5.7. Ослабление влияния помех при измерениях
При измерении высоких напряжений
нормируют допустимую погрешность
определения максимального значения
(
3%)
и временные параметры стандартных
импульсов (
10%).
Более высокие требования в отношении
допустимых погрешностей предъявляются
к самим измерительным устройствам. Так,
делители напряжения должны иметь
погрешность определения коэффициента
деления не более
1%.
Такие же требования обычно предъявляются
и к устройствам измерения токов.
Точность измерений зависит не только от параметров измерительного устройства и его динамических характеристик, определяющих поведение измерительной схемы в переходных режимах, но и от соотношения уровней помехи и полезного сигнала.
Особенностью измерения в лабораториях высокого напряжения является наличие сильных электромагнитных полей в месте расположения элементов измерительной схемы.
Даже при полном экранировании измерительного прибора и согласовании соединительных кабелей, а также по всем правилам выполненные заземления и экраны, сохраняется непосредственное воздействие электромагнитных полей контуров разряда на элементы измерительного устройства: делители, шунты и пояса Роговского, создающие некоторый уровень помех. При регистрации импульсных высоких напряжений и токов с использованием электронно-лучевых осциллографов с подачей сигнала непосредственно на отклоняющие пластины величина напряжения, подаваемого на пластины, зависит от ускоряющего напряжения трубки. Для осциллографов с ускоряющим напряжением 20 –25 кВ оно равно 1‑2 кВ. Для снижения уровня помех измерительные схемы стремятся выполнить так, чтобы входные цепи осциллографа имели малое сопротивление.
При проведении некоторых экспериментов, например, при измерениях падения напряжения на канале разряда, величина сигнала может изменяться на несколько порядков. Во время пробоя промежутка на схему, настроенную на измерение падения напряжения на канале разряда, воздействует кратковременный импульс напряжения, значительно превышающий полезный сигнал. Этот импульс может вызвать ряд процессов, приводящих к возникновению дополнительных помех: пробой изоляции в измерительных цепях, изменение коэффициентов усиления и т. д. Для борьбы с такими помехами в измерительную схему вводят дополнительные элементы – демпфирующие резисторы и устройства, срезающие импульс высокого напряжения.
Срез импульса напряжения осуществляется чаще всего включением нелинейного элемента на входе или выходе измерительного кабеля. В качестве нелинейных элементов применяют высокочастотные полупроводниковые диоды с малой емкостью p-n перехода.
При измерениях энергии, выделяющейся в канале разряда, необходима синхронная регистрация тока и активной составляющей падения напряжения на объекте. Индуктивная составляющая, равная произведению индуктивности объекта на крутизну тока, является в этом случае помехой. Для ее подавления используют метод компенсации, аналогичный методу подавления индуктивной составляющей мостовых шунтов тока.
Средством борьбы с помехами в ряде случаев является применение осциллографа с дифференциальным входом. Перечисленные способы ослабления влияния помех при измерениях в лабораториях высокого напряжения не всегда приводят к успеху, поскольку часто бывает трудно установить источники помех. Источник определяют методами исключения, и после определения источника начинают разрабатывать способы подавления.