йНии шероховатости (прямые д, ж - е, з) и при исходном состоянии шероховатости (прямые о, в-б, г). Сдвигая обе прямые параллельно до пересечения среднего значения Ипр==1038 кВ, можно считать при конечной величине давления («+») искомый результат взаимодействия 13 (рнс. 2.9, б).

Приведенный в примере способ ограничен предположением о линейио-стн, что, естественно, может быть весьма важным для дальнейшей постановки эксперимента. Хотя для изображенных иа рис. 2.9 взаимосвязей математическая формулировка опущена (см. например, [160]), однако если допущение об нх линейности стоит под вопросом, ее пригодность также проблематична. В выбранном примере такова, например, зависимость пробивного напряжения от радиуса внутреннего электрода ri, когда для коаксиальной системы достигается максимум (R/ri=e=2,72...). Если при этом исходное и конечное значение г, (3 н 6 см) различаются слишком сильно, лниейное статистическое планнроваине ошибочно укажет на оптимум прн возможно большем значении радиуса внутреннего электрода.

В этом случае используют аппроксимацию взаимосвязей между воздействующим фактором и целевой функцией (напряжением пробоя) с помощью квадратичного многочлена [161]. Если использовать статистическое планирование эксперимента с такой квадратичной аппроксимацией (одновременно с линеаризацией и разделением взаимодействий), то выполненная в примере качественная оценка влияния отдельных факторов невозможна, однако возможна количественная оптимизация параметров систем. Статистическое планирование эксперимента будет при этом первым необходимым инженерным средством, когда должна быть оптимизирована система с большим числом параметров и минимизирован объем экспериментов или расчетов.

Статистическое планирование эксперимента - почти как теория надежности - развивается как отдельная ветвь математической статистики; дальнейшее изложение выходит за рамки предлагаемой книги. Может быть указана лишь соответствующая литература [98-100, 157-161].

2.1.4. Высоковольтные испытательные установки для многократных измерений. При планировании большого числа измерений основное внимание должно быть уделено выбору высоковольтной испытательной установки. Естественно, следует исходить из имеющегося в распоряжении испытательного оборудования, однако уже при проектировании или реконструкции необходимо учитывать статистическую точку зрения на будущие измерения.

Для уменьшения субъективных влияний, снижения затрат труда и рационального использования испытательного оборудования можно рекомендовать описанное ниже автоматизированное проведение испытаний. Усилия по автоматизации процесса исследования предпринимаются в многочисленных высоковольтных лабораториях (например [101-103]), где созданы совершенные измерительные и управляющие системы [104, 105]. В одной из таких систем (рис. 2.10) для исследований при переменном напряжении (и в аналогичной установке для постоянного напряжения [104]) программа для управляющего устройства задается на перфоленте (например, требуемая скорость нарастания напряжения и число опытов) и с помощью цифрового измерительного прибора определяется случайная

УстройстЬо управления

Регулятор

Ввод программы с перфоленты

связи,

режтр

I

Измерение амплитуды импульса

Печать

Измерение

частичных разрядов

Память

Осциллограф

I

Графопостроитель

Печать

Рис. 2.10. Принципиальная схема измерительного и управляющего комплекса для работы на переменном напряжении фирмы TuR (ГДР)

величина пробивного напряжения. Эти данные затем печатаются или с помощью выходного перфоратора наносятся на перфоленту для дальнейшей обработки с помощью ЭВМ. Такая же система может быть создана для измерения частичных разрядов (рис. 2.10), причем напряжение в данном случае фиксировано, а в качестве случайной величины выступают исследуемые характеристики частичных разрядов, воспроизводимые в аналоговой или цифровой форме.

Следует отметить, что цифровое представление данных измерений имеет исключительное значение для статистической оценки, поскольку такая информация может быть немедленно обработана на ЭВМ. Аналоговый сигнал считывается со шкал (например, киловольтметров) с ошибками, в результате чего в протоколе случайные значения концентрируются вблизи определенных величин. Поэтому следует ориентироваться на цифровые измерительные приборы.

Многочисленные статистические измерения импульсных напряжений могут выполняться с помощью классических устройств с ручным управлением, при условии установки современного устройства управления [106, 107], однако лучшие условия для статистической оценки дает автоматизация всего процесса испытаний [105]. Измерительные и управляющие уст-

Измерение зарядного напряжения

Индикатор про5оя

Измерение амплитуды импульса

Рис. 2.11. Принципиальная схема измерительного н управляющего комплекса для работы на импульсном напряжении фирмы TuR (ГДР)

ройства для импульсных напряжений (рис. 2.11 и 2.12) могут быть выполнены сходными с аналогичными устройствами для переменного напряжения, однако вместо максимума импульсного напряжения в протокол или на перфоленту наносится информация о возникновении события пробоя, уровне напряжения и дополнительные сведения о климатических условиях или времени суток.

С установкой аналого-цифровых преобразователей и микро-ЭВМ следует ожидать дальнейшего сушественного расширения возможностей статистических измерений [102, 108]. Перевод по-ступаюших с делителя напряжения аналоговых сигналов (рис. 2.13) в цифровые позволяет с помощью микро-ЭВМ фиксировать и запоминать в процессе пробоев реализации описываемых случайных величин (например, максимум пробивного напряжения, мгновенное значение напряжения пробоя, время пробоя). Прежде чем эти данные будут выведены, они будут по меньшей мере дополнены с помощью микро-ЭВМ. В простейшем случае микро-ЭВМ может выполнить статистическую оценку. В настоящее время невозможно предвидеть все открывающиеся при этом возможности.