Роджеро Н.И. Cправочник судового электромеханика и электрика

Подождите немного. Документ загружается.

...ν,..,..

-· ' ' -

'!-

Рис. 9-15. Устройство логометров электродинамической системы

отличие

от

приборов

магнитоэлектричес-

кой

системы изменение полярности

прибо-

рах

электродинамической системы

не

имеет

значения:

при

одновременном изменении

на-

правления

тока

обеих

катушках направление

вращающего

момента

остается

неизменным.

Приборы электродинамической системы

пригодны

для

измерений

сетях

постоянного

переменного

тока.

Они

могут

иметь логомет-

рический

измерительный механизм (рис.

9-15).

логометре,

показанном

на

рис. 9-15,

а,

один

из

моментов возникает

результате

взаимо-

действия

токов

и /, а

другой

—

токов

причем

ток /

протекает

через

неподвиж-

ную

катушку,

токи

—

через

скреплен-

ные

под

углом

подвижные катушки. Вращаю-

щий

момент логометра, представленного

на

рис. 9-15,

б,

возникает

вследствие

взаимодей-

ствия тока

протекающего

через

подвижную

катушку,

токами

протекающими

через неподвижные катушки, расположенные

под

углом

один

другому.

На

рис.

9-15,

изображено

устройство

логометра

использо-

ванием

астатических измерительных механиз-

мов, вращающие моменты которых направлены

встречно.

Логометры

электродинамической системы

получили

наибольшее распространение

фазо-

метрах. Приборы электродинамической систе-

мы

применяются

качестве

амперметров, вольт-

метров,

ваттметров,

фазометров

частотомеров.

Принцип

действия приборов ферродинами-

ческой системы,

как и

приборов электродинами-

ческой

системы, основан

на

взаимодействии

магнитных

потоков подвижной

неподвижной

катушек.

Вращающий момент приборов электродина-

мической

системы невелик.

Для

увеличения

вращающего

момента значительная часть маг-

нитной цепи

неподвижных

катушек

выполняет-

ся

из

магнитно-мягкой

стали.

Магнитная про-

ницаемость стали

несколько тысяч

раз

превы-

232

шает магнитную проницаемость

воздуха,

что

обеспечивает резкое возрастание магнитной

ин-

дукции

воздушном

зазоре.

Приборы ферродинамической системы широ-

ко

применяются

на

судах.

Конструкции измери-

тельных механизмов приборов ферродинамичес-

кой

системы

во

многом подобны измерительным

механизмам

магнитоэлектрической системы

отличаются

от них

главным образом тем,

что

имеют вместо постоянного магнита электро-

магнит.

щитовых приборах наибольшее распро-

странение получили измерительные механизмы,

показанные

на

рис.

9-16.

Магнитная цепь изме-

рительного механизма (рис. 9-16,

а)

образует-

ся

магнитопроводом

/ с

цилиндрической рас-

точкой

среднем стержне

сердечником

расположенным коаксиально цилиндрической

расточке.

На

среднем стержне

магнитопровода

установлена неподвижная катушка

2. В ци-

линдрическом

воздушном

зазоре

между сердеч-

ником

расточкой поворачивается рамка

подвижной

части.

На

рис.

9-16,6

приведено устройство

внутрирамочной

неподвижной катушкой

расположенной

пазах сердечника

Магнит-

ный

поток,

созданный неподвижной катушкой,

замыкается через воздушные зазоры

коль-

цевое

ярмо

конструкции, приведенной

на

рис.

9-16,

в,

воздушный

зазор

находится между магнитопро-

водом

крюкообразным

сердечником

3. При

б)

Рис, 9-16. Конструкции измерительных

меха,-

низмов

приборов ферродинамической

системы

ι.

Добавочное

^устройство

Измеритель

Рис,

9-17.

Схемы включения:

а —

ваттметра

типа Д164;

б —

частотомера

типа

Д1605

ферродинамической

системы

подобной

системе возможен поворот подвижной

части

на

угол

до

230—250°.

Приборы ферродинамической системы

ис-

пользуются

для

измерений

сетях переменного

•тока

частотой

50 Гц, а

также повышенной

ча-

'Стоты

качестве ваттметров, частотомеров

-фазометров.

Кроме

того,

вследствие

большого

вращающего момента амперметры, вольтметры

ваттметры ферродинамической системы при-

меняются

качестве

самопишущих,

прибором.

На

рис. 9-17 приведены схемы

включения

-ваттметра

Д164

частотомера

Д1605

ферро-

-Динамической

системы.

