cable lines. The results of capacitance measurements realized with the virtual meter for different frequencies are presented in Tab. 1. The method is easy for virtualization with an USB acquisition card and the LabVIEW packet.

Słowa kluczowe

PL

układ quasi-zrównoważony; pomiar pojemności; wskaźnik stanu izolacji elektrycznej typu pojemnościowego; przyrząd wirtualny

EN

quasi-balanced circuit; capacitance measurement; dielectric condition index of capacitance type; virtual instrument

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 1
• Strony: 34--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Cichy A.

autor

Skórkowski A.

• Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Flisowski Z.: Technika wysokich napięć. WNT Warszawa 1999.
• [2] Matulewicz W.: Diagnostyka transformatorów energetycznych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 1998.
• [3] Cichy A., Skórkowski A.: Wirtualny miernik pojemności realizujący quasi-zrównoważoną metodę pomiaru modułu impedancji. PAK vol. 53, nr 12/2007.
• [4] Cichy A.: Matematyczny model układów quasi-zrównoważonych. Materiały XII Sympozjum Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych „MiSSP 2002”, Krynica 2002.