Рис. 2.12. Измерительный и управляющий комплекс для работы на импульсном напряжении фирмы TuR (ГДР)

Ясно, что необходимость статистических многократных измерений в высоковольтной технике в последние годы сущест-

Усшройшк управления

Поджиг

Микропроцессор

Периферийные устройства

o-jl H-dZj-j-o

оТ т То

штель

Измерение зарядного напряжения

Образец

Аналога-цифровой преобразователь

Индикатор пробоя

Программа

Выдача обработанных данных

Рис. 2.13. Принципиальная схема измерительного и управляющего комплекса

с микропроцессором

венно повлияла на развитие высоковольтных испытательных устройств. Каждый, кто интересуется мнргократными исследованиями, должен обратить пристальное внимание на новейшее развитие испытательных установок. Это в высшей степени подтверждается совершенствованием исследований в отдельных лабораториях [40, 101-103].

2.2. Определение функции распределения в опытах с неизменным напряжением

Опыты с неизменным напряжением могут. выполняться при всех видах напряжений. При импульсных напряжениях это соответствует классической методике определения вероятностей пробоя: каждое воздействие состоит, как правило, из одного импульса напряжения; в принципе, однако, можно и большее число импульсов считать одним воздействием. (Если при этом возникнет хотя бы один пробой, это будет расценено как событие «пробой» для всего воздействия.) При длительном приложении напряжения (переменного и постоянного напряжения) отдельное воздействие заключается в приложении напряжения заданных значений и длительности. Например, при выполнении стандартных испытаний требуется приложение напряжения длительностью 1 мин. Для изучения возможностей изоляции при длительном приложении напряжения отдельное нагружение может длиться десять, сто или несколько тысяч часов. В дальнейшем основные взаимосвязи будут поясняться на примере импульсных напряжений (один импульс на одно воздействие); они могут, однако, быть прямо использованы для любых опытов с неизменным напряжением при различных видах напряжения.

2.2.1. Параметры эксперимента и объем выборки. Всякий опыт с неизменным напряжением должен быть спланирован и выполнен таким образом, чтобы была обеспечена независимость опытов друг от друга, воспроизводимость и общность результатов эксперимента. Для этого все влияющие на ход эксперимента факторы должны быть тщательно учтены путем измерений в качестве параметров эксперимента. Параметрами эксперимента, естественно, является известное значение используемого испытательного напряжения (определяющие стандарты [109-112], окружающие условия (для воздушной изо-лщии необходимо приведение к нормальному давлению [ИЗ]), а также параметры используемого измерительного устройства [114, 115]. Параметры эксперимента с неизменным напряжением тесно связаны с ходом опыта (рис. 2.1):

число ступеней напряжения т;

4ИСл6 Приложений нагрузки на одной ступени rt; значение напряжения ступени Ам;

длительность паузы между двумя приложениями нагрузки At.

Общее число отдельных опытов

z = mn (2.3)

и испытывает влияние, с одной стороны, степени разброса исследуемых случайных процессов, а с другой - требований к точности результата и соображений экономики (стоимости испытаний, длительности эксперимента, затрат труда). Принимаемые инженерно-технические решения должны учитывать вероятность отказа изоляции в последующих лабораторных исследованиях, высоковольтных испытаниях и, в особенности, в процессе эксплуатации. При этом существует та трудность, что в данном опыте каждое новое испытание должно проводиться в идентичных внешних условиях. Только лишь длительность паузы задается затратами времени на переключения и восстановление напряжения. Если, как при использовании атмосферного воздуха в качестве изоляции, постоянно требовать, чтобы свойства изоляции полностью восстанавливались между двумя испытаниями, то все отдельные опыты могут быть выполнены в идентичных условиях. Длительность паузы At, как и общее число испытаний z, должна устанавливаться для обеспечения независимости результатов (см. п. 2.2.2).

Число ступеней напряжения т и разница в напряжениях ступеней Аы взаимно связаны. Прежде всего с помощью предварительных опытов и оценок необходимо установить, в каком диапазоне напряжения Aur вероятность пробоя больше нуля и меньше единицы (0<р(Ыпр)< 1).

Число ступеней напряжения Шт получают на основе значения напряжения ступени Aup:

m.=-. (2.4)

Оцениваемое для опыта число ступеней напряжения т< </Пт должно быть по возможности больше 10, во всяком случае при определении полной функции распределения его принимают соответствующим принятому в работах [30, 43, 89]. В особых случаях, когда должно быть оценено лишь 50%-ное пробивное напряжение, удовлетворяются величиной т>2 [116].

Разница напряжений

Аи « Auifltn, (2.5)

причем необходимо еще раз отметить, что на всех m ступенях вероятность пробоя должна оставаться заметно больше нуля и меньше единицы, а число пробоев - удовлетворять усло-