proiectarea echipamentului de masura si …midmit.elmat.pub.ro/media/part/raport simtech etapa...
TRANSCRIPT
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
PROIECTAREA ECHIPAMENTULUI DE MASURA SI ACHIZITIE
A CURENTILOR DE ABSORBTIE – RESORBTIE
- ID SITP -
(PROIECT MIDMIT 22080/2008)
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
CUPRINS
1.Introducere !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3
2. Consideratii generale despre curentii de absorbtie resorbtie !!!!!!!!!4
3. Proiectare aparat !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.9
3.1. Proiectare aparat !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.12
3.2. Functiuni de masura. Scheme echivalente interne !!!!!!!!!!!!!34
4. Moduri de lucru. Scheme echivalente !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!36
5. Mod de utilizare !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!39
6. Specificatie tehnica !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.40
7. Concluzii !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!41
8. Bibliografie !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!43
9. Anexe !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.!.44
9.1. Manualul de utilizare al USB 6089
9.2. Amplificatorul liniar tip Opo7C
9.3. Amplificatorul logarithmic tip LOG 112
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.1. Introducere
Prin definitie, un sistem de izolatie reprezinta materialul electroizolant sau ansamblul de
materiale electroizolante aflate in contact direct cu partile conductoare ale unui echipament
electric (masina electrica, transformator, interuptor, contactor, cablu de energie, isolator, etc.).
Constructia si structura sistemelor de izolatie sunt legate, atat de formele geometrice ale cailor
conductoare, cat si de natura si starea fizica a materialelor electroizolante. Materialele
electroizolante sunt substante cu conductivitatea electrica suficient de mica pentru a putea fi
utilizate la separarea a doua piese conductoare cu potentiale electrice diferite.
In constructia aparatelor electrice se utilizeaza marmura, ardezia, ebonite, bachelita,
hexaflorura de sulf, etc.
In cazul masinilor electrice de puteri mari, in realizarea sistemelor de izolatie, un
progress important l-a constituit aparitia hartiei de mica. Din hartie de mica si tesaturi de sticla s-
au realizat (cu rasini epoxi sau siliconice modificate) micabenzile, utilizate azi (datorita
rezistentei lor ridicate la actiunea descarcarilor partiale) in toate sistemele de izolatie ale
masinilor electrice de medie si inalta tensiune.
Hartiile, cartoanele si firele emailate impregnate cu uleiuri minerale raman inca
elementele de baza in fabricarea transformatoarelor de inalta si medie tensiune. Pentru
obtinerea hartiilor si cartoanelor se utilizeaza paste de lemn si de canepa, fibre celulozice
amestecate cu aramide, fibre de bumbac etc. Pentru fabricarea condensatoarelor si a cablurilor
de energie, in ultimii ani, hartia se inlocuieste cu filme de polipropilena (PP) sau cu polietilena
reticulate.
In evaluarea transformatoarelor electrice de putere, cat si a altor echipamente de inalta
tensiune, un rol deosebit de important il are diagnosticarea izolatiei. In ultimii ani, masuratorile
dielectrice axate pe evolutia curentilor de absorbtie - resorbtie sunt din ce in ce mai utilizate
pentru determinarea starilor sistemelor de izolatie ulei – hartie. Pentru o mai buna determinare a
starii izolatiei unui transformator de putere, in cele ce urmeaza, proiectm un aparat pentru
masurarea a curentilor de absorbtie-resorbtie. Cu rezultatele obtinute putem determina starea
izolatiei si gradul de imbatranire a izolatiei, reusind o evaluare completa a starii acesteia.
2.2. Sistemul de izolatie ulei – hartie
2.2.1. Sistemul de izolatie ulei – hartie.Generalitati
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Izolatia solida
Materialele pe baza de celuloza au doua functii :
a) cresterea stabilitatii dielectrice a izolatiei in raport cu un strat de ulei de grosime
egala ;
b) mentinerea unei anumite distante intre suprafetele cu potentiale electrice diferite .
Izolatia solida (hartie, prespan, transformerboard) folosita in transformatoare este pe baza de
celuloza.
Celuloza este o substanta macromoleculara naturala cu molecula liniara, un hidrat de
carbon polimer- (C6H10O5)n .Lanturile moleculare se grupeaza in micele (tuburi subtiri) care se
aranjeaza in acelasi mod, formand fibrile si apoi fibre celulozice. Aceasta structura explica
porozitatea (40÷50%) si absorbtia de apa foarte mare a produselor pe baza de celuloza.
Hartia celulozica este un amestec de trei componente: polimer de celuloza cu o ridicata
greutate moleculara; semi-celuloza, co-polimeri de mica greutate moleculara; lignina, care este
un polimer aromatic. Degradarea hartiei este dependenta de mediul ambiant si poate antrena
degradarea hidrolitica, oxidativa si termica .
Oxidarea este procesul principal in degradarea hartiei . Sub actiunea oxigenului,
macromoleculele celulozei depolimerizeaza, lungimea lor scade si proprietatile mecanice se
inrautatesc . De asemenea, oxigenul favorizeaza reactiile chimice ale celulozei cu apa, in urma
carora creste numarul de grupari polare si se reduc "proprietatile dielectrice".
Izolatia unui transformator incarcat in mod corespunzator, in exploatare, cand
temperatura lui este ridicata se mentine in bune conditii, fara masuri speciale . Dimpotriva,
izolatia unui transformator aflat in rezerva sau in stare de depozitare absoarbe umiditatea din
mediul ambiant . La temperaturi ale mediului ambiant in jur de 10 oC, continutul de umiditate din
izolatia de hartie devine periculos pentru calitatile izolante ale hartiei, cu toate ca uleiul are un
continut redus de apa . De aceea se impune controlul periodic al Riz a transformatoarelor din
rezerva si alternarea lor in functionare, astfel incat fiecare transformator sa stea in rezerva un
timp cat mai scurt .
Rigiditatea dielectrica (Es) si rezistivitatea se reduc ca urmare a intensificarii procesului
de conductie electrica . Intr-adevar, in cazul umezirii corpurilor,purtatorilor de sarcina uzuali
(ioni, electroni, etc.) li se adauga purtatori aditionali : ioni rezultati din disocierea impuritatilor
continute in apa sau a impuritatilor solubile din materialul propriuzis, ioni de hidrogen si oxigen
rezultati din disocierea apei, molecule ale dielectricului, grupe de molecule de apa incarcate cu
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
sarcina electrica (a caror miscare sub actiunea campului electric este, in esenta, o electroforeza
lenta a fazei solide ) etc.
Umiditatea contribuie, de asemenea, la inrautatirea caracteristicilor mecanice, indeosebi
a rezistentei la tractiune, a alungirii la rupere, etc . Si in acest caz,efectul umiditatii este mai
important pentru corpurile impure sau in cazul in care apa contine impuritati solubile .
Umiditatea modifica tensiunea de aparitie a descarcarilor electrice prin eliberarea
hidrogenului si oxigenului (ca urmare a electrolizei apei), formandu-se bule de gaz care se
dezvolta continuu pana ajung suficient de mari pentru ca in ele sa se produca PD la tensiuni
mai reduse decat in cazul materialului uscat.
Izolatia lichida
Uleiul are functia de izolant si, de asemenea, functia de a transfera caldura catre bateria
de racire. In timpul exploatarii uleiul de transformator imbatraneste, pierzandu-si, in raport de
conditiile de lucru, calitatile dielectrice si unele proprietati fizico- chimice.
Un factor care reduce calitatile uleiului in decursul exploatarii il formeaza contactul dintre
ulei si aerul din atmosfera (care contine oxigen si umiditate). Dupa cum se stie, rezultatul
oxidarii uleiului electroizolant este formarea de acizi si de noroiuri (sludge). Noroiul produs se
vor depune pe cuva transformatorului incetinind procesul de racire. Noroiul actioneaza ca o
bariera intre ulei si sistemul de racier, precum si intre miez si infasurari si sistemul de racire.
Uneori, noroiul poate bloca circulatia uleiului prin radiatoare. Ca rezultat, izolatia
transformatorului si infasurarile devin prea calde si pot apare defectiuni.
Caracteristicile electrice ale uleiului sunt influentate de continutul de apa care se poate
gasi sub doua forme in ulei : forma de apa libera ( emulsie sau suspensie) si forma de solutie (
apa de compozitie) sau absorbita chimic, existand intre cele doua elemente legaturi
electrostatice . S-a constatat ca apa continuta sub forma de solutie nu are o influenta sensibila
asupra rigiditatii dielectrice, in schimb, apa libera continuta in ulei provoaca o scadere simtitoare
a proprietatilor dielectrice. Sub actiunea campului electric, moleculele uleiului disociaza,
rezultand apoi produse insolubile in ulei . Produsele care sunt insolubile in ulei (gudroanele) nu
modifica proprietatile esentiale ale acestuia ; ele se depun pe suprafetele infasurarilor acestora
si ale cuvelor, ingreunand procesul de racire a transformatoarelor.
