PROBLEMY POMIARU PRĄDÓW UPŁYWOWYCH W DIAGNOSTYCE OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ
Producent: Marek Olesz [224]
Cena: 24,00 zł
PŚ 2016,stan bdb-
W monografii opisano wybrane zagadnienia związane z diagnostyką warystorowych ograniczników przepięć wykonanych z tlenku cynku ZnO. Z szeregu metod diagnostycznych skupiono się głównie na problemach pomiaru prądów upływowych, których znajomość między innymi umożliwia bezinwazyjną diagnostykę ogranicznika w czasie jego eksploatacji. W celu prawidłowej oceny stanu ogranicznika tą metodą analizowano wyznaczanie składowej czynnej prądu upływowego, którą w praktyce określa się innymi technicznie sposobami dla ograniczników niskiego (nn), średniego (SN) i wysokiego napięcia (WN).
W czasie pomiarów charakterystyk warystora występuje szereg problemów metrologicznych. W związku z tym w monografii pokazano wyniki badań charakterystyk częstotliwościowych cęgów prądowych i przekładników napięciowych, które są głównym źródłem niedokładności oszacowania prądów upływowych ogranicznika i jego składowych. Dodatkowo autor na podstawie przeprowadzonych wyników badań dla ograniczników niskiego napięcia zaproponował własne algorytmy przeliczania otrzymanych wyników pomiarów na zdefiniowane wcześniej parametry odniesienia określone przez napięcie sieci, temperaturę otoczenia oraz poziom harmonicznych w napięciu zasilającym.
Algorytmy te zaproponowano w dwóch nowatorskich podejściach. Pierwsze z nich uwzględnia znajomość modelu badanego ogranicznika przepięć określonego charakterystykami jego rezystancji i pojemności w funkcji częstotliwości i dodatkowo napięcia oraz temperatury. Drugie podejście traktuje ogranicznik, jako element nieliniowy o nieznanej charakterystyce. W związku z tym należy wyłącznie na podstawie pomiarów prądu upływowego określić prawidłowo jego składowe – rezystancyjną i pojemnościową, a następnie przeliczyć je na parametry odniesienia. W tym przypadku trzeba zastosować pokazane w pracy procedury obliczeniowe, a do ostatecznej oceny pomiaru, czyli stanu technicznego ogranicznika należy znać dopuszczalne wartości prądu upływowego i jego składowych podane przez producenta.
Monografia jest skierowana przede wszystkim do osób zajmujących się produkcją i kontrolą stanu technicznego warystorów oraz diagnostyką ograniczników przepięć w energetyce zawodowej i przemyśle
Spis treści
Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów / 5
1. Wprowadzenie / 7
2. Właściwości ceramiki ZnO / 11
2.1. Struktura wewnętrzna warystora i jego charakterystyka / 14
2.2. Nagrzewanie warystorów w stanie przedprzebiciowym / 22
2.3. Stabilność charakterystyki ogranicznika / 25
2.4. Powtarzalność parametrów ogranicznika na przykładzie wyrobów firmy APATOR / 27
2.5. Podsumowanie / 30
3. Modelowanie warystora w stanie przedprzebiciowym / 32
3.1. Prąd upływowy przy napięciu stałym / 32
3.2. Prąd upływowy przy napięciu przemiennym / 35
3.3. Model ogranicznika dla prądu upływowego przy napięciu przemiennym / 38
3.4. Podsumowanie / 45
4. Badania eksploatacyjne ograniczników / 46
4.1. Wyniki badań eksploatacyjnych na przykładzie danych literaturowych / 46
4.2. Wyniki badań eksploatacyjnych w energa s.a. / 55
5. Badania laboratoryjne ograniczników / 59
5.1. Wyniki badań ograniczników nn z zewnętrznymi wypaleniami / 60
5.2. Wyniki badań laboratoryjnych warystorów krążkowych / 64
5.2.1. Analiza wpływu napięcia trwałej pracy warystora na parametry elektryczne / 65
5.2.2. Analiza metoddiagnostycznych / 69
5.2.3. Wpływ starzenia udarami prądowymi / 74
6. Wyznaczanie składowej czynnej prądu upływowego / 79
6.1.Porównanie metod pomiaru składowej czynnej prądu upływowego / 79
6.2. Aplikacje komercyjne analizujące prąd i poziom pola elektrycznego / 84
6.3. Metoda wektorów ortogonalnych w wyznaczaniu składowej czynnej prądu upływowego / 93
6.3.1. Właściwości metrologiczne cęgów prądowych / 93
6.3.2. Analiza właściwości przekładników napięciowych / 98
6.3.3. Porównanie metody wektorów ortogonalnych z innymi sposobam wyznaczania
składowej czynnej prądu upływowego / 102
7. Współczynniki poprawkowe w pomiarach prądów upływowych / 110
7.1. Współczynniki poprawkowe napięciowe i temperaturowe w analizie prądu upływowego / 110
7.2. Poprawka ze względu na wyższe harmoniczne napięcia / 114
7.3. Błąd określenia prądu upływowego w warunkach innych niż odniesienia / 117
8. Wnioski końcowe / 122
Bibliografia / 125
Streszczenie w języku polskim / 131
Streszczenie w języku angielskim / 132
W monografii opisano wybrane zagadnienia związane z diagnostyką warystorowych ograniczników przepięć wykonanych z tlenku cynku ZnO. Z szeregu metod diagnostycznych skupiono się głównie na problemach pomiaru prądów upływowych, których znajomość między innymi umożliwia bezinwazyjną diagnostykę ogranicznika w czasie jego eksploatacji. W celu prawidłowej oceny stanu ogranicznika tą metodą analizowano wyznaczanie składowej czynnej prądu upływowego, którą w praktyce określa się innymi technicznie sposobami dla ograniczników niskiego (nn), średniego (SN) i wysokiego napięcia (WN).