ПРИБОРЫ

ИНДУКЦИОННОЙ

СИСТЕМЫ

Принцип

действия приборов этой системы

основан

на

взаимодействии вращающегося,

бегущего

или

переменного магнитного поля

пе-

ременного

тока

(создающегося

одним

или не-

сколькими

неподвижными электромагнитами)

•

вихревыми токами, индуктированными

в по-

движной

части

измерительного

механизма

(обычно алюминиевом диске) этими

же

пото-

•

Лами.

На

рис. 9-18 изображен

двухпоточный

ин-

Щукдионный

измерительный механизм

(с

двумя

неподвижными

электромагнитами

/ и 3).

Рис. 9-18.

Двухпоточный

рительный

механизм

индукционный изме-

Диск

центр которого

совпадает

осью

вращения, пронизывают

потока

созданных переменными токами

Результирующий вращающий момент

по-

движной

части прибора пропорционален про-

изведению потоков, пронизывающих диск,

си-

нусу

угла

между

ними

частоте

тока.

Для со-

здания

вращающего момента

необходимо,

чтобы диск пронизывался

не

менее

чем

двумя

магнитными

потоками, сдвинутыми между

со-

бой по

фазе

смещенными

пространстве.

Обмотка электромагнита, через которую

пропускается ток, выполняется

из

небольшого

числа

витков

толстой

проволоки

имеет

не-

значительную

индуктивность (токовая

или

по-

следовательная обмотка). Обмотка электромаг-

нита,

которой подается

напряжение,

выпол-

няется

из

большого

числа витков

имеет зна-

чительную индуктивность (обмотка напряжения

или

параллельная

обмотка).

Последнее

обеспе-

чивает

сдвиг

по

фазе

между потоками.

т.

Измерение частоты резонансным частотоме-

ром

основано

на

возникновении явления резо-

нанса

гибких стальных пластин, вибрирую-

щих под

влиянием переменного магнитного

по-

тока. Применяют

конструкции измерительных

механизмов

частотомеров

— с

непосредствен-

ным

косвенным возбуждением.

Измерительный механизм

частотомера

с не-

посредственным

возбуждением (рис.

9-19,

а)

имеет электромагнит

обмотка которого вклю-

чается

контролируемую

сеть

подобно

вольт-

метру.

поле электромагнита находятся

ряда

гибких

стальных

пластин

закрепленных

основаниях

Прибор имеет лицевую панель

окнах которой видны отогнутые края пластин,

окрашенные

белый

цвет.

Вдоль

отверстий

ли-

цевой панели нанесены деления шкалы

с ин-

тервалом

в 0,5 Гц,

обычно

соответствующим

233

χ.

-ν

r-t"·

ν~

Чет....-

*·*·····

I I

·*

LJ.

I.I.

1,1.

Рис.

9-19.

Измерительный механизм резонансного частотомера

разности частот

собственных

колебаний двух

соседних

пластин.

Под

влиянием переменного поля электро-

магнита,

вызванного током, частота которого

измеряется, пластины частотомера

момент

прохождения тока через амплитудное значе-

ние

притягиваются

электромагниту

уда-

ляются

от

него

при

каждом нулевом значении

тока,

наибольшей амплитудой

колеблется

та

пластина, частота собственных колебаний

которой равна удвоенному значению измеряе-

мой

частоты. Отогнутый конец этой пластины

виден

окне шкалы,

как

прямоугольник,

указывает

на

шкале значение частоты

(рис.

9-19,

б).

Пр

2WB

Пр

Рис.

9-20.

Схемы включения частотомера

В81

вибрационной

системы

частотомера

косвенным

возбуждением

(рис.

9-19,

в)

электромагнит

притягивает

якорь

которому

через основание

прикреп-

лен

один

ряд

гибких стальных пластин

Якорь

пластины прикреплены

эластичной

опоре

5. При

включении электромагнита

контролируемую

цепь

пластины начинают

ко-

лебаться

удвоенной

частотой.

Резонансные частотомеры электромагнит-

ной

системы выполняются

на

диапазоны

час-

тот

45—55

450—550

Гц. Их

точность соот-

ветствует

классам

1,0

1,5.

На

рис. 9-20

при-

ведена

схема включения частотомера

В8)

виб-

рационной

системы.

помощью самопишущих

приборов

можно

при

необходимости зафиксировать

изменения

контролируемых

электрических

параметров

во

времени.

234

Самопишущий

прибор состоит

из

электро-

механического измерительного механизма

лентопротяжного

механизма,

перемещающего

бумажную ленту. Запись данных производится

на

бумажной ленте пером

или

другим самопис-

цем, закрепленным

на

подвижной части

измери-

тельного механизма.

соответствии

наиболее

(эаспространен-

ным

способом записи пером

эти

приборы части

называют чернильными самопишущими.

Перемещению пишущего приспособления

препятствует трение

бумагу,

что

может быть

причиной

существенного искажения записи.