Cantitatea de umiditate care poate fi dizolvata in ulei creste rapid odata cu cresterea
temperaturii uleiului. Uleiul absoarbe mai multa umiditate la temperatura ridicata. Oricum, daca
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
uleiul electroizolant este racit, creste continutul de apa libera ceea ce provoaca, asa cum s-a
amintit mai sus, o scadere simtitoare a proprietatilor dielectrice.
2.2.2. Metode de monitorizare si diagnosticare a izolatiei transformatoarele electrice de
putere
Starea izolatiei tranformatoarelor si continutul de umiditate din izolatia acestora pot
afecta proprietatile electrice, mecanice si chimice ale izolatiei. Asa incat, metodele electrice,
mecanice si chimice de diagnosticare pot fi folosite pentru analizarea conditiei izolatiei
transformatorelor.
Tehnici chimice de diagnosticare
Analiza cromatografica a gazelor dizolvate in ulei (DGA) – una dintre cele mai utilizate
metode pentru monitorizarea conditiei transformatoarelor, pentru ca este nedistructiva si nu
presupune retragerea din exploatare a echipamentului monitorizat.
Gradul de polimerizare (DP) – defineste conditia izolatiei solide, fiind masura medie a
lungimii lanturilor moleculare din celuloza. O valoarea de 150 reprezinta o izolatie degradata, iar
o valoare de 1200 reprezinta o izolatie foarte buna. Un mare dezavantaj il reprezinta
necesitatea folosirii esantioanelor de hartie din transformator.
Analiza cromatografica a patrunderii gelului (GPC) - ne confera detalii despre distributia
greutatii moleculare a polimerului. GPC este o tehnica cromatografica care foloseste un foarte
poros, neionic, gel granulat pentru separarea polimerilor polidispersati . Cu GPC se separa
moleculele polimerilor pe baza volumului lor hidrodinamic . Celuloza necesita anumiti solventi .
Datorita acestui lucru, pentru masuratorile GPC, materiale pe baza de celuloza trebuie derivate,
pentru a spori solubilitatea lor in acesti solventi . In acest scop a fost preparata celuloza
tricarbanilate derivata, prin metoda lui Evans. Si aceasta metoda necesita prelevarea de probe
de hartie din transformator. Distributia greutatii moleculare a celulozei tricarbanilate a fost
determinata folosind cromatograful Waters, echipat cu un detector de absorbanta, cu lungime
de unda variabila. Patru coloane cromatografice au fost utilizate, in serie, in cromatograf, cu
tetrahydrofuran (THT) ca eluent . Masuratorile au fost efectuate utilizand absorbanta la 236 nm,
iar profilul elutiei a fost achizitionat cu un calculator. Profilele elutiei au fost transformate in
distributii ale greutatii moleculare folosind etalonarea bazata pe limita standardelor distributiei
greutatii moleculare a polistirenei .
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Analiza cromatografica a componentelor furanice din ulei (HPLC) – se utilizeaza pentru
a masura concentratia componentelor furanice (5-hidroximetil 2-furfural, alcool 2-furfurilic, 2-
furfural şi 5-metil 2-furfural) din ulei. P.J Burton, et. al. [2], a gasit, experimental, ca atunci cand
concentratia de furfural este aproximativ 1.5 mg/l pot apare defecte. O concentratie peste 1
mg/l, de exemplu, indica defect in izolatia solida si supraincalzirea uleiului. HPLC este o metoda
esentiala care trebuie inclusa in orice laborator de analize chimice ce deserveste sectorul
energetic.
Metode mecanice
Masurarea rezistentei de rupere la tractiune a hartiei – este o unealta pentru
determinarea rezistentei izolatiei de hartie folosite. Pe masura ce imbatraneste izolatia,
proprietatile mecanice se reduc, iar rezistenta la rupere este un parametru extrem de util in
determinarea starii izolatiei. Dar, si aici, este nevoie de un esantion din izolatia de hartie
Metode electrice
1. Determinarea tangentei unghiului de pierderi dielectrice ;
2. Determinarea rigiditatii dielectrice la frecventa industriala si la impuls ;
3. Detectarea si masurarea descarcarilor partiale (PD) – este o metoda extrem de utila pentru
identificarea defectelor eminente din transformatoarele de putere. Descarcarile electrice partiale
(PD) sunt descarcarile electrice locale si nedisruptive care apar in cavitatile ( vacuolele ) cu gaz
din izolatiile solide, in zonele de contact ale izolatiilor cu partile conductoare si in bulele de gaz
din lichidele electroizolante. Aceste descarcari se caracterizeaza prin :
a) durata foarte mica a impulsurilor de descarcare ( 10-8 s) ;
b) in cazul campurilor neuniforme, dar al celor uniforme, traseul PD nu este
identic cu acela al liniilor de camp electric care le produce ;
c) descarcarea nu se produce in intreg volumul cavitatii, ceea ce explica
denumirea de descarcari partiale ;
d) sarcina transportata este foarte redusa (de ordinul pC-lor) .
Cea mai generala clasificare a descarcarilor electrice, acceptata in prezent evidentiaza :
descarcari interne (incluzand si descarcarile in arborescentele interne ale dielectricilor),
descarcari superficiale si descarcari corona Actiunea descarcarilor poate fi caracterizata prin
urmatoarele efecte :
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
a) ridicarea temperaturii gazului (prin ciocnirile purtatorilor de sarcina cu
moleculele gazului) ;
b) erodarea peretilor cavitatilor ;
c) aparitia unor radiatii ultraviolete si radiatii X ( ca urmare a excitarii atomilor si
recombinarii purtatorilor);
d) initierea si/sau activarea unor reactii chimice de descompunere a
macromoleculelor izolatiilor, etc..
Degradarea unui izolant sub actiunea PD cuprinde trei faze . In faza initiala se constata o
eroziune lenta, apar smulgeri de particule din peretii vacuolelor si produse de descompunere a
izolantului care determina o autostingere a descarcarilor . Faza a doua incepe odata cu
propagarea descarcarilor in interiorul izolantului si formarea unor cai conductoare, in zona de
solicitare maxima . In sfarsit, in cazul in care campul electric la extremitatea unei cai depaseste
rigiditatea dielectrica a izolantului se produce o strapungere locala care, in anumite conditii,
poate conduce la o strapungere completa .
Metoda raspunsului dielectric
In cadrul masurarii raspunsului dielectric este masurat curentul de relaxare al izolatiei
dupa aplicarea unui puls de joasa frecventa sau in current continuu. Metodele din aceasta
familie sunt orientate spre determinarea continutului de umiditate din izolatie. Si nu numai atat,
mergand si spre determinarea starii izolatiei sau mai correct, spre determinarea stadiului
imbatranirii izolatiei. Masuratorile pot fi facute atat in domeniul timp cat si in domeniul frecventa.
Masurarea curentilor de absorbtie/resorbtie (CABS) – prin care se aplica o tensiunea
continua pe partea de inalta tensiune, masurandu-se curentul pe partea de joasa tensiune. In
continuare vom prezenta bazele acestei metode de diagnosticare a sistemelor de izolatie,
estimandu-se si gradul de imbatranire al acestora.
Masurarea tensiunii de resorbtie (RVM) – prin care se determina spectrul de polarizare
pentru incarcarea in c.c. si descarcarea izolatiei. Ca rezultat al evaluarii starii izolatiei, se obtin
doua aspecte : unul privitor la calitatea izolatiei si altul ce estimeaza continutul relativ de apa .
Principiul masuratorii este simplu, aplicand o tensiune continua echipamentului de incercat,
pentru o anumita perioada de timp, apoi se descarca circuitul pentru o perioada egala cu
jumatatea timpului de incarcare, dupa care se masoara tensiunea la bornele circuitului deschis.
Spectroscopia in domeniul frecventa (FDS) – in cadrul careia este aplicat un semnal
sinusoidal pe partea de inalta tensiune si se masora un current pe partea de joasa tensiune,
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
cuva legandu-se la masa. Este folosita o frecventa de la 0.0001 Hz pana la 1 Hz (sau chiar mai
multa, pana la 1000Hz), iar tensiunea pana la 220 V.
2.3. Consideratii generale despre curentii de absorbtie resorbtie
Sa consideram un condensator plan, constituit din doua armaturi metalice de arie S,
intre care se afla un izolant de grosime d si permitivitate relativa εr. Daca se aplica
condensatorului o tensiune continua Uc si se presupune ca dielectricul (izolantul) este ideal (are
conductivitatea electrica nula), intensitatea curentului de incarcare ii (variabil in timp) se
determina cu ajutorul ecuatiei diferentiale :
,02
2
=++C
i
dt
diR
dt
idL iii (2.1)
deduse din : ciii Udti
CRi
dt
diL =++ ∫
1, L si R reprezentand inductanta si, respective, rezistenta
circuitului, iar C=ε0εrS/d – capacitatea condensatorului. Cum L si R au valori reduse, incarcarea
condensatorului dureaza (practice) o fractiune de secunda.
In realitate nu exista izolanti ideali. Rin urmare, in regim electric stationar, prin dielectric
trece un curent permanent (de conductie), avand intensitatea ic (determinate de marimea
tensiunii aplicate si de rezistenta electrica a izolantului Riz=ρd/S, unde ρ reprezinta rezistivitatea
izolantului).
