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

摘要

W artykule przedstawiono wirtualną realizację układu do pomiaru wskaźników izolacji typu pojemnościowego. Uproszczony model dielektryka przedstawiono na rys. 1. Rezystancja dielektryka jest modelowana jako R_x, pojemność jako C_x oraz gałąź absorpcyjna jako połączenie szeregowe R_aC_a [1]. Pojemność C_x zależy od częstotliwości i jedną z metod oceny stanu izolacji jest spektroskopia pojemnościowa. Wymaga ona wykonania szeregu pomiarów pojemności C_x 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 C_2/C_(50) 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-zrówno-ważonego pomiaru pojemności poprzez pomiar modułu impedancji [3] pokazaną na rys. 3. Mierzona pojemność jest obliczana według równania (5). Metoda została sprawdzona symulaeyjnie oraz na rzeczywistym obiekcie typu RC. Schemat blokowy układu wirtualnego jest przedstawiony na rys. 3. Rezultaty badań symulacyjnych 1 rzeczywiste pomiary potwierdziły możliwość pomiaru wskaźników typu pojemnościowego z dokładnością wystarczającą do testowania linii kablowych. Wyniki pomiarów pojemności w układzie wirtualnym przedstawiono w lab. 1. Zaprezentowana metoda jest łatwa do wirtualizacji z zastosowaniem karty pomiarowej USB i pakietu LabVIEW.