Особливості вимірювання великих струмів і напруг

Abstract

У роботі розглянуто особливості вимірювання великих електричних струмів і напруг, що мають важливе значення для забезпечення точності, безпеки й надійності функціонування сучасних електротехнічних і енергетичних систем. Дослідження структуровано у два розділи, кожен із яких присвячений аналізу методів вимірювання окремої електричної величини. У першому розділі охарактеризовано принципи та технічні засоби вимірювання великих струмів. Зокрема, детально розглянуто методи із застосуванням шунтів, вимірювальних трансформаторів струму, перетворювачів Холла, резистивних компараторів, струмовимірювальних кліщів та систем, що використовують ефект Фарадея. Проаналізовано переваги й недоліки кожного методу, джерела похибок, умови точності та сфери практичного застосування. Другий розділ присвячено методам вимірювання великих напруг. Основна увага зосереджена на конструкціях і характеристиках дільників напруги (омічних, ємнісних і комбінованих), а також на особливостях вимірювання за допомогою кульових розрядників. Розглянуто паразитні параметри, що впливають на точність, ефекти коронного розряду, струмів витоку та геометричні чинники конструкції. Робота має аналітичний характер і спрямована на систематизацію знань про сучасні методи вимірювання високих електричних параметрів із урахуванням технічних, експлуатаційних та метрологічних аспектів. Отримані узагальнення можуть бути корисними для фахівців у галузі електроенергетики, промислової автоматизації та приладобудуванняThe paper considers the features of measuring large electric currents and voltages, which are important for ensuring the accuracy, safety and reliability of functioning of modern electrical and energy systems. The study is structured in two sections, each of which is devoted to the analysis of methods for measuring a separate electrical quantity. The first section describes the principles and technical means of measuring large currents. In particular, methods using shunts, measuring current transformers, Hall converters, resistive comparators, current measuring ticks and systems using the Faraday effect are considered in detail. The advantages and disadvantages of each method, sources of errors, conditions of accuracy and areas of practical application are analyzed. The second section is devoted to methods of measuring high voltages. The main attention is focused on the designs and characteristics of voltage dividers (ohmic, capacitive and combined), as well as on the features of measurement using ball arresters. Parasitic parameters affecting accuracy, corona discharge effects, leakage currents and geometric design factors are considered. The work is analytical in nature and is aimed at systematizing knowledge about modern methods of measuring high electrical parameters, taking into account technical, operational and metrological aspects. The obtained generalizations can be useful for specialists in the field of electric power engineering, industrial automation and instrumentation.