Pentru descarcarea condensatorului se pun armaturile sale in scurtcircuit, rezultand :
ic=0. Prin urmare, curentul de descarcare id urmeaza aceeasi lege de variatie cu ii (pentru un
izolant ideal), respective id = -ii.
In practica toti izolantii solizi aflati in campuri electrice slabe (cand nu exista injectie de
sarcina de la electrozi) sunt parcursi de curenti electrici reziduali (anormali), care persista zile si
chiar luni intregi, atat in cazul incarcarii, cat si in cazul descarcarii condensatoarelor ( notati cu
i1’, respective i2
’). Curentul rezidual de incarcare (i1’) se numeste curent de absorbtie, iar
curentul rezidual de descarcare (i2’) se numeste curent de resorbtie.
Curentii totali absorbiti la incarcarea (i1) si, respective, la descarcarea condensatorului
(i2) sunt :
'
11 iiii ci ++= , (2.2)
respectiv,
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
'
22 iii d += . (2.3)
Pentru multi izolanti rezulta i2’=- i1
’ , ceea ce corespunde unui curent anormal reversibil.
In cazul lichidelor izolante contaminate poate exista un curent anormal ireversibil (situatie in
care rezulta : i2’=0).
Pentru a gasi o expresie matematica pentru curentii de absorbtie/resorbtie, trebuie sa
gasim o expresie matematica pentru functia de raspuns f(t). Astfel, plecand de la ecuatia
polarizatiei electrice, considerand componenta rapida, dar dupa un timp foarte mare de aplicare
a campului electric 0E , putem scrie :
∫∞
=∞=0
00 )()( ττε dfEtP (C/m2) (2.4)
Fiecare dielectric are propria functie de raspuns. S-au creeat multe modele pentru
functia de raspuns.
Functia de raspuns oferita de modelul classic Debye poate fi scrisa astfel :
τ
τε t
etf−∆
=)( (1/s) (2.5)
Expresia Debye reprezinta un process fizic greu de observat in materiale dielectrice
solide. A fost obtinuta sub presupunerea ca dipolii nu interactioneaza care este adevarata
pentru un numar de lichide polare, dar nu pentru solide.
Functia de raspuns oferita de modelul Curie-von Schweidler este valida pentru multe
materiale dielectrice si poate fi exprimata cu ajutorul relatiei :
,)( nAttf −= (2.6)
unde A, n sunt constante de material (fig.3.9). Este important de notat ca acest model , daca
n>1 nu este aplicabil pentru intervale scurte de timp, pe cand daca n<1 nu este aplicabil pentru
intervale mari de timp.
O expresie generala pentru functia de raspuns este data de expresia :
nmtt
Atf
+
=
ττ
)( (1/s) (2.7)
unde A, m si n sunt constante de material.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Masurarea curentilor de absorbtie/resorbtie este o metoda, in domeniul timp, pentru
investigarea procesului lent de polarizare, definit mai sus, in materialele dielectrice.
Presupunem ca obiectul supus incercarii este descarcat de sarcina si se aplica un puls de
tensiune definit astfel :
>
≤≤
<
=
c
c
t
tttU
t0
tU
t t0
)( oc
o
(2.8)
Pentru ctt ≤≤ot apare asa numitul curent de absorbtie care are patru componente. Una
reprezinta curentul de incarcare, a doua este datorata conductiei obiectului supus testarii, a
treia parte reprezinta curentul de sarcina spatiala, iar a patra parte apare datorita declansarii
diferitelor procese de polarizare. Curentul de absorbtie se poate exprima astfel :
ccabs ttUCtftti ≤≤
++= ∞ o 0
0
tpentru )()()( δεεσ
(2.9)
unde Co este capacitatea geometrica a obiectului supus testului, iar )(tδ este functia impuls ce
are originea la t=t0. Imediat dupa polarizare , se poate masura curentul de resorbtie
(descarcare), deconectand sursa si scurtcircuitand obiectul supus incercarii (fig.2.1). In acord cu
principiul suprapunerii si neglijand termenul al doilea din ecuatia (2.1), vom avea pentru
)( 0 cTtt +≥ :
[ ])()(0 ccres TtftfUCi +−−= (2.10)
Acest curent este de polaritate opusa curentului de absorbtie. Al doilea termen din ecuatia
(2.10) poate fi neglijat daca Tc este mare. Asfel curentul de resorbtie devine direct proportional
cu functia de raspuns f(t).
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Fig.2.1. Variatia in timp a curentilor de absorbtie-resorbtie
Considerand modelul Curie-von Schweidler pentru functia de raspuns (3.13) si luand in
consideratie ecuatiile (2.9) si (2.10) vom obtine curbe ale curentilor de absorbtie/resorbtie ca in
fig.2.1. Din ecuatia (3.17) se observa ca, pentru intervale mari de timp in care se aplica o
tensiune continua, curentul de resorbtie devine :
c
res
cresUC
itftfUCi
0
0 )( )( =⇒= (2.11)
In decursul masuratorilor, geometria izolatiei, proprietatile acesteia, precum si produsii
de imbatranire au un rol important . Continutul de umiditate si conductivitatea izolatiei solide au
un rol determinant asupra formei si amplitudinii curentilor dupa un interval de timp mai mare.
Pentru curentul de absorbtie, o valoare initiala cat mai mica implica o calitate mai buna a
izolatiei.
In practica, curentii de absorbtie si resorbtie sunt masurati prin tehnica schitata in fig.2.2
.
UC
Electrometru
i abs
Obiect de testat
iabs(t)
t
ires(t)
t0 tc
Uc
Tc
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Fig.2.2. Schema de principiu a instalatiei de masurare a curentilor de absorbtie si/sau resorbtie
Fig.2.3.Model pentru comportamentul unui dielectric
Conform teoriei dielectricilor liniari, modelul din fig.2.3. (Co si R reprezinta capacitatea
geometrica si R rezistenta dielectricului, iar C1, R1 componentele corespunzatoare procesului 1
de polarizare) poate fi descris, din punct de vedere electric, prin raspunsul f(t) in domeniul timp,
sau de susceptivitatea )(ωχ si conductivitatea σ in domeniul frecventa. Utilizand modelul R-C
al unui dielectric (fig.2.3), se poate obtine un model de studiu al comportarii izolatiei dintre
infasurari. Se folosesc valorile calculate ale parametrilor ce descriu elementele componente ale
izolatiei transformatoarelor analizate. Tinand cont si de valorile obtinute in laborator ale
curentilor obtinuti pentru anumite stari de imbatranire bine definite, se poate estima starea
sistemului de izolatie si a gradului de imbatranire.
La transformatoarele din exploatare, imbatranirea conduce la cresterea conductivitatii.
Oricum, forma fara curbura a curbei curentului conduce la concluzia inrautatirii calitatii izolatiei,
pe langa continutul ridicat de umiditate din izolatia solida.
Diferenta dintre curentul de absorbtie si resorbtie o reprezinta curentul de conductie, care
in mod normal se raporteaza la contaminarea izolatiei. Daca valorile initiale ale curentilor de
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
absorbtie si resorbtie sunt foarte apropiate sau chiar egale, inseamna ca izolatia este mai putin
contaminata decat in cazul transformatoarelor la care curentii de absorbtie si resorbtie nu sunt
egali sau foarte apropiati.
Din curba curentului de resorbtie se determina functia de raspuns pentru fiecare sistem
de izolatie. S-a dezvoltat un pachet software pentru determinarea functiei de raspuns in functie
de curentul de resorbtie, apoi si pentru determinarea conductivitatii, pentru ca este cunoscut si
curentul de absorbtie. Stiind ca functia de raspuns este proprie fiecarui dielectric, pe baza
exprerimentelor de imbatranire accelerata realizate in laborator s-a realizat legatura intre gradul
de imbatranire si functia de raspuns.
Luand in considerare si anumite caracteristici geometrice ale izolatiei transformatoarelor
se determina conductivitatea izolatiei, gradul de imbatranire, rezistenta de izolatie, indicele de
polarizare, variatia capacitatii si a tangentei de delta in functie de frecventa . Efectuand
masuratori intre o secunda si mii de secunde, se poate determina evoluatia componentei reale
a capacitatii si a tangentei in functie de frecventa. Contaminantii (apa, impuritatile etc.) din
izolatie influenteaza tangenta de delta la frecvente joase si foarte joase, mult mai puternic decat
la frecvente industriale.
Marele avantaj al controlului asupra evolutiei starii echipamentelor este fructificat din plin
cu ajutorul acestei tehnici. Si nu in ultimul rand trebuie specificat marele avantaj al acestei
tehnici si anume faptul ca se pot efectua masuratori in conditii meteo nefavorabile (umiditate
ridicata, ploaie), fara sa fie influientate rezultatele obtinute.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.4. Proiectare aparat.
2.4.1.Principiul de funcţionare
Fig.2.4. Schema de principiu.
Aparatul CABSM are ca scop măsurarea şi înregistrarea curenţilor de absorbţie şi de
resorbţie ai sistemelor de izolaţie.
