Puente Schering

El puente de Schering es un circuito eléctrico, un puente de medición de corriente alterna, diseñado para medir la capacitancia eléctrica y la tangente de pérdidas dieléctricas en dieléctricos de capacitores, así como en cables eléctricos.

Lleva el nombre del ingeniero alemán e inventor de este dispositivo Herald Schering (1880-1959).

Cómo funciona

El puente de Schering es un puente único con cuatro brazos, uno de los cuales incluye un almacén de contenedores y una resistencia activa constante conectada en paralelo, el objeto de prueba está incluido en el brazo opuesto, cuyo circuito eléctrico equivalente consiste en serie- resistencias capacitivas y activas conectadas, el tercero el hombro enciende la reserva de resistencias activas , en el cuarto - el condensador de referencia.

Una diagonal se alimenta con un suministro de voltaje alterno al puente. Un indicador de voltaje alterno nulo está conectado a la otra diagonal . El puente de Schering es esencialmente un puente de Wheatstone , en el que las resistencias activas se reemplazan por resistencias activas-capacitivas complejas. Desde el punto de vista de los circuitos, los puentes simples son una combinación de dos divisores de voltaje y un indicador nulo conectado entre ellos y, considerando este circuito desde este punto de vista, podemos concluir que si el producto de las resistencias complejas de dos opuestos diagonales es igual al producto de otras dos diagonales opuestas en el indicador nulo, la diferencia de potencial será igual a cero.

{\displaystyle Z_{1}\cdot Z_{4}=Z_{2}\cdot Z_{3))

donde - - resistencias complejas del circuito puente. ${\ estilo de visualización Z_ {1}}$ ${\ Displaystyle Z_ {4}}$

Esta afirmación es verdadera si la resistencia de entrada del indicador nulo es muy grande, idealmente igual a infinito. Con una resistencia de entrada finita del indicador nulo, este último introducirá un error en el circuito de medida, que debe tenerse en cuenta. Llevar el puente a un estado en el que el indicador nulo muestre un valor cero se llama equilibrar el puente.

Esquemas de conmutación

Dependiendo de la posición del objeto medido en el esquema, hay:

circuito normal o directo;
diagrama invertido.

Con un circuito normal, se aplica un voltaje de prueba al objeto de medición, con un circuito invertido, el objeto está conectado a tierra.

Normal es más preciso, por lo que el circuito invertido se usa solo cuando el objeto está conectado a tierra y es imposible aislarlo de los circuitos de "tierra".

Aplicación

El método principal para estudiar las propiedades dieléctricas de los dieléctricos en equipos de suministro de energía de alto voltaje, tanto sólidos (bujes aislados, varillas, aisladores) como líquidos (aceite de transformador), es la medición del parámetro de pérdida dieléctrica - "tan delta" tg ( δ).

Un dieléctrico situado en un campo eléctrico alterno, debido a su imperfección, absorbe una cierta cantidad de energía liberada en forma de calor. La potencia liberada en forma de calor es potencia activa, que determina las pérdidas dieléctricas en el aislamiento. La medición directa de estas pérdidas es muy difícil, por lo que el objeto medido es equivalente a una conexión en paralelo o en serie de un condensador ideal sin pérdidas y resistencia activa, que caracteriza las pérdidas en el objeto. Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta que los objetos grandes pueden tener mayores pérdidas dieléctricas, por lo tanto, para la práctica, es necesario conocer no el valor absoluto de las pérdidas, sino en relación con sus dimensiones, por lo que se introduce el parámetro. :

{\displaystyle tg\delta =P/\omega \cdot C\cdot U^{2))

donde es la potencia de las perdidas dielectricas, es la frecuencia circular - voltaje $PAGS$ $\omega$ $tu$

Esta fórmula se deriva de la consideración de un triángulo vectorial rectángulo de corrientes, donde uno de los catetos es la corriente capacitiva, el otro es la corriente activa, la hipotenusa es la corriente total y el ángulo δ opuesto al cateto de la activa corriente y siendo un ángulo adicional φ (el ángulo entre la corriente total y el voltaje, su valor cosφ se llama factor de potencia ). De ello se deduce que el valor de tgδ no depende de las dimensiones del equipo (con un aumento en las dimensiones del equipo, las pérdidas dieléctricas y la capacitancia aumentan aproximadamente por igual).

El valor de tgδ se mide como un porcentaje. El valor de tgδ se ve afectado por la temperatura del aislamiento y la magnitud del voltaje que se le aplica, por lo tanto, las mediciones se realizan a un cierto voltaje especificado, por ejemplo, 10 kV y en un rango de temperatura dado, generalmente 10–30 ºC

A veces, las mediciones se realizan a voltaje reducido. La medida de tgδ según el PUE debe realizarse:

para transformadores de corriente de 110 kV y superiores;
para condensadores de acoplamiento, toma de fuerza y división;
en las entradas de interruptores y transformadores, así como bushings con aislamiento principal interno de aceite-barrera, papel-aceite y baquelita;
transformadores de aceite de potencia, autotransformadores;
muestras de aceite de transformadores antes del llenado, durante la operación y antes de encender nuevos equipos: transformadores de potencia llenos de aceite, transformadores de medición llenos de aceite, aisladores llenos de aceite.

Usando el puente de Schering, también se realizan mediciones de laboratorio de la tangente delta y la capacitancia de las muestras de aislamiento.

Algunos electrodomésticos con puente Schering

Puentes Schering producidos en la URSS :

MD-16;
R-5026;
R-5026M.

Fabricante de software " Tochelektroribor ", Kiev .

Literatura

Stern V. I. Pruebas de interruptores automáticos de aceite 6-35 kV M .: Energy, 1975
"Manual para el ajuste de instalaciones eléctricas" bajo. edición A. S. Dorofeyuk, A. P. Khechumyan M.: Energía, 1976
"Reglas para la instalación de instalaciones eléctricas" M., "Energoatomizdat", 1985