Тестер постоянного тока для измерения сопротивления представляет собой относительно распространенное оборудование в проектах испытаний трансформаторов. Цель его измерений — проверить наличие короткого замыкания, обрыва цепи или неправильного подключения проводов в токопроводящей цепи; проверить качество сварных соединений обмоточного провода, качество соединения выводов с фарфоровыми изоляторами, а также наличие плохого контакта в переключателе ответвлений и т.д. Каковы методы измерения с помощью тестера постоянного тока для измерения сопротивления трансформатора?
1. Метод измерения тока и напряжения
Принцип метода «ток-напряжение»: в проверяемой обмотке пропускают соответствующий постоянный ток, затем измеряют ток в обмотке и падение напряжения на обмотке, после чего рассчитывают сопротивление обмотки постоянному току по закону Ома.
При измерении используемый прибор должен иметь класс точности не ниже 0,5; амперметр должен обладать меньшим внутренним сопротивлением, вольтметр — большим внутренним сопротивлением, а соединительные провода должны иметь достаточное сечение. При измерении обмотки с большой индуктивностью также требуется достаточное время зарядки. Ток через обмотку должен быть ограничен 20 % номинального тока обмотки. Основным недостатком данного метода измерения является длительность процесса получения точного значения.
2. Метод сбалансированного моста
Принцип метода уравновешенного моста: Принцип уравновешивания моста используется для измерения постоянного тока сопротивления. Наиболее распространённые методы уравновешенного моста включают два типа: одинарный (одноплечий) и полу- или двухплечий электрические мосты.
Этот метод позволяет напрямую считывать данные с высокой точностью. При фактическом измерении средних и малых трансформаторов в основном используется метод постоянного тока с применением моста. Когда значение сопротивления испытуемой обмотки превышает 1 Ом, измерение, как правило, выполняется с помощью одинарного моста; если оно меньше 1 Ом — с помощью двойного моста.
При использовании схемы подключения двойного моста потенциальный зажим моста должен быть расположен как можно ближе к измеряемому сопротивлению, а токовый зажим должен быть соединён с потенциальным зажимом. Перед измерением необходимо приблизительно оценить значение сопротивления испытуемой катушки, установить переключатель коэффициента усиления моста в соответствующее положение, добиться перемещения стрелки гальванометра на нулевую линию посередине шкалы гальванометра, выполнить точную регулировку и дождаться устойчивой остановки стрелки в нулевом положении. Запишите значение сопротивления после достижения этого состояния. В этот момент измеренное значение сопротивления = коэффициент умножения × значение сопротивления измерительного плеча. После завершения измерения сначала отпустите кнопку гальванометра, а затем — выключатель питания.
3. Метод одновременного повышения давления в трехфазной обмотке
Трехфазные обмотки одновременно подвергаются воздействию напряжения для измерения постоянного тока сопротивления трансформатора. Согласно закону Ленца, магнитные потоки, создаваемые токами каждой фазы, взаимно компенсируют друг друга в железном сердечнике, и результирующий магнитный поток равен нулю, что приводит к уменьшению индуктивности L и, соответственно, снижению постоянной времени цепи, то есть сокращению времени измерения сопротивления постоянному току и повышению производительности труда.
При измерении следует также учитывать такие факторы, как изменение сопротивления обмотки под влиянием температуры и несимметричность постоянного тока. Для получения точного значения сопротивления постоянному току методом падения напряжения требуется продолжительное время, главным образом потому, что ток, протекающий в катушке, создаёт магнитный поток в сердечнике из материала с высокой магнитной проницаемостью в процессе изменения, что приводит к увеличению индуктивности L. Если магнитный поток уменьшается, то значение L также снижается, а время изменения тока (зависящее от постоянной времени) сокращается.
Это можно достичь путем подачи напряжения при одинаковых трехфазных обмотках трансформатора и одновременного измерения постоянного сопротивления каждой фазы. Когда трехфазные обмотки подвергаются воздействию напряжения одновременно, ток в каждой фазной обмотке возрастает от нуля. Согласно правилу правого винта, трехфазные токи создают в каждом стальном сердечнике магнитные потоки различного направления, причем их воздействия взаимно исключают друг друга. В результате происходит компенсация, и результирующий магнитный поток в стальном сердечнике приближается к нулю. Это значительно снижает значение индуктивности L, а следовательно, уменьшается и постоянная времени t; кроме того, процесс чрезмерного изменения тока во время испытания существенно сокращается. Устойчивое значение тока достигается за короткое время, после чего можно определить значение постоянного сопротивления обмотки.