Fazele procesului sunt următoarele:
1. Descărcarea tensiunilor reziduale pe sistemul de izolaţie, prin scurcircuitare, pentru aducerea
sistemului de izolaţie la o stare neutră, de referinţă.
2. Aplicarea tensiunii continue de polarizare, simultan cu măsurarea şi înregistrarea curentului.
Curentul înregistrat va avea o variaţie foarte mare (de ordine de mărime) şi foarte rapidă în
primul moment după aplicarea tensiunii, apoi va avea o valoare foarte mică şi o variaţie foarte
lentă. Curba înregistrată este relevantă pentru mai multe caracteristici ale sistemului de izolaţie,
care pot fi separate prin analiza ulterioară a înregistrării.
3. Comutarea sistemului de izolaţie, de la sursa de tensiune, la o rezistenţă de descărcare,
simultan cu înregistrarea curentului, care îşi schimbă, în acest moment, sensul. Curentul
înregistrat la această fază va avea de asemenea o primă scădere rapidă, de mai multe ordine
de mărime, apoi viteza de variaţie se va reduce. Qi această înregistrare participă alături de
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
prima, la determinarea prin analiză ulterioară a mai multor caracteristici ale sistemului de
izolaţie.
Se observă din schema de principiu cum se realizează aceste funcţiuni:
- în faza 2, se anclanşează K0. Tensiunea sursei (1kV) este aplicată sistemului de izolaţie, iar
curentul trece prin nA-metru. Valoarea de vîrf a curentului, care apare în primul moment după
comutare, determinată în principal de capacitatea C0 a sistemului de izolaţie, este limitată de
rezistorul de limitare RL1 de 1M Ohm. Aceasta este necesar pentru a împiedica ieşirea din
domeniul de măsură a nA-metrului. Acest curent se înregistrează. Valoarea rezistenţei de
limitare fiind mult mai mică decît rezistenţa de izolaţie, influenţa rezistenţei de limitare asupra
măsurătorii poate fi luată în calcul cu succes, fără a avea efect asupra preciziei de determinare
a parametrilor sistemului de izolaţie.
- în faza 3, se eliberează K0. Sistemul de izolaţie devine izolat şi faţă de sursa de tensiune.
Avînd o capacitate proprie C0, el rămîne în continuare sub tensiune. Imediat după realizarea
comutării lui K0 şi deci întreruperea alimentării din sursa de tensiune, se comandă anclanşarea
lui K2. Acesta conectează rezistorul de descărcare RL0 la nA-metru. După aceasta, se
comandă în sfîrşit anclanşarea lui K1. Acesta stabileşte circuitul de descărcare, prin nA-metrul
conectat în sensul opus şi prin rezistorul RL0. Qi acest curent se înregistrează. Se observă că
succesiunea acţionării celor trei comutatoare împiedică stabilirea de alte circuite în momentele
comutărilor şi asigură înregistrarea integrală a curenţilor de descărcare.
Se mai observă că această schemă permite şi utilizarea sursei de tensiune, cu polaritate
inversă. Asfel, dacă după faza de la punctul 2, se eliberează K1 şi apoi se anclanşează K0,
rezultatul este aplicarea tensiunii de pe sursă, sistemului de izolaţie, în sens invers, precum şi,
simultan, conectarea nA-metrului în sensul opus. Această particularitate permite eventual
dezvoltarea ulterioară a unor alte proceduri de măsură, fără modificări de hardware.
Se mai observă şi că RL0 şi RL1 au aceeaşi valoare. În principiu, s-ar putea folosi unul
şi acelaşi rezistor la ambele faze. Totuşi s-a luat măsura utilizării de rezistoare separate, pentru
ca rezistorul RL1 să poată face parte integrantă din sursa de înaltă tensiune, deoarece el
îndeplineşte şi funcţia de a limita curentul sursei la o valoare nepericuloasă. El este de aceea
nedemontabil şi ne-comutabil. Terminalul adevărat al sursei nu este accesibil nici după
îndepărtarea capacului carcasei (care oricum nu este recomandată). După oprirea alimentării
sursei de ÎT, ea are asigurată descărcarea, prin rezistenţa RM şi prin rezistenţa kV-metrului,
care sunt permanent conectate la sursă.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Referitor la kV-metru, rolul acestuia este de a înregistra, corelat cu curentul de
încărcare, şi a tensiunii sursei, ceea ce permite o mai bună interpretare a înregistrărilor şi
identificarea unor situaţii în care ar apare rezistenţe parazite în circuitul de măsură.
2.4.2. Proiectare aparat
Fig.2.5.Schema bloc a aparatului
Din fig.2.5, schema bloc a aparatului, determinam mai multe blocuri, dupa cum urmeaza
:
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
1. Bloc surse de alimentare. Este compus din mai multe surse individuale, care dau
tensiunile necesare funcţionării diferitelor module. Unele dintre aceste surse asigură şi
izolarea galvanică.
Surse de alimentare:
Consum reţea 230Vc.a. max. 40VA
Tensiuni interne:
+5V 1A stabilizată în tensiune, nul DAQ (acelaşi cu modulul de achiziţie); izolat faţă de
carcasă; alimentează modulele de izolare şi lămpile de semnalizare;
+12V 2A stabilizată în tensiune; nul DAQ; alimentează termorezistenţa de măsură a
parametrilor mediului, senzorul de umiditate, sursa de ÎT, ventilatorul intern; Obs.: Sonda
combinată de măsură a parametrilor mediului, are ecranul izolat şi conectat la nulul modulului
de achiziţie;
+/-12V 100mA; flotantă; cu capacitate redusă faţă de nulul reţelei de alimentare; alimentează
amplificatoarele de măsură pentru I şi U, care au nulul comun; Obs. acesta va fi şi nulul
conectabil la borna Lo (Rev.0.2);
+24V 25mA stabilizare de tensiune cu limitare de curent; alimentează alternativ transmiţătorul
extern (direct) sau termorezistenţa de măsură a temperaturii uleiului (printr-un circuit de
excitaţie cu limitare rezistivă de precizie a curentului la 1mA/100W);
Tensiuni de test: sursă de ÎT cu trepte 500V/1000/1500/2000 V, limitare rezistivă la 0.5mA/1mA;
putere totală pe partea de ÎT inclusiv rezistorul de limitare, 1W.
2. Nano-Ampermetru - amplificator de măsură logaritmic (anexa 1). Datorită variaţiilor
foarte mari ale valorilor curenţilor care trebuie măsuraţi, precum şi vitezei de variaţie a
valorilor, precum şi specificului operaţiilor de analiză a înregistrărilor, care solicită
înregistrări continue, comutarea de domeniu de măsură, chiar automată, nu este
recomandabilă.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Aceasta componenta (LOG 112) calculeaza logaritmul raportului curentului de intrare si
al unui curent de referinta.
3. Voltmetru. Acesta măsoară tensiunea sursei de test, inclusiv căderea de tensiune pe
rezistorul de limitare RL1, pe un domeniu liniar. Domeniu de tensiune Voltmetru: 1000V.
Fig.2.6. Schema sursei de inalta tensiune si a voltmetrului liniar (OP07CP)
Aceasta componenta are un offset scazut si o stabilitate pe termen lung prin intermediul
unui circuit amplificator cu intrare pe un tranzistor bipolar cu zgomot mic. Pentru cele mai multe
aplicatii, componentele externe nu sunt folosite pentru offset mic si compenasare in frecventa.
Adevarata intrare diferentiala cu o banda de tensiune si rejectie de mod comun importanta,
implica flexibilitate maxima, zgomot redus. Componenta OP07 (anexa 1) este pentru zgomote
reduse, pentru amplificare de calitate a semnalelor de nivel foarte mic. Aceste componente
functioneaza la temperaturi cuprinse intre 0 oC si 70 0 oC.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Fig.2.7. Simbolul OP07CP
Fig.2.8. Schema voltmetrului liniar
6. Amplificatoare de izolare – de tipul 5B40. Aceste sunt destinate să asigure izolarea
galvanică a circuitului de măsură faţă de pămînt, pentru a tăia bucla de masă, şi să
asigure izolarea galvanică faţă de modulul de achiziţie (în care se găseşte convertorul
A/D) pentru a-l proteja faţă de tensiunile de comutare, închise la pămînt prin capacităţi
parazite ale circuitelor de semnal. De asemenea, implicit asigură şi izolarea faţă de
comunicaţia serială USB cu calculatorul, care ar putea fi vulnerabilă prin închiderea unui
circuit pentru tensiuni tranzitorii, prin capacităţi parazite (filtre EMI) ale alimentării
acestuia. Deşi efectul acestor capacităţi este prevăzut de producătorul calculatorului
pentru tensiuni tranzitorii uzuale, tensiunile şi capacităţile implicate în măsurătoare pot
depăşi aceste prevederi, şi de aceea izolarea galvanică este o asigurare utilă şi pentru
comunicaţia serială.
5B40/41
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Caracteristici
Tensiuni de intrare analogice izolate.
Amplifica, protejează şi filtrează intrările analogice.
Lăţime de bandă de 10kHz care le face ideale pentru semnale rapid variabile în timp.