Для

уменьшения влияния трения вращающий

момент прибора должен

во

много

раз

превос-

ходить момент трения. Поэтому

самопишу-

щих

приборах обычно применяются измери-

тельные

механизмы

магнитоэлектрической

ферродинамической

систем,

вращающий

мо-

мент

которых

при

сравнительно небольшом

по-

треблении мощности

из

цепи

измерения доста-

точно велик.

На

рис.

9-21,

показано устройство само-

пишущего прибора. Запись данных произво-

дится

пером

закрепленным

на

конце

стрелки

измерительного

узла.

Чернила подводятся

перу через

трубку

конец которой погружен

чернильницу

Запись производится

на

диа-

граммной

бумаге

свернутой

рулон

наде-

той на

съемную катушку

(рис.

9-21,

б).

Сво-

бодный конец бумаги проходит

по

столику

направляющему валику

охватывает барабан

7 и

закрепляется

на

катушке

2. Под

действием

спиральной

пружины

3 и

ролика

! со

спираль-

ной

пружиной

бумага плотно прижимается

барабану.

помощью приводного

механизма

Рис.

9-21.

Самопишущий прибор

и его ленто

протяжный механизм

рисунке

не

показанного) барабан

вра'ща-

постоянной

частотой,

что

обеспечивает

равномерное

надежное протягивание

плотно

Прижатой

нему бумаги.

Скорость перемещения бумаги должна быть

достаточно стабильной. Поэтому

для

привода

лентопротяжных

механизмов применяются

ми-

ниатюрные

синхронные

двигатели

или

часо-

вые

механизмы.

Необходимая скорость пере-

мещения

бумаги, определяемая временем фик-

сируемого процесса

условиях эксплуатации,

большинстве самопишущих приборов обеспечи-

вается редукторами

или

сменными

зубчатыми

колесами.

РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРИБОРОВ

Шунты

резисторы. Рассматриваемые шун-

ты

добавочные резисторы, являющиеся эле-

ментами

измерительной схемы, служащими

для

.расширения

пределов

измерения

приборов,

разделяются

на

внутренние, предназначенные

для

встраивания установки внутри корпуса,

внешние,

представляющие собой отдельные

узлы,

электрически соединенные

приборам.

Внутренние резисторы

шунты изготовля-

ются

на

сопротивления

до

100

кОм.

Катушка

добавочного

резистора (рис. 9-22,

а)

имеет

фарфоровый каркас

1 и

обмотку

2 из

манганино-

вого

провода, концы которого

припаяны

латунным

токопроводам

Обмотку

резисто-

ра

(рис. 9-22,

б]

наматывают

на

основание

из

гетинакса. Концы провода

припаивают

токопроводам

Обмотки выполняются одно-

многослойными.

Если

возможно

использовать

резисторы относительно невысокой

точности

(с

допуском

±0,5

номинального значения

более),

применяют стандартные непроволочные

резисторы,

например типов БЛП,

УЛИ и т. п.

Однопредельный

шунт (рис.

9-22,

в)

изго-

товлен

из

манганинового провода, впаянного

медные наконечники

8, с

помощью которых

шунт

присоединяется

токоведущим

зажимам.

-п-Щ

-_-

[

2000А

100мд

Рис. 9-22.

Внутренние

добавочные резисторы

шунты

проволочном многопредельном шунте

(рис. 9-22,

г) к

наконечникам

6 и 7

присоединя-

ется

измерительный механизм,

измеряемый

ток

подводится

соответствующей

паре нако-

нечников.

Наружные

резисторы

шунты изготовля-

ются классов точности 0,02; 0,05;

0,1;

0,2;

0,5 и

1,0.

Добавочный резистор (рис. 9-23,

а)

имеет

обмотку

намотанную

на

сборное многосек-

ционное

основание

закрепленное между

пластмассовыми щеками

Резистор закрыт

перфорированной

крышкой

которая зазем-

ляется

для

защиты обслуживающего

персонала

от

поражения электрическим током.

Однопластинчатый

шунт (рис. 9-23,

пред-

ставляет

собой манганиновую пластину

впаян-

ную

медные

наконечники

7. В

качестве

за-

жимов

используются винты

5. В

зависимости

от

знамения

номинального тока подобные

шун-

ОПТ

Рис. 9-23. Наружные добавоч-

ные

резисторы"

шунты

235

ты

выполняются

также

многонластинчатыми,

одно-

многорядными.

На

рис. 9-23,

представлен многорядный

шунт

на

номинальный

ток

2000

А с

манганино-

выми

стержнями

8 и

Т-образными медными

наконечниками.

Применение стержней улуч-

шает

охлаждение шунта.

Измерительные трансформаторы тока.

