Шаровые разрядники

Для измерений высоких напряжений широко используются шаровые разрядники. Это универсальное измерительное устройство, ко­торым можно измерять амплитудные значения постоянного, переменно­го, высокочастотного и импульсного напряжений.

Величина пробивного напряжения зависит от расстояния меж­ду шарами, их диаметра, способа подключения (симметричное или один шар заземлен), относительной плотности воздуха .

Для получения высокой точности необходимо выполнить ряд

условий.

1. Расстояние между шарами не должно превышать S < 0,5D, где D - диаметр шаров. Следовательно, для широкого диапазона изме­ряемых напряжений нужен набор шаров разного диаметра.

2. Поверхность шаров должна быть гладкой и чистой. Слой пыли снижает пробивное напряжение.

3. Расстояние от шаров до заземленных или находящихся под напряжением предметов должно быть не менее L >5 D.

4. Для получения стабильных результатов измерений необхо­димо облучение разрядного промежутка ультрафиолетовым излучением или радиоактивными изотопами, особенно при малых расстояниях меж­ду шарами.

5. Измерение следует производить 4-5 раз и за измеренную ве­личину принимать среднее арифметическое значение, т.к. имеет место статистический разброс пробивных напряжений.

Измерение постоянных и переменных напряжений произво­дится следующим образом. Вначале устанавливается заведомо большое расстояние между шарами, исключающее пробой при измеряемом на­пряжении. Затем на шаровой разрядник подается напряжение и расстоя­ние между шарами плавно уменьшается до возникновения пробоя про­межутка. Эта процедура повторяется 4-5 раз. Определяется среднее пробивное расстояние, затем по таблицам находится соответствующее напряжение.

При измерении амплитуды импульсного напряжения за про­бивное расстояние между шарами принимают такое, при котором поло­вина поданных импульсов, приложенных к разряднику, вызывает про­бой промежутка, а половина нет. Это напряжение называют 50%-ным пробивным напряжением. Величину пробивного напряжения определя­ют из таблиц по полученному пробивному расстоянию.

При измерении пользуются градуировочными таблицами, дающими связь пробивного напряжения с диаметром шаровых электро­дов и расстоянием между ними. В таблицах даны амплитудные значе­ния пробивного напряжения. Таблицы Международной электротехни­ческой комиссии (МЭК) составлены для нормальных атмосферных ус­ловий (Р=760 мм рт. ст. и T=20°C).

В тех случаях, когда измерения проводятся в условиях, отлич­ных от нормальных, вводится поправка на относительную плотность воздуха 8. Тогда искомое значение напряжения будет равно U_и = U_T , где U_T - табличное значение пробивного напряжения; = 0,386 P/(273+ T), где Р и T - соответственно давление в мм. рт. ст и температура в градусах Цельсия окружающей среды при проведении изме­рений.

Кроме шаровых разрядников имеется еще целый ряд устройств и приборов для измерения высокого напряжения.