Generează un semnal de ieşire între -5V şi +5V.
Circuitele modulelor pot suporta 240Vrms la terminalele de intrare.
Toate modulele 5B40 şi 5B41 pot fi combinate aleator unele cu altele şi pot fi schimbate sub
tensiune.
APLICAŢII
Condiţionare de semnale industriale
Izolare de semnale industriale
Filtrare de semnale industriale
VEDERE GENERALĂ A PRODUSELOR
Seria 5B reprezintă o generaţie inovatoare de condiţionere modulare de semnal de preţ
redus şi înaltă performanţă. Proiectate pentru aplicaţii industriale, aceste module încorporează o
izolaţie de înaltă fiabilitate bazată pe transformator şi tehnologie automatizată de montare pe
suprafaţă. Ele sunt componente compacte, economice ale căror performanţe le depăşesc pe
cele disponibile la dispozitive mai scumpe. Combinînd izolaţie permanentă de 1500Vrms,
calibrare de +/-0.05% precizie, dimensiune redusă şi preţ scăzut, seria 5B este o alternativă
atractivă pentru condiţionere de semnal scumpe şi proiectare locală.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Toate modulele sunt capsulate şi identice în dispunerea terminalelor şi dimensiuni
(2.27"x2.32"x0.595"). Ele pot fi combinate aleator unul cu altul, permiţînd utilizatorilor să-şi
rezolve problemele exacte, şi pot fi schimbate sub tensiune fără să perturbe cablajul din cîmp
sau sursa de alimentare. Modulele izolate de intrare oferă tensiuni de ieşire de 0..5V sau -
5V..+5V şi acceptă termocuple J, K, T, E, R, S, N sau B.
Aceste module prezintă funcţii complete de condiţionare de semnal incluzînd protecţie
de intrare de 240Vrms, filtrare, amplificare cu derivă scăzută, stabilizată prin chopper de +/-
1WV/ºC, izolare de 1500Vrms, şi excitaţie pentru senzor atunci cînd este necesară.
Toate modulele prezintă o excelentă rejecţie a modului comun şi îndeplinesc
specificaţiile industriale de rezistenţă la suprasolicitări tranzitorii.
SCHEMA BLOC FUNCŢIONALĂ
Figura 2.9. B40 şi 5B41- schema bloc funcţională
Sunt disponibile de asemenea un număr de plăci şi de conectoare care asigură o soluţie
completă de condiţionare de semnal pentru utilizatori. Fiecare placă include terminale cu şurub
pentru cablarea la locul de utilizare a intrărilor şi ieşirilor şi senzori de joncţiune rece pentru
aplicaţii cu termocuple. Aceste condiţionere de semnal sunt proiectate pentru a asigura o soluţie
uşoară şi convenabilă pentru problemele de condiţionare de semnal atît ale proiectanţilor cît şi
utilizatorilor în aplicaţii de măsură şi control. Utilizări tipice includ sisteme de măsură bazate pe
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
microcontrollere, sisteme standard de achiziţie de date, controllere programabile, înregistratoare
analogice şi sisteme de control dedicate. Modulele din seria 5B sunt ideal potrivite pentru
aplicaţii unde sunt cerute monitorizarea şi controlul temperaturii, presiunii, debitului, rotaţiei şi a
altor semnale analogice. Modulele şi plăcile din seria 5B sunt aprobate de Factory Mutual (FM)
iar modulele 5B sunt aprobate de Canadian Standards Association (CSA) pentru utilizare în
amplasamente din Clasa 1, Divizia 2, Grupele A, B, C şi D. Aceste aprobări certifică seria 5B ca
potrivită pentru utilizare în locuri unde există concentraţii periculoase de gaze inflamabile numai
în situaţii de defecţiune. Echipamentul din această categorie este denumit "ne-incendiar" şi nu
necesită incinte speciale sau alte asigurări fizice. Modulele şi plăcile din seria 5B au fost testate
şi au trecut cerinţele stringente de industrie grea ale directivei UE de compatibilitate
electromagnetică (ENC) EN50082-1 şi EN50081-2. Atunci cînd sunt folosite în conformitate cu
instrucţiunile de instalare (vezi Manualul de utilizare al seriei 5B), orice erori cauzate de
interferenţa EMI/RFI vor fi mai mici de 0.1% din întregul domeniu de măsură al lor pentru
intensităţi de cîmp de pînă la 10V/m şi frecvenţe de pînă la 1GHz.
DESCRIERE GENERALĂ
5B40 şi 5B41 sunt module de condiţionare de semnal cu un singur canal de bandă largă
care amplifică, protejează, filtrează şi izolează tensiunile analogice de intrare. Ambele tipuri de
module oferă o bandă de intrare de 10kHz care le face ideale pentru măsurarea semnalelor
care variază rapid în timp. Exemplele includ presiunea într-o maşină de injectat mase plastice,
tensionarea pe un şasiu de automobil în timpul unui test de ciocnire şi vibraţiile pe un lagăr al
unei maşini cu scurt timp înainte de defectare. 5B40 şi 5B41 protejează partea dinspre
calculator de defectări datorate supratensiunilor de defect în partea surselor de semnal. Toate
modelele suportă 240Vef. la terminalele de intrare fără defectare astfel ecranînd circuitele din
partea calculatorului faţă de situaţiile de supratensiune din partea dinspre sursele de semnal.
Suplimentar, modulele din seriile 5B40 şi 5B41 pot fi utilizate combinate şi pot fi schimbate fără
deconectarea alimentării, aşa încît pot fi introduse sau scoase din orice conector din aceeaşi
placă de bază fără a opri funcţionarea sistemului. Un amplificator de intrare stabilizat prin
chopper asigură deriva scăzută şi cîştigul stabil. La intrarea amplificatorului, un offset de
aducere la zero, stabil, calibrat cu LASER, este scăzut din semnalul de intrare pentru a stabili
valoarea de zero a scalei. Pentru simplitate pentru utilizator, acest zero poate fi opţional setat
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
din fabrică pentru a îndeplini cerinţele utilizatorului. Aceasta permite eliminarea din semnal a
unei valori continue de intrare de multe ori mai mare decît domeniul care trebuie amplificat şi
măsurat. Un filtru anti-aliasing cu un singur pol este localizat la intrarea fiecărui modul. Un filtru
cu trei poli, trece-jos, în etajul de ieşire setează lăţimea de bandă şi produce o performanţă de
zgomot optimă pentru măsurători precise de semnale mici în zgomot electric ridicat. Izolarea de
semnal prin cuplaj cu transformator foloseşte o tehnică de concepţie proprie pentru o
performanţă liniară, stabilă şi fiabilă. Circuitul diferenţial de intrare de pe partea de intrare este
complet flotant, eliminînd orice necesitate pentru împămîntarea intrării. Un demodulator în
partea dinspre calculator a transformatorului de semnal recuperează semnalul original, care
este apoi filtrat şi trecut printr-un repetor pentru a asigura un semnal de ieşire de zgomot redus
şi impedanţă joasă. Nulul de referinţă al ieşirii trebuie ţinut în limita a 3V faţă de nulul alimentării.
Un întrerupător serie de ieşire elimină necesitatea unui multiplexor în multe aplicaţii.
Întrerupătorul este închis de o intrare de validare activă-jos. Dacă întrerupătorul trebuie să
rămînă închis tot timpul, intrarea de validare trebuie sa fie pusă la masă (la nulul alimentării),
aşa cum este pe plăcile de bază 5B01 şi 5B02.
Fig. 2.10.Modele 5B40 şi 5B41 disponibile
Tabel 2.1. Modele amplificatoare de izolare
Model Domeniul de intrare Domeniu de ieşire
5B40-01 -10mV..+10mV -5V..+5V
5B40-02 -50mV..+50mV -5V..+5V
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
5B40-03 -100mV..+100mV -5V..+5V
5B40-04 -10mV..+10mV 0V..+5V
5B40-05 -50mV..+50mV 0V..+5V
5B40-06 -100mV..+100mV 0V..+5V
5B40 la cerere * *
5B41-01 -1V..+1V -5V..+5V
5B41-02 -5V..+5V -5V..+5V
5B41-03 -10V..+10V -5V..+5V
5B41-04 -1V..+1V 0V..+5V
5B41-05 -5V..+5V 0V..+5V
5B41-06 -10V..+10V 0V..+5V
5B41-07 -20V..+20V -5..+5V
5B41 la cerere * *
*Sunt disponibile domenii de intrare / ieşire la cerere. Vezi ghidul de configurare.
