Труды КНЦ (Технические науки вып. 6/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 6. С. 59-65. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 6. P. 59-65. В эксперименте использовался генератор импульсов тока на основе индуктивного накопителя энергии. Генератор был разработан для исследования переходного сопротивления [11] локальных ЗУ опор линий электропередачи и молниеотводов. Схема и работа генератора подробно рассмотрены в работах [12, 13]. Генератор с индуктивным накопителем формирует импульс тока (рис. 2) с очень коротким фронтом (не более 100 нс). Такая форма тока содержит широкий спектр частот, совпадающий с частотными компонентами волны перенапряжения на линии электропередачи от вторичных ударов молнии [14] и компонентами волны перенапряжения при перекрытии изоляции [15]. Измерительная часть экспериментальной установки предназначена для определения потенциала ЗУ относительно удаленной земли в выбранных измерительных точках. Измерение потенциала также выполнялось по методу падения напряжения. Измерительная часть включает второй двухканальный осциллограф, делитель напряжения, проводник потенциальный, электрод 03«Он034 КU 4 6 Время, мкс Рис. 2. Осциллограмма генерируемого импульса тока Fig. 2. The injected current waveform удаленного потенциала. Как видно из рис. 1, в генераторной и измерительной части установки был использован один общий электрод удаленного потенциала, установленный за пределами ОРУ подстанции на расстоянии 100 м от генератора импульсов тока. Напряжение с делителя напряжения подавалось на первый вход осциллографа, на второй подавалось напряжение импульса начала времени, соответствующее фронту генерируемого импульса тока (рис. 3). Измерение задержки распространения волны по контуру заземления подстанции определялось относительно фронта импульса начала времени, приходящего от генератора тока по коаксиальному кабелю длиной 100 м. Для обеспечения гальванической развязки между коаксиальным кабелем, подключенным к осциллографу измерительной части экспериментальной установки, и цепями протекания выходного тока генератора импульсов было разработано устройство гальванической развязки. Функциональная схема устройства приведена на рис. 4. Импульс начала времени формируется из падения напряжения на резистивном шунте Rs, который также используется как датчик тока для контроля формы и амплитуды генерируемого тока (см. рис. 1). Напряжение с шунта VRs(t), повторяющее форму генерируемого тока Iinj(t), одновременно подается на один из каналов осциллографа 1 и на измерительный вход компаратора устройства гальванической развязки. На интервале времени, пока амплитуда напряжения VRs(t) превышает напряжение 2 В, на опорном входе компаратора, на выходе компаратора формируется прямоугольный импульс амплитудой 3,3 В. Амплитуда опорного напряжения 2 В определяется номиналами резисторов R 1 и R 2 , которые образуют делитель напряжения. Импульс с выхода компаратора подается на вход микросхемы цифрового изолятора, выполненной на основе импульсного трансформатора. Максимально допустимое напряжение изолирующего барьера микросхемы составляет 5 кВ, а задержка передачи сигнала не превышает 20 нс. В ине * я япр а Я Время, мкс Рис. 3. Осциллограммы генерируемого импульса тока / j и импульса начала времени VZTP(t), измеренные на конце коаксиального кабеля длиной 100 м Fig. 3. Waveforms of injected current / j and zero­ time pulse Vztp« measured at the end of 100 m length coaxial cable © Колобов В. В., Баранник М. Б., Ивонин В. В., 2023 61