При

измерении

больших

постоянных токов, которые

не

могут быть подведены непосредственно

измерительному

механизму,

используются шун-

ты,

напряжение

на

которых

измеряется

магни-

тоэлектрическими

милливольтметрами.

При из-

мерении

больших переменных токов применяют

измерительные

трансформаторы переменного

тока, кратко называемые трансформаторами

тока.

Первичная

обмотка

трансформатора тока,

по

которой протекает измеряемый

ток /,

вклю-

чается

последовательно

провод

С, в

котором

измеряется

ток

(рис. 9-24,

а). Во

вторичную

цепь,

по

которой протекает

ток

включают-

ся

амперметры, последовательные обмотки ватт-

метров, фазометров

другие

низкоомные

при-

емники

тока. Поэтому трансформаторы тока

работают

режиме,

близком

режиму

корот-

кого замыкания. Токи

протекая

по об-

моткам

трансформатора,

создают

намагничи-

вающие силы

(н.

с.),

под

действием которых

сердечнике появляется

магнитный

поток

Ф.

некоторым приближением можно считать

—

· ь ι

-2

'ΐ

где

Если

соответственно число витков

первичной

вторичной

об-

мотках;

расчетный

коэффициент транс-

формации.

то

/!,

что

позволяет

вместо

большого

тока

измерять относительно

небольшой

ток

трансформаторе тока происходит передача

энергии

из

первичной

во

вторичную цепь.

Кроме

того,

часть энергии расходуется

на по-

тери

сердечнике

первичной обмотке транс-

форматора,

что

обусловливает некоторую

по-

грешность.

Для

снижения погрешности измерений

со-

противление

которое складывается

из со-

«Л»

·»

В'&

Рис. 9-24. Схемы включения

тока

напряжения

236

трансформаторов

противлении

резисторов, включенных

во

вто-

ричной

цепи,

и из

сопротивления вторичной

об-

мотки,

должно

быть

уменьшено. Поэтому

со-

противления измерительных приборов

во

вто-

ричной

цепи должны быть

по

возможности

ма-

лыми.

При

разрыве цепи измерения

ток

равен

нулю

и ток

холостого

хода

становится рав-

ным

току

/j,

т. е.

возрастает

несколько десят-

ков

даже

сотен раз. Соответственно увели-

чивается падение напряжения

на

первичной

обмотке,

напряжение

на

вторичной обмотке

возрастает

/е

раз и

может достигнуть значе-

ний,

опасных

для

обслуживающего персонала

способных

вызвать

разрушение изоляции.

Поэтому режим разрыва вторичной цепи явля-

ется

аварийным.

По

этой

же

причине

нежела-

тельно

включение вторичной обмотки транс-

форматора

тока

на

высокоомную

нагрузку.

Таким

образом,

только

включение

во

вторич-

ную

цепь

низкоомных

приемников энергии (ам-

перметров,

последовательных обмоток ватт-

метров

счетчиков энергии

и т. п.)

обеспечи-

вает

нормальную

работу

трансформатора тока.

Для

трансформаторов тока устанавливается

ряд

номинальных значений

первичного

тока

—

от 1 до 40 000 А.

Любому

номинальному току

первичной цепи

соответствует

номинальный

вторичный

ток 1; 2; 2,5 и 5 А. На

корпусе

трансформатора указаны номинальные токи

или

номинальные значения коэффициента транс-

формации.

Иногда цифры даны

виде

дроби:

числителе указан

номинальный

первичный,

знаменателе

—

длительный номинальный

вторичный

токи.

Трансформатор тока

И1'820

предназначен,

частности,

для

монтажа

на

распредели-

тельных щитах

судовых

электрических уста-

новок. Трансформаторы

минальный

первичный

50, 75,

100,150

и 200 А,

ный

ток — 1 А.

Измерительные

трансформаторы

напряже-

ния.

Измерительные трансформаторы напря-

жения переменного

тока,

называемые

также

трансформаторами напряжения, применяются

для

преобразования больших

напряжений-

'в

относительно меньшие, измеряемые

помощью

вольтметров

или

используемые

для

питания

па-

раллельных цепей

ваттметров,

фазометров

счетчиков энергии (рис. 9-24,

б).

Измеряемое

напряжение

подводится

первичной

обмотке

трансформатора. Транс-

форматор является понижающим. Поэтому вто-

ричное напряжение

раз

меньше

напрй-

жения

±.

Так как

коэффициент трансформа-

ции

является величиной известной,

то по на-

пряжению

/У

можно

судить

напряжении

Сила

тока

во

вторичной цепи

"—

^2'

где2

—

полное сопротивление вторичной цепи.