Tabel 2.2. Specificaţii 5B40 şi 5B41
Descriere Model 5B40 Model5B41
Domenii de intrare
Domenii standard ±10 mV .. ±100 mV ±1 V .. ±20 V
Domenii speciale ±5 mV .. ±500 mV ±0.5 V .. ±20 V
Output Ranges (RL > 50 kW)4 4 -5 V .. +5 V sau 0 V .. +5 V *
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Precizie2
Iniţială la +25ºC +/-0.05% din domeniu +/-10mV
ref. la intrare +/-0.05% (Vz1)
+/-0.05% +/-0.05% (Vz1)
Neliniaritate +/-0.02% din domeniu *
Deriva offsetului la intrare cu
temperatura
+/-1mV/ºC +/-20mV/ºC
Deriva offsetului la ieşire cu
temperatura
+/-40mV/ºC *
Deriva factorului de amplificare
cu temperatura
+/-25ppm din valoarea citită /ºC +/-50ppm din valoarea citită /ºC
Curent de polarizare la intrare +/-3nA +/-0.2nA
Rezistenţa de intrare
Cu alimentare 200MΩ 650kΩ
Fără alimentare 40kΩ 650kΩ
Suprasolicitare 40kΩ 650kΩ
Zgomot
Intrare, 0.1Hz ..10Hz bandă 0.4mVrms WWVrms
Ieşire, 100kHz bandă 10mVv-v *
Lăţime de bandă, -3dB 10kHz *
Timp de creştere la ieşire, de la
10% la 90% din domeniu
35Ws *
Tensiune de mod comun (CMV)3
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Intrare-la-ieşire, continuu 1500Vrms max. *
Ieşire-la-alimentare, continuu +/-3V max. *
Tranzienţi ANSI/IEEE C37.90.1-1989 *
Rejecţia modului comun (CMR)
Dezechilibru al sursei de 1kW,
50/60Hz
100dB 90dB
Rejecţia modului normal -3dB la 10kHz *
Protecţia de intrare
Continuu 240Vrms, max. *
Tranzienţi ANSI/IEEE C37.90.1-1989 *
Rezistenţa de ieşire 50Ω *
Protecţia ieşirii de tensiune Scurtcircuit continuu la masă *
Timp de selecţie a ieşirii 6Ws la Csarcină=0...2nF *
Comanda de validare a ieşirii
Maxim 0 logic +1V *
Minim 1 logic +2.5V *
Maxim 1 logic +36V *
Curent de intrare stare 0 logic 0.4mA *
Tensiunea sursei de alimentare +5V +/-5% *
Curentul sursei de alimentare 30mA *
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Sensibilitatea la perturbaţiile
sursei de alimentare, ref. la
intrare
+/-2mV/Vs% +/-0.4mV/Vs%
Dimensiuni mecanice 2.275"x2.375"x0.595"
(57.8mmx59.1mmx15.1mm)
*
Parametri de mediu
Domeniu de temperaturi
Performanţă nominală -25ºC..85ºC *
Funcţionare -40ºC..85ºC *
Depozitare -40ºC..85ºC *
Umiditate relativă 0..93% la 40ºC fără condensare *
Susceptibilitate la interferenţă
radio (RFI)
+/-0.5% din domeniu la
400MHz, 5W, 3ft
* 1Vz este tensiunea nominală de intrare care produce o ieşire de 0V.
2Include efectele combinate ale repetabilităţii, histerezisului şi neliniartăţii şi presupune
RL>50kΩ. Sarcini mai mici de 50kΩ vor degrada neliniaritatea şi coeficientul de temperatură al
amplificării.
3nulul de referinţă al ieşirii trebuie ţinut în limitele +/-3V faţă de nulul alimentării.
Specificaţiile sunt supuse schimbării neanunţate.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
CONFIGURAŢIA TERMINALELOR QI DESCRIEREA LOR FUNCŢIONALĂ
Fig. 2.11.B40 şi 5B41 Conexiuni de intrare pentru instalare.
Tabelul 2.3. Descrierea funcţiilor terminalelor
Pin nr. Descriere
2 Lo
3 Hi
Fig. 2.12. Modulul de tip 5B, cu alocarea pinilor.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
PRECAUŢII ESD
Dispozitiv sensibil la ESD (descărcări electrostatice). Sarcini electrostatice de pînă la 4000V se
acumulează uşor pe corpul uman şi pe echipamentul de test şi se pot descărca fără a fi
detectate. Deşi acest produs prezintă circuite de concepţie proprie de protecţie ESD,
deteriorarea permanentă poate să apară pe dispozitivele supuse la descărcări electostatice de
mare energie. De aceea, sunt recomandate precauţiuni ESD potrivite pentru a evita degradarea
performanţelor sau pierderea funcţionalităţii.
Fig. 2.13. Dimensiuni de ansamblu.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
7. Redresor ÎT. Redresează şi filtrează tensiunea sursei. După oprirea alimentării
aparatului, sursa de tensiune este deconectata.
8. Sursa ÎT. Generează tensiunea de test, folosind un circuit de comutaţie şi un
transformator ridicător (Fig.2.6).
Trepte: 500V, 1000, 1500, 2000 V obţinute din circuitul de alimentare al sursei de ÎT.
Diodele D1, D2 sunt de tipul GP02-30.
9. Modul DAQ USB. Efectuează digitizarea semnalelor analogice şi transmiterea lor prin
comunicaţia serială USB la calculator în vederea înregistrării. De asemenea mai
efectuează şi preluarea de la calculator a comenzilor şi generarea semnalelor digitale de
comandă pentru placa de acţionări K.
1. Convertorul USB – RS485
NI-USB-6009
Descriere generală
- Dispozitiv de dimensiuni reduse, portabil, multifuncţional, pentru achiziţie de date.
- Rezoluţie de intrare de 14 biţi, la pînă la 48000 eşantioane/secundă.
- Conectoare integrate, demontabile pentru acces rapid si costuri reduse de interconectare.
- Două convertoare digital analogic dedicate, pentru acurateţe ridicată a ieşirilor analogice.
- 12 linii digitale I/O (TTL/LVTTL/CMOS)
- Numărător de evenimente pe 32 de biţi.
- Sisteme de operare suportate: Windows 2000/XP, Mac OS X, Linux
- Software recomandat: LabVIEW, LabWindows/CVI
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Descriere Hardware
Modulul multifuncţional NI USB-6009 este o soluţie de încredere pentru achiziţia de date
la un preţ scăzut. Având conectivitate USB Plug&Play, aceste dispozitive se pot folosi atât la
măsurători mai simple cât şi în sisteme complexe de achiziţie.
Descriere Software
NI USB-6009 include o aplicaţie de înregistrare a datelor achiziţionate cu posibilitate de
extindere de până la 8 canale de date analogice. Pentru o funcţionalitate sporită, driverul
software multiplatformă NI-DAQmx Base oferă un set de interfeţe pentru diverse medii de
programare. Se poate folosi pentru a dezvolta aplicaţii DAQ particularizate cu NI LabVIEW sau
medii de dezvoltare C.
Accesorii Recomandate
USB-6009 are conectoare integrate astfel încât nu mai sunt necesare alte accesorii.
Aplicaţii
USB-6009 este ideală pentru un număr mare de aplicaţii unde preţul, economia de
spaţiu şi simplitatea modulul de utilizare sunt esenţiale, cum ar fi:
- Înregistrarea datelor – Se pot înregistra tensiunile de intrare simplu şi repede.
- Uz Academic.
- Aplicaţii integrate OEM
Specificaţii
(tipic la 25 °C în caz că nu se specifică altfel)
Intrarările Analogice
Tabel 2.4.Acurateţea absolută în modul Single-Ended.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Gama Tipic la 25° C (mV) Maxim (0 la 55° C) (mV)
± 10 14.7 138
Tabel 2.5. Acurateţea absolută la scală maximă în modul diferenţial.
Gama Tipic la 25° C (mV) Maxim (0 la 55° C) (mV)
± 20 14.7 138
± 10 7.73 84.8
± 5 4.28 58.4
± 4 3.59 53.1
± 2.5 2.56 45.1
± 2 2.21 42.5
± 1.25 1.70 38.9
± 1 1.53 3.5
Număr de canale ..................................................... 8 single-ended / 4 diferenţiale
Tipul convertorului analogic-digital .......................... aproximări succesive
Tabel 2.6. Rezoluţia convertorului analogic-digital (biţi).
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Mod Diferenţial Mod Single-Ended
USB-6009 14 13
Tabel 2.7. Rata maximă de eşantionare (depinde de sistemul de calcul).