W czasie pomiarów charakterystyk warystora występuje szereg problemów metrologicznych. W związku z tym w monografii pokazano wyniki badań charakterystyk częstotliwościowych cęgów prądowych i przekładników napięciowych, które są głównym źródłem niedokładności oszacowania prądów upływowych ogranicznika i jego składowych. Dodatkowo autor na podstawie przeprowadzonych wyników badań dla ograniczników niskiego napięcia zaproponował własne algorytmy przeliczania otrzymanych wyników pomiarów na zdefiniowane wcześniej parametry odniesienia określone przez napięcie sieci, temperaturę otoczenia oraz poziom harmonicznych w napięciu zasilającym.
Algorytmy te zaproponowano w dwóch nowatorskich podejściach. Pierwsze z nich uwzględnia znajomość modelu badanego ogranicznika przepięć określonego charakterystykami jego rezystancji i pojemności w funkcji częstotliwości i dodatkowo napięcia oraz temperatury. Drugie podejście traktuje ogranicznik, jako element nieliniowy o nieznanej charakterystyce. W związku z tym należy wyłącznie na podstawie pomiarów prądu upływowego określić prawidłowo jego składowe – rezystancyjną i pojemnościową, a następnie przeliczyć je na parametry odniesienia. W tym przypadku trzeba zastosować pokazane w pracy procedury obliczeniowe, a do ostatecznej oceny pomiaru, czyli stanu technicznego ogranicznika należy znać dopuszczalne wartości prądu upływowego i jego składowych podane przez producenta.
Monografia jest skierowana przede wszystkim do osób zajmujących się produkcją i kontrolą stanu technicznego warystorów oraz diagnostyką ograniczników przepięć w energetyce zawodowej i przemyśle
Spis treści
Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów / 5
1. Wprowadzenie / 7
2. Właściwości ceramiki ZnO / 11
2.1. Struktura wewnętrzna warystora i jego charakterystyka / 14
2.2. Nagrzewanie warystorów w stanie przedprzebiciowym / 22
2.3. Stabilność charakterystyki ogranicznika / 25
2.4. Powtarzalność parametrów ogranicznika na przykładzie wyrobów firmy APATOR / 27
2.5. Podsumowanie / 30
3. Modelowanie warystora w stanie przedprzebiciowym / 32
3.1. Prąd upływowy przy napięciu stałym / 32
3.2. Prąd upływowy przy napięciu przemiennym / 35
3.3. Model ogranicznika dla prądu upływowego przy napięciu przemiennym / 38
3.4. Podsumowanie / 45
4. Badania eksploatacyjne ograniczników / 46
4.1. Wyniki badań eksploatacyjnych na przykładzie danych literaturowych / 46
4.2. Wyniki badań eksploatacyjnych w energa s.a. / 55
5. Badania laboratoryjne ograniczników / 59
5.1. Wyniki badań ograniczników nn z zewnętrznymi wypaleniami / 60
5.2. Wyniki badań laboratoryjnych warystorów krążkowych / 64
5.2.1. Analiza wpływu napięcia trwałej pracy warystora na parametry elektryczne / 65
5.2.2. Analiza metoddiagnostycznych / 69
5.2.3. Wpływ starzenia udarami prądowymi / 74
6. Wyznaczanie składowej czynnej prądu upływowego / 79
6.1.Porównanie metod pomiaru składowej czynnej prądu upływowego / 79
6.2. Aplikacje komercyjne analizujące prąd i poziom pola elektrycznego / 84
6.3. Metoda wektorów ortogonalnych w wyznaczaniu składowej czynnej prądu upływowego / 93
6.3.1. Właściwości metrologiczne cęgów prądowych / 93
6.3.2. Analiza właściwości przekładników napięciowych / 98
6.3.3. Porównanie metody wektorów ortogonalnych z innymi sposobam wyznaczania
składowej czynnej prądu upływowego / 102
7. Współczynniki poprawkowe w pomiarach prądów upływowych / 110
7.1. Współczynniki poprawkowe napięciowe i temperaturowe w analizie prądu upływowego / 110
7.2. Poprawka ze względu na wyższe harmoniczne napięcia / 114
7.3. Błąd określenia prądu upływowego w warunkach innych niż odniesienia / 117
8. Wnioski końcowe / 122
Bibliografia / 125
Streszczenie w języku polskim / 131
Streszczenie w języku angielskim / 132