Для

повышения точности трансформаторов

напряжения

следует

увеличивать значение

Выполнение

этого

требования обеспечивается

включением

во

вторичную цепь трансформа-

торов

напряжения

вольтметров

параллель-

ных

цепей

фазометров,

ваттметров,

счетчиков

энергии

и т. п.

однопредельные.

Но-

ток

составляет

30,

номинальный

вторич-

-ча

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЯ

Измерение сопротивлений методом

ампер

метра

вольтметра.

Магнитоэлектрические

из

мерительные

механизмы

сочетании

источни

ком

питания широко используются

для

изме

рения

электрических сопротивлений.

На

рис.

9-25

изображены

схемы,

позволяю

щие

измерять сопротивления

по

способу

ам

перметра

вольтметра.

Для

схемы рис.

9-25,

имеем:

U/I

Я.,

где

—

измеряемое сопротивление;

сопротивление амперметра.

Для

схемы рис. 9-25,

б ток I,

измеряемый

амперметром

РА,

равен сумме токов,

проте-

кающих

через вольтметр

РУН

резистор

изме-

ряемым

сопротивлением

*\χ

где

У?

—

сопротивление вольтметра.

Отсюда

I-U/R

Измерение

тока

напряжения.

Ток и на-

пряжение

судовых цепях постоянного тока

измеряют главным образом амперметрами

вольтметрами магнитоэлектрической системы.

Амперметры

включаются

положительный

провод контролируемой цепи чаще

помощью

шунтов. Амперметры

шунтами

соединяют&а-

либрованными

проводами, сопротивление

ко-

торых должно

соответствовать

паспортным дан-

ным

этих приборов. Вольтметры включаются

непосредственно

или

последовательно

с на-

ружными

добавочными резисторами. Ток,

из-

меряемый

цепях якоря генераторов

постоянно-

го

тока возбуждения трехфазных синхронных

генераторов, наиболее ответственных

потреби-

телей,

также

отдельных цепях

по

мере

не-

обходимости

процессе наладки.

Верхний

предел шкалы амперметра должен

быть

не

менее

120—150

номинального зна-

чения

контролируемого

тока,

верхний предел

щкалы

вольтметра

— не

менее

120 %

номиналь-

ного значения рабочего напряжения данной

цепи.

Ток и

напряжение

.в

судовых трехфазных

цепях измеряют главным образом

ампермет-

рами

вольтметрами электромагнитной

фер-

родинамической

систем.

Эти

приборы включа-

ются непосредственно

или

через измеритель-

ные

трансформаторы.

Выбор

того

или

иного

способа включения амперметров зависит

от

номинальных значений напряжений

тока

кон-

тролируемой цепи,

вольтметров

— от

номи-

нального

напряжения.

установках перемен-

ного тока

номинальным напряжением

380 В

более

приборы включаются

помощью изме-

рительных трансформаторов тока

напряже-

ния,

маркировка которых показана

на

схеме

(рис,

9-26,

α и б).

Рис. 9-25. Схемы изменения сопротивлений

по

способу амперметра

вольтметра:

—

малых;

б —

больших

Измерение тока осуществляется

цепи ста-

тора синхронных генераторов

наиболее

от-

ветственных

потребителей энергии.

Так как

нагрузка трехфазной системы может быть

не-

симметричной,

то

измеряют токи

всех

фаз.

При

измерении

токов

трехфазной цепи

могут

быть

применены

два или три

трансформатора тока.

трехфазных цепях

без

нейтрального провода

преимущественное распространение получила

более

экономичная

схема

(рис. 9-26,

а) с

двумя

трансформаторами, позволяющая измерять

действующие значения токов

трех

фаз.

Как

вид-

но

из

схемы, амперметры

РА

включены

во

вторичные обмотки трансформаторов тока

фаз

Л и В.

Амперметр

РА

включен так,

что

измеряет

геометрическую

сумму токов

Но для

трехфазной

системы

где

/д,

—

действующие значения токов

соответствующих

фаз.

Следовательно,

по

амперметру

РА

про-

текает

ток,

равный

току

фазы

С.

Для

измерения

токов

без

разрыва цепи при-

меняют

так

называемые измерительные клещи

(рис.

9-27).

Основным элементом клещей

яв-

ляется трансформатор тока, магнитопровод

ко-

торого состоит

из

двух

половин

— 2 и

соеди-

ненных

шарниром

поджатых одна

другой

пружиной

(на

рисунке

не

показана).

При

нажа-

тии

курка

половины магнитопровода расхо-

дятся

охватывают ширину

<?,

не

нарушая

ее

целости. Измеряемый

ток

протекает

по

шине

Создаваемый

им

магнитный поток замыкается

по

магнитопроводу.