Rata de eşantionare maximă (kS/s)
USB-6009 48
Gama de intrare, single-ended ................. ±10 V
Gama de intrare, diferenţial ...................... ±20, ±10, ±5, ±4, ±2.5, ±2, ±1.25, ±1 V
Tensiunea maximă faţă de nul ................. ±10 V
Protecţie la supratensiuni ......................... ± 35 V
Mărimea memoriei FIFO .......................... 512 B
Rezoluţia în timp ...................................... 41,67 ns (baza de timp 24 MHz)
Acurateţea în timp ................................... 100 ppm din rate de eşantionare
Impedanţa de intrare ............................... 144 kΩ
Sursa declanşatoare ................................ din aplicaţie sau declanşator extern digital
Zgomot sistemului .................................... 0.3 LSB rms (gama ±10 V)
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Ieşirile Analogice
Precizia absolută (fără sarcină) .............. tipic 7mV, maxim 36.4mV la scala maximă
Număr de canale .................................... 2
Tipul convertorului DAC ......................... aproximări succesive
Rezoluţia DAC ....................................... 12 biţi
Rata maximă de actualizare .................. 150 Hz, contorizată software
Gama de ieşire ...................................... 0 la +5 V
Impedanţa de ieşire ............................... 50 Ω
Curentul la ieşire ................................... 5 mA
Valoarea la pornire ............................... 0 V
Viteza de variaţie a ieşirii ...................... 1 V/µs
Curentul de scurt circuit .................. 50 mA
I/O Digitale
Numar de canale ............................. total 12
8 (P0.<0..7>)
4 (P1.<0..3>)
Controlul direcţiei ............................. Fiecare canale poate fi programat independent ca
intrare sau ieşire
Tipul de ieşire ................................... Fiecare canal poate fi programat individual push-
pull sau open-drain.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Compatibilitate ................................. CMOS, TTL, LVTTL
Rezistor intern pull-up ..................... 4.7 kΩ la +5 V
Starea la pornire ............................. Intrare (Impedanţă înaltă)
Gama maximă absolută ................. – 0.5 la + 5.8 V
Tabel 2.8. Nivelele logice digitale
Nivel Minim Maxim Unităţi
Intrarea de tensiune scăzută - 0.3 0.8 V
Intrarea de tensiune înaltă 2.0 5.8 V
Intrarea de curent de scurgere - 50 µA
Ieşirea de tensiune joasă (I=8.5 mA) - 0.8 V
Ieşirea de tensiune înaltă (Push-pull, I= -8.5mA) 2.0 3.5 V
Ieşirea de tensiune înaltă (Open-drain, I= -0.6mA, nominal) 2.0 5.0 V
Ieşirea de tensiune înaltă (Open-drain, I= -8.5mA, cu rezistor
extern tip Pull-Up) 2.0 - V
Numărător
Numar de contoare .......................... 1
Rezoluţie ......................................... 32 biţi
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Tip contorizare ................................ Numărare fronturi (fronturi descrescătoare)
Rezistor pull-up ............................... 4.7 kΩ la +5 V
Frecvenţa maximă de intrare .......... 5 MHz
Durata minimă a impulsului înalt .... 100 ns
Durata minimă a impulsului jos ...... 100 ns
Valoarea maximă de intrare ........... 2.0 V
Valoarea minimă de intrare ............ 0.8 V
Alimentarea suplimentară de la conectorul I/O
Ieşirea +5 V (maxim 200 mA) .......... + 5V tipic
+ 4.85V minim
Ieşirea +2.5 V (maxim 1 mA) .......... + 5V tipic
Acurateţea ieşirii +2.5 V .................. 0.25 % maxim
Referinţa tensiunii cu driftul temp .... 50 ppm / °C maxim
Caracteristici fizice
Dimensiuni (fără conectori) ............... 6.35 X 8.25 X 2.31
Dimensiuni (cu conectori) ................. 8.18 X 8.25 X 2.31
Greutate (fără conectori) .................. 59 g
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Greutate (cu conectori) .................... 84 g
Conectori I/O .................................... Port USB tip B retractabil
2 x 16 poziţii blocuri terminale (fixare cu şurub)
Cabluri pentru conectare .................. între 16 şi 28 AWG
Interfaţa USB
Specificaţii USB ............................... USB 2.0 full-speed
Viteza magistralei USB .................... 12 Mb/s
Greutate (fără conectori) .................. 59 g
Alimentare
USB (4.10 la 5.25 VDC) ................... 80 mA tipic
500 mA maxim
USB în Suspend .............................. 300 µA tipic
500 µA tipic
Mediu
Mediul de operare.
Gama de temperatura a mediului ambiant .......... 0 la 55° C (testat in acord cu
IEC-60068-2-1 şi IEC-60068-2-2)
Gama de umiditate relativă .................................. 10% la 90%, fără condens
(testat în acord cu IEC-60068-2-56)
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Mediul de operare.
Gama de temperatura a mediului ambiant .......... -40 la 85° C (testat in acord cu
IEC-60068-2-1 şi IEC-60068-2-2)
Gama de umiditate relativă .................................. 5% la 90%, fără condens
(testat în acord cu IEC-60068-2-56)
Altitudinea maximă ............................................... 2.000 m (la 25° C temperatură
ambiantă)
Nivelul de poluare ................................................. 2
Certificate de Conformitate
USB-6009 este proiectată să respecte următoarele standarde se siguranţă pentru
echipamentele de măsură, control şi laborator:
- IEC 61010-1, EN 61010-1;
- UL 61010-1;
- CAN/CSA C22.2 No. 61010-1.
Pentru UL şi alte certificate de siguranţă, vă rugăm sa vizitaţi ni.com/certification.
Tensiuni
Conectaţi numai tensiunile care sunt în limitele maxime specifice fiecărui port de
conexiune. Verificaţi secţiunea specifică pentru a afla limitele impuse.
Locuri periculoase
USB-6009 nu este certificat pentru a fi utilizat în locurile periculoase.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Compatibilitate Electromagnetică
Emisie ....................................... EN 55011 Clasa A la 10 m
FCC Part 15A sub 1 Ghz EMC/EMI ................................... Conform CE, C-Tick, şi FCC Part 15 (Clasa A)
Notă: USB-6009 poate avea variaţii temporare în citirea intrărilor analogice când
este expus la radiaţii şi zgomod condus RF. Modulul se va întoarce la modul de
operare normal după ce terminarea expunerii la RF.
Norme CE
Acest produse îndeplineşte cerinţele esenţiale aplicabite de Directivele Europene, ca
amendament pentru notarea CE, după cum urmează:
Directiva de tensiune joasă (siguranţă) .................... 73/23/EEC
Directiva de compatibilitate electromagnetică .......... 89/336/EEC
Notă: Verificaţi Declaraţia de Conformitate (DoC) a acestui produs, pentru orice alte
informaţii cu privire la regulamentele de conformitate. Pentru a obţine DoC pentru acest
produs, verificaţi ni.com/certification.
10. Condiţionare senzori. Generează tensiunile de alimentare pentru senzorii de
temperatură a mediului, de temperatură a uleiului şi pentru senzorul de umiditate relativă
în aer. Transmite semnalele senzorilor la modulul de achiziţie. De asemenea transmite
tensiunea de alimentare de 24 Vc.c. pentru intrarea alternativă de măsură a temperaturii
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
uleiului, destinată cazului în care se foloseşte un senzor de temperatură dotat cu
transmiţător 0..20mA sau 4..20mA, şi converteşte semnalul de 0..20mA sau 4..20mA
într-un semnal de tensiune pe care îl transmite modulului de achiziţie.
11. Elemente constructive
In figurile urmatoare sunt prezentate detaliile mecanice de constructie a carcasei,
proiectata din motive de securitate si grad de protectie (IP 54) .
Fig.2.13.Carcasa – vedere de sus
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Fig.2.14.Carcasa – vedere din lateral
Fig.2.15.Carcasa – vedere din spate
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.5. Functiuni de masura. Scheme echivalente interne
Structura bloc a ID SITP este prezentată în figura următoare:
Fig.2.16. Schema bloc a CABSm
În schemă se identifică următoarele blocuri:
- Convertorul USB – RS485: Permite comunicaţia cu aparatul prin interfaţa USB a
calculatorului. Interfaţa oferă izolare prin optocuploare de pînă la 2500V RMS, este
compatibilă cu standardele USB 1.1 si 2.0 şi face posibilă comunicaţia cu
Fig.2.17. Convertorul USB
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
magistrala internă a aparatului. În figura de mai jos este prezentată schema de funcţionare a
convertorului RS485-USB.
Fig.2.18. Schema de functionare a convertorului USB
- Blocul digital: Asigură comanda din software a aparatului CABSM, prin ieşirile digitale
de tipul Open Collector. Diagrama de mai jos prezintă schema în detaliu a blocurilor
digitale.
- Blocul de achiziţie analogică: Permite realizarea măsurătorilor prin interfaţarea cu
magistrala RS-485. Datele achiziţionate analogic sunt eşantionate şi trimise aplicaţiei
pentru prelucrări ulterioare. Blocul analogic permite izolarea semnalelor
Fig.2.19.Blocul de achizitie analogica
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
de intrare cu ajutorul optocuploarelor. În figura următoare este prezentată schema de
funcţionare a blocului analogic.
- Interfaţa de comandă: Permite prin comutatorul extern, schimbarea configuratiei
interne a CABSM in funcţie de tipul măsurătorii.
- Interţata de condiţionare analogică: Acest bloc este controlat de interfaţa de comandă
şi facilitează condiţionarea semnalelor măsurate, pentru a putea fi înregistrate în blocul
de achiziţie analogică. Sondele de măsură conectate pe partea frontală a carcasei, sunt
legate direct cu această interfaţă analogică.
- Sursa de înaltă tensiune: Asigură tensiunea de test necesară pentru polarizarea
dielectricului. Sursa de înaltă tensiune are precizie ridicată, asigură independenţa faţă
de variaţiile sursei de alimentare şi faţă de variaţiile mediului, are protecţie la scurt circuit
şi limitează curentul la o valoare ce nu pune în pericol viaţa operatorului.
