чем Af/ характеризует уменьшение напряжения на конденсаторе за данный промежуток времени. Иногда для ускорения процесса разряда испытуемого конденсатора применяется схема рис. 4-11, в, у которой в отличие от схемы рис. 4-11, б параллельно измерителю 3 включается известное образцовое сопротивление Ro. Укажем кратко на особенности этих схем. Для схем рис. 4-11, б-г на основании (4-43) величина Ra может быть определена по данным измерения Uc и t, т. е.

R = t/lc,ln-y

(4-46)

LffU 3,0/

3.02 3,00 2.98 2,96 7,90-

2,92 2,90

2<f

32 тн

.либо [1-40] /? =0,43/[(lgf/-lgf/c)C ] -для схем рис. 4-11, б, д, ж, Rii=tRo/[CaRo\n{UIUc)-f] -для схемы рис. 4-11, г, где t-время саморазряда; C - величина емкости испытуемого конденсатора; U - величина напряжения источника инталия; Uc - напряжение на испытуемом конденсаторе через время t; Ro - величина дополнительного сопротивления в схеме 4-11, в.

При испытании конденсатора, кривая разряда которого резко отличается от экспоненты (рис. 4-4, б, в), его постоянную времени x-RaC определяют не по формуле (4-46), а из выражения, полученного [1-29] для линейного участка .зависимости Ig U=}f{t). При этом x=it2-ti)/lg{UiUz), где h-h - интервал времени для

линейного участка (рис. 4-4, в). Для конденсаторов, не обладающих абсорбцией, Ig U-f{t) -выражается прямой линией даже при малых временах заряда конденсатора C (рис. 4-4, в). Для конденсаторов с абсорбцией прямая линия получается при больших временах заряда, при которых емкость Са (рис. 4-3) успевает зарядиться. На рис. 4-12 изображены кривые саморазряда [1-28] для бумажного конденсатора при временах заряда 25 сек и 40 мин. Из рисунка видно, что при малом времени заряда наблюдается отклонение от линейности в начальной стадии функции lgf/=f(0 за счет дозаряда емкости Са, что В начальный период саморазряда снижает напряжение на конденсаторе. Измерители напряжений, использованные в этих схемах, должны обладать высоким входным сопротивлением, превышающим значение /?и, т. е. /?вх>/?и. Как и в случае с генератором тока,

Рис. 4-12. Кривые саморазряда бумажного конденсатора С=1 мкф, пропитанного головаксом: А - время заряда 40 мин; Б - время заряда 25 сек

если /?и=/?вх/10, ошибка в- /? за счет низкого входного сопротивления измерителя достигает ±10%..

Другими источниками ошибок при определении сопротивления изоляции .методом саморазряда являются: погрешность измерения времени /; погрешности в определении U, и в особенности UcV погрешности за счет неточного знания величин Си и Ro.

Сравнение метода саморазряда при использовании статического вольтметра с методом непосредственного измерения тока через конденсатор с помощью зеркального гальванометра показывает [1-28], что при =40-60 мин результаты хорошо совпадают. Для схемы 4-11, д, в которой измеритель напряжения включен последовательно с испытуемым конденсатором, формулу для (4-46) целесообразно выразить через AU. Выражение

(4-43) для нашего случая принимает вид Uc-Ue При

Uc>0,9U Uc*U[l - t/{RC )] и

R,Ut/[CAU-U,)]Ut/{C,AU). (4-47)

Полученное выражение удобно для расчета Ra по данным схемы рис. 4-11, д. Выражения (4-46) и (4-47), полученные из (4-43), справедливы для случая, когда разряд конденсатора происходит по экспоненциальному закону, при этом исходят из того, что в (4-43) Cs{t) -const и /?и(0 =const. Между тем, как известно, /?и¥=соп51 (см. § 4-1). Поэтому для определения Rh необходимо провести измерения за такие промежутки времени, в течение которых можно считать, что /?иconst [4-74, 4-75]. Рассмотрим в связи с этим более подробно измерение по схеме (рис. 4-11,й). Вначале Ki замкнут. Кг замкнут и конденсатор Си заряжается до U. При =0 Кг размыкается и начинается стадия саморазряда. При /=/i Кг замыкается, а Ki размыкается и измеритель 3 определяет AUi=U-Uci, затем Кг размыкается и режим саморазряда продолжается. Через небольшой промежуток времени t=t2 (в течение которого можно полагать, что Rii изменилось незначительно, т. е. /?и=const) снова измеряют разность напряжений, т. е. ключ Кг замыкается, и фиксируют AU2,= U-Uc2. Полученные данные дают возможность определения /?и, соответствующего t-0,5{h-i). За. время At- = t2-ti (4-47) преобразуется. /?и (2 -i) fACniAt/i - Д/2)]= =AtU/{CAU).

Определенное таким образом сопротивление изоляции Rh называется мгновенным. Грэхем (Grahame F. W. и Шмидт (Schmidt D. F.) провели измерение временных зависимостей ки и Rh некоторых типов конденсаторов (Си=0,022 мкф) с диэлектриком из майлара С (Mylar) за время до 10 мин. При измерении 7?и было равно 2 мин. Измеренные значения RaCa для некоторых конденсаторов доходили до 10 Мом на 1 мкф

* При данном приближении ошибка не превышает f/jC.

за 10* мин саморазряда. На. рис. 4-13 показан примерный ход кривых Rj/=f{t) и /?и=/(0. полученных в работе [4-75] для t до 1000 мин. Интересно заметить, что кривые для Ra расположены выше, чем зависимости R=f{t). Проведение подобных измерений требует высокостабильных источников постоянного напряжения, электрометров с высоким входным сопротивлением, малой входной емкостью и высокой разрешающей способностью.

100 80

DC

10 20 Ы 100 200 Ш 1000 тн

Кривые R, = f(t) и P.l, = f(t)

Рис. 4-13. Кривые i?H=f(0- и Ra=f(t): сплошные -in , пунктирные - Rh; отмеченные кружочками соответствуют зарядному напряжению 87 в; прямоугольниками - 173 в, треугольниками - 260 в. Время заряда 2 мин. С=0,022 мкф, /7раб=400 в. Кривые сняты при 7=75° С

При малых значениях Rn и отсутствии электрометров либо статических вольтметров постоянную времени конденсатора и кривую саморазряда можно определить и с помощью неоновой лампы 1 [1-29, 4-17]. Для этого испытуемый конденсатор заря-, жают при замкнутом ключе К (рис. 4-11, е) до напряжения Uz, затем размыкают ключ К и начинается стадия саморазряда. При уменьшении напряжения на конденсаторе будет возрастать напряжение на неоновой лампе до тех пор, пока не достигнет Us и она не зажжется. Зная Ui и Us - потенциал зажигания неоновой лампы, а также время t от момента размыкания ключа К до зажигания лампы, можно определить UcHx.

Действительно, Uc = Ui-Us, а из (4-46)-r=. ln[f/2/(f/i-t/з]. Отсчет t необходимо брать от момента размыкания К до пер- вого загорания лампы, так как вслед за первой вспышкой

Простой измеритель Ra с применением неоновой лампы в качестве фиксатор а. напряжения на конденсаторе описан в работе Ашера (Asher Р. [4-62]).