Ток

вторичной обмотки

измеряется амперметром выпрямительной

или

ферродинамической

системы,

котррый

схема-

'-rift

-XX

Рис. 9-26. Измерение

трехфазной

помощью трансформатора:

—

тока;

б —

напряжений

цепи

Рис. 9-27. Устройство

электроизмерительных

клещей

тично

показан

на

рис. 9-21. Шкала амперметра

градуируется

по

значениям первичного тока.

Амперметр обычно встраивают

ручку клещей,

находят применение

выносные приборы.

Точность измерения

помощью клещей

не

превышает

2,5—4%.

Однако благодаря воз-

можности

быстрого измерения больших токов

без

разрыва токоведущей

шины

их

применяют

довольно широко.

Наряду

клещами-амперметрами промыш-

ленностью выпускаются измерительные клещи-

ваттметры

фазометры, последовательная цепь

которых включается

во

вторичную обмотку кле-

щей,

параллельная цепь

со

встроенными

до-

бавочными

резисторами

подключается

про-

водам контролируемой сети.

При

использовании измерительных

транс-

форматоров

для

измерения токов

напряже-

ний

полярность подключения измерительных

приборов

(амперметров

или

вольтметров)

вторичной

обмотке трансформатора

не

имеет

значения.

Однако показания ваттметров, счет-

чиков

энергии

фазометров зависят

от

поляр-

ности

приложенных

токов

напряжений.

По-

этому

на

контактных зажимах измерительных

трансформаторов тока имеется маркировка

Рис. 9-28. Схема измерения активной

мощно

сти

трехфазной четырехпроводной цепи

мето

дом

трех

ваттметров

'•0.1Д1'*

Рис.

9-29. Схемы измерения активной мощно-

сти

трехфазной

цепи

методом

одного

ватт-

метра

при

симметричной

нагрузке

238

Jil

Л2,

которой

соответствует

маркировка

И1 и

И2

на

выводах

вторичной обмотки (см.

рис. 9-26,

а).

Начало

конец первичных обмоток транс-

форматоров напряжения маркируются

Л и X,

чему соответствуют

а и χ на

выводах вторичных

обмоток.

Измерение мощности

энергий. Мощность

судовых электрических установках постоян-

ного тока

не

измеряют, поскольку показания

амперметров прямо пропорциональны мощно-

сти.

судовых установках трехфазного тока

измеряют активную мощность, отдаваемую

ге-

нераторами

сеть,

помощью ваттметров, глав-

ным

образом ферродинамической системы.

Схемы

включения счетчиков электроэнер-

гии

контролируемые

сети

подобны схемам

включения

ваттметров.

Активную

мощность

трехфазных

цепях

измеряют исходя

из

того,

что

активная мощ-

ность трехфазной системы, выраженная через

напряжения

и ток

фазы,

3и

cos φ.

Из

этого уравнения

следует,

что

активная

мощность

трехфазной

цепи

общем случае

(при

симметричной

несимметричной

нагруз-

ках)

может быть определена

как

сумма показа-

ний

трех ваттметров, каждый

из

которых

из-

меряет мощность одной фазы.

Для

этого

по по-

следовательным цепям каждого

из

ваттметров

должен протекать

ток

одной фазы,

параллель-

ные

обмотки должны включаться

на

соответ-

ствующее напряжение фазы. Такой метод

из-

мерения

мощности трехфазной системы назы-

вается методом трех ваттметров (рис. 9-28)

применяется

при

соединении нагрузки

или

ге-

нератора

звездой

нейтральным проводом

(че-

тырехпроводная

система).

Если нейтральный провод

отсутствует

нейтральная

точка звезды недоступна

для

сое-

динения

с ней

параллельных цепей ваттметров,

метод

трех

ваттметров

неприменим.

При

несим-

метричной

нагрузке, соединенной

треугольни-

ком,

ваттметры должны быть включены

каж-

дую

фазу треугольника,

что

практически

не

всегда

возможно. Недостатком метода трех ватт-

метров является необходимость

установки

трех

приборов

суммирования

их

показаний.

Поэтому вместо

трех

ваттметров иногда при-

меняют

один прибор

—трехфазный

ваттметр,

состоящий

из

трех

измерительных

механизмов

(трехэлементный), подвижные части

которых

закреплены

на

общей оси.

Отклонение

подвиж-

ной

части такого прибора пропорционально

измеряемой

мощности.

]

Активная

мощность симметричной трехфаз-

ной

цепи может быть определена

как

утроенное

значение

мощности одной

из фаз (т. е.

измерена

одним

прибором).

Такой метод измерения трех-

фазной

мощности называется методом одного

ваттметра.

случае

соединения

объекта

измерения

звездой

при

наличии

нейтрального

провода

или

доступной

нейтральной

точки ваттметры

включают

по

схеме рис. 9-29,

а.