- Sursa de alimentare aparat: Permite alimentarea modulelor din interiorul CABSM de la
tensiunea exterioară 230VAC.
2.6. Moduri de lucru. Scheme echivalente.
Fig.2.20. Modul de lucru
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Obiectul supus testului este descărcat şi împămîntat. În funcţie de reglementările
aplicabile, pot fi necesare şi alte măsuri pentru a elimina orice pericol de electrocutare.
Rezistenţa de descărcare poate descărca doar sarcini capacitive încărcate la maxim 1000V.
Deconectarea surselor de tensiune şi descărcarea tensiunilor mai mari trebuie asigurate prin
măsuri specifice. În acest mod de lucru se poate efectua şi depolarizarea înaintea măsurătorii.
Legarea la pămînt a tresei cablurilor de măsurare este necesară atît pentru calitatea
măsurării cît şi pentru protecţia operatorilor. Este recomandat ca această legătură să se
realizeze într-un singur punct solidar cu cuva transformatorului pentru a nu se crea bucle de
împămantare. Odată finalizate măsurările este recomandat ca toate punctele ieşirile să fie
scurtcircuitate pană la demontarea conexiunilor. Acest lucru nu afectează sursa de înaltă
tensiune chiar dacă aceasta este în funcţiune (fiind protejată la scurt circuit). Este recomandat
ca scurtcircuitarea să se realizeze cu sursa oprită.
Dupa ce se monteaza sondele de mediu si de temperature, se conecteaza cablurile
conform fig.2.20 si se incepe masuratoare.
2.7. Mod de utilizare
Înainte de începerea măsurătorilor, obiectul de test se scoate de sub tensiune şi se
descarcă de tensiunile reziduale, în conformitate cu procedurile aplicabile. Aparatul se
conectează la priza de împămîntare de protecţie, folosind borna de pe panoul din faţă, iar apoi
se alimentează la reţeaua de 230Vc.a. Conexiunea cu calculatorul se realizează prin
intermediul cablului USB, la conectorul de pe panoul din spate al aparatului. Se pornesc
calculatorul şi aparatul ID SITP, acesta din urmă cu butonul "Alimentare" de pe panoul frontal.
Dupa descărcarea obiectului de test conform normelor de siguranţă, se fac conexiunile la
obiectul de test, prin intermediul cablurilor de test prevăzute cu banane speciale (cu izolaţie de
protecţie).
Se lansează aplicaţia software "ID SITP" (se va auzi un uşor sunet la punerea sub
tensiune a releelor din interiorul aparatului). Se porneşte înregistrarea. Schemele de măsură
sunt la latitudinea utilizatorului, în sensul că se pot face măsurători în schemele de conexiuni
dorite (de regulă cele solicitate de prescripţiile în vigoare). Este recomandat să se efectueze
măsuratori pentru schemele de conexiuni în care se măsoară curenţii de absorbţie/resorbţie
între înfăşurări (primar – secundar, secundar – terţiar, depinzînd de modul de dispunere a
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
înfăşurărilor). Nivelul tensiunii aplicate se recomandă a fi de 1000 V, pentru transformatoarele
aflate în exterior, şi de 500 V pentru transformatoarele aflate în interior.
Măsurătoarea curentului de absorbţie se consideră finalizată cînd se stabilizează
valoarea curentului măsurat la o anumită valoare (curentul de conducţie). Din acel moment se
începe măsurarea curentului de resorbţie o perioadă egală cu cea aferentă curentului de
absorbţie. La sfîrşitul măsurătorilor curenţilor se poate vizualiza spectrul de polarizare
(tensiunea de resorbţie în funcţie de timp). Datele obţinute cu ajutorul softului de achiziţie sunt
prelucrate apoi cu alt soft dedicat. Analiza rezultatelor este realizată de specialist.
2.8. Specificatie tehnica
Sursa de tensiune
valori setate 0/500/1000/1500/2000 Vcc
curentul maxim la conectare <+5mA
impedanţa la conectare <140 kΩ
impedanţa la deconectare <200 kΩ
Electrometru
gama ± 1 mA
precizia - 0.5 % din datele măsurate
impedanţa maximă 200 kΩ
rezoluţia (date înregistrate) 1nA
protecţie 1kV pentru 10s pe toate gamele
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Sonda de măsurare a parametrilor de mediu
Domeniul de măsură a temperaturii ..... +5 ~ +45 °C , +/- 1°C
Senzor umiditate relativă ............................. 5 ~ 85%, +/- 5%
3.7
Caracteristici generale
parametri sursei de alimentare 110b240 Vca, 50 Hz, max. 30 VA
dimensiuni 271,8 x 247,4 x 122,5 mm
greutate 1,5 kg
temperatura de utilizare 0 ... 50 °C
temperatura de stocare -10 b 55 °C
umiditatea 5 b 80 %
lungimea cablurilor pentru măsurare 15 m
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.9. Concluzii
Instrumentul este o sursă de tensiune continuă şi totodată un aparat (de măsurat)
înregistrator al curentului absorbit de obiectul de încercat şi al curentului de descărcare.
Principiul de măsurare (a se vedea figura 2.21) are la bază fenomenul de polarizare a
izolaţiei şi constă în aplicarea, în primă fază, unei tensiuni continue (Uc) pe obiectul de încercat
şi măsurarea/înregistrarea curentului absorbit (iabs) pe durata unei perioade (Tc), iar în faza a
doua, în scurtcircuitarea bornelor şi măsurarea/ înregistrarea curentului de resorbtie (ires) pe o
perioadă egală cu Tc.
Fig.2.21 Principiul de măsurare al ID 1000
Echipamentul este cuplat prin interfaţă USB cu un calculator personal, pe care rulează
un software de aplicaţie. Se evaluează calitatea sistemului de izolaţie, estimandu-se gradul de
imbatranire. Echipamentul este portabil asigurând măsurarea on-site, care în plus are avantajul
de a nu fi distructivă. Prin utilizarea acestui echipament se extinde aria metodelor de
diagnosticarea a stării izolaţiei, ca de exemplu analiza rezistenţei de izolatie, a factorului de
disipare tg δ şi măsurarea descărcărilor parţiale.
UC
Electrometer
i abs i res
Test object
iabs(t)
t
ires(t)
t0 tc
Uc
Tc
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.10. Bibliografie
1. Bala, C. “Masini electrice”, EDP, Bucuresti, 1982.
2. BOGGS, S.A. “PD – Overview and Signal Generation (PI)”, IEEE Electrical Insulation
Magazin, no. 4, 1992 .
3. KREUGER, F.H. “Partial discharge detection high voltage equipement”, ISBN 0-408-02063-6-
BUTTERWORTH and CO-Ltd. 1989 .
4. KONIG, D. and NARAYANA, R. “Partial Discharges in Electrical Power Apparatus”, ISBN 3-
8007-1760-3, Berlin, Offenbach, VDE, Verlag, 1993.
5. KREUGER, F.H. “Industrial High Voltage”, Delf University 1991, vol. I.
6. IFRIM A., NOTINGHER, P. “Materiale electrotehnice”, EDP, Bucuresti, 1992.
7. T.K. SAHA, M. DARVENIZA, “The Application of Interfacial Polarization Spectra for
Assessing Insulation Condition in Aged Power Transformer”, International Conference on Large
High Voltage Electric Systems, CIGRE’98, Vol. 2, August 1998, pp. 7.
8. A. K. JONCHER, “Dielectric Polarisation/depolarisation in Solids”, Chelsea Dielectric Press,
1984.
9. Ernst Gockenbach, Mohsen Farahani, Hossein Borsi, ’’CALCULATION AND
MEASUREMENT OF DIELECTRIC RESPONSE FUNCTION IN INSULATION SYSTEMS OF
HIGH VOLTAGE ROTATING MACHINES’’, Institute of Electric Power Systems, Division of High
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Voltage Engineering, Schering-Institute, University of Hannover, Callinstr. 25 A, 30167
Hannover, Germany
10. NOTINGHER, P. “SISTEME DE IZOLATIE”, Editura PRINTECH, Bucuresti, 2002.
11. Texas Instruments – products
12. National Instruments – products
13. Vasile N. Lazarescu : Prelucrarea digitala a semnalelor, Ed. Ameo Press, Bucuresti, 1994.
14. MOCANU, I.C. “Teoria campului electromagnetic”, EDP, Bucuresti,1981
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
2.11.ANEXE – CARACTERISTICE TEHNICE
Manual de utilizare USB 6009
Introducere
NI USB-6009 asigură conectarea a până la 8 canale de intrare analogice (AI), 2
canale de ieşire analogice (AO), 12 canale de intrare/ieşire digitale (DIO) şi a unui
numărător de 32 biţi pe o interfaţă full-speed USB.
Conveţia de notare a tipului de ieşire digitală
Funcţionalitate Hardware Terminologia NI-DAQmx
Open-Drain Open Collector
Push-Pull Active Drive
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Denumire document : Etapa II /MIDMIT/22080/01.10.2008 SC SIMTECH INTERNATIONAL SRL Seria de modificari :
Pag.
Schema bloc de funcţionare a modulului de achiziţie a USB-6009