Тогда

по по-

следовательноЙ

цепи прибора протекает

ток

фазы,

а к

параллельной цепи подводится

на-

пряжение

фазы.

Рис. 9-30. Измерение активной мощности трехфазной

цепи

методом двух ваттметров:

—

схема включения;

б —

устройство

двухэлементного

ватт-

метра

(/,/'

—

рамки параллельной цепи;

2,2'

—

магнитная

си-

стема,

3,3'

—

обмотки

последовательной

цепи);

в —

схема

двух-

элементного

ваттметра

Если нейтральный провод отсутствует

нейтральная

точка недоступна,

то для

включе-

ния

параллельной цепи применяют схему

искусственной

нейтральной точкой (рис. 9-29,

б).

Она

образуется двумя вспомогательными

ре-

зисторами

R1 и R2 и

резистором

парал-

лельной цепи ваттметра,

включенными

звездой.

Если сопротивления резисторов

и R2

рав-

ны

сопротивлению резистора

параллель-

ной

цепи*

то при

симметричной

нагрузке

по-

тенциал

общей точки соединения резисторов

равен потенциалу недоступной нейтральной

точки,

показания ваттметра равны мощности

одной

фазы. Если

при

градуировке приборов

(рис. 9-29,

α и б)

ввести коэффициент

то их

показания

будут

соответствовать активной мощ-

ности

трехфазной системы.

При

несимметрич-

ной

нагрузке метод одного ваттметра

непри-

меним

ввиду

различной

мощности фаз.

Мощность

трехпроводной трехфазной сис-

теме

при

симметричной

несимметричной

на-

грузках, соединенной звездой

или

треуголь-

ником,

может быть также измерена методом

двух

ваттметров;

по их

последовательным

об-

моткам протекают линейные токи,

параллель-

ные

обмотки включены

на

линейные напряже-

ния

между фазами,

которые включены после-

довательные обмотки,

фазой, свободной

от

последовательных обмоток (рис. 9-30,

а).

Общая мощность трехфазной системы

оп-

ределяется

как

алгебраическая сумма пока-

заний

двух

ваттметров:

вольтметру необходимо изменить направле-

ние

тока

одной

из его

обмоток.

После

такого

переключения

мощность

трехфазной системы

определяется

как

разность показаний

ваттмет-

ров.

Измерение активной мощности судовых гене-

раторов трехфазного тока

осуществляется

ме-

тодом

двух

ваттметров. Чтобы

исключить

не-

обходимость суммирования

показаний,

.изме-

рительные механизмы ваттметров объединяют

так,

что их

подвижные части имеют

общую

ось.

Вращающиеся моменты обоих приборов алгеб-

раически

складываются.

Реактивную мощность

симметричных

трех-

проводных

трехфазных сетях можно измерить

одним

однофазным ваттметром активной мощ-

ности,

включенным,

как

показано

на

рис.

9-31,

а.

Согласно

векторной диаграмме

на

рис. 9-31,

замеряемая

реактивная мощность сети

будет

Если известны значения линейного тока

линейного

напряжения

£/

активной мощно-

сти

Я, то

реактивная мощность

трехфазного

Λ-4

При

измерении этим методом необходимо

иметь

виду,

что в

случае смешанной

((активно-

реактивной) нагрузки

при φ

±60

показа-

ние

одногр

из

ваттметров

будет

равно нулю,

при

60°

знак момента одного

из

ваттмет-

ров

изменится

и его

стрелка

будет

отклоняться

влево

от

нулевой отметки.

Для

отсчета

поэто-

Рис.

9-31. Измерение реактивной мощности

трехфазной

цепи

при

симметричной

Нагрузке

/:-·

;

--ι»

тока

может

быть

определена

аналитически.

Для,

этого

из

формулы

=1,73

/л

cos

определяют значение

cos φ, по

которому находят

sin φ, что

позволяет

вычислить реактивную

мощность.

Г-

Измерение переносными приборами. Сопро-

тивление изоляции измеряют

при

снятом

на-

пряжении,

отключенными

включенными

приемниками.

Измеряются эквивалентные

со-

противления,

отличающиеся

от

истинных

зна-

чений

(рис. 9-32).

При

снятом напряжении измерение

сЪпро-

тивления изоляции отдельных

участков

се-

ти

или

элемента электрической установки

от-

носительно

корпуса судна

производится

'пере-

носными

мегаомметрами магнитоэлектрической

системы, развивающими напряжение

550 В —

для

цепей

номинальным напряжением

до

400 В,

1000

В — для

цепей

номинальным

на-

пряжением

400—1000

В и не

менее

2500

В для

цепей

номинальным напряжением

более

1000

В.

Мегаомметр

включают

между одним

из

проводов сети

корпусом судна

(рис.

9-32,а).

Измеряются сопротивления путей

утечкЕн

тока

каждого провода сети

между

токоведущимй

жилами.

Сопротивления путей

утечки

обозна-

чены:

/Ί3»

23»

3ΐ·

Сопротивление изоляции

по

переносным

приборам

следует

фиксировать^

через

"1 мин

после приложения рабочего напряжения.

Пос-

ле

окончания измерений

сопротивления,

изоля-

ции

сетей,

обладающих значительной емкостью,

для

предохранения

от

поражения электричес-

ким

током

(при

случайном

прикосновении)

необходимо снять

сети заряд путем заземления

или

закорачивания.

Во

избежание получения

завышенных

результатов

при

измерениях

сле-

дует

присоединять

жиле отрицательный

по-

люс

прибора,

а к

корпусу судна

—

положи-

тельный, иначе вследствие электролиза

про-

исходит окисление металла

увеличивается

переходное сопротивление

месте соприкосно-

вения

провода, идущего

от

прибора,

токо-

ведущей

жилой кабеля.

качестве измерительных приборов исполь-

зуют

переносные

мегаомметры

типов

М-1101,

М-1102,

БМ-1

БМ-2.

Измерение щитовыми приборами. Сопротив-

ление изоляции провода, находящегося

под на-

пряжением,

включенными

приемниками

изме-

ряют посредством щитовых вольтметров

или

мегаомметров.

При

постоянном токе сопротивление изоля-

ции

сетей измеряют

по

трем

показаниям

высоко-

омного

вольтметра

(рис. 9-33).

Эквивалентное сопротивление изоляции

можно

определить

по

формуле

""""

—~—

С/

где

t/j,

С/а,

—

напряжение

между

про-

водами

напряжение

каж-

дого провода

на

корпус,

В;

—

сопротивление вольтметра,

Ом.

трехфазных сетях

изолированной

ней-

тралью

для

контроля применяют

вольтмет-

ра

(рис.

9-34).

При

ухудшении изоляции

ее

проводимость возрастает

в η

раз.

Из

вектор-

ных

диаграмм видно,

что по

мере снижения

сопротивления

изоляции фазы

показания

а)

^^^^^^^^^^^^^^^•^^^^^^^^^^^

Рис.

9-32.

Схемы измерений сопротивления изоляции переносным мегаомметром

при

отключенных

источниках тока

приемниках

одно-, двух-, трех-

многожильных кабе-

лей

(а,

б,

г, е) и

схемы

замещения

при

измерениях двух-

трехжильных кабелей

240

Рис.

9-33.

Определение вольтметром сопротив-

ления изоляции линии постоянного

*тока

тре-

мя

измерениями:

а —

схема

измерения;

б —

схема

замещения

вольтметра этой фазы уменьшаются,

пока-

зания

вольтметров

фаз

и С

увеличиваются

до

значения линейных напряжений

пределе.

Таким образом,

по

показаниям вольтметра мож-

но

судить

состоянии изоляции каждой фазы,

т. е. η

->-

°о£/д

-*-

Непрерывный

контроль

сопротивления

изо-

ляции.

На

рис.

9-35

представлена схема прибо-

ра

«Электрон-1»,

предназначенного

для не-

прерывного контроля сопротивления изоляции

Рис.

9-34.

Определение сопротивления изоля-

ции

цепях трехфазного тока тремя вольт-

метрами:

—

схема

измерения;

б,

в,

г —

векторные диаграм-

мы

напряжений

при

разных

п;

ёд,

gβ,

ее

актив-

ные

проводимости

фаз

А,

В, С на

корпус

одно-

трехфазных цепях

изолированной

нейтралью напряжением

до 400 В и

частота-

ми

50—500

Гц. С

помощью этого прибора мож-

\R1

С1

_Т_

ГШ0ГШ0

II-

220В

С2

//0

"127В

Рис.

9-35.

Схема устройства

«Электрон-U

для

непрерывного контроля сопротивления

изоляции:

—

четырехобмоточный

трансформатор;

К —

реле;

S3 —

переключатель;

S2 —

кнопка контроля

сиг-

нализации;

—

кнопка включения прибора;

VT1—VT4

—

транзисторы;

С1—С7

—

конденсаторы;

KI—R34

—

резисторы;

VI,

V2,

V5-^V9

—

диоды;

V4,

V10—V13

—

стабилитроны;

Я —

сигнальная

лампа

.' '

.-·"'.-'

iV^'·

'.---.-.""-L"

^^.^^^^:·^

241

№

~L»T

Jfc-^^*?"ji

χ·τίϊ_

^Ч*

-t^l·.

- - .

тч_^_

т~г

j·