Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
7.3. Диагностика трансформатора по кинетике внешних магнитных полей
Для подтверждения возможности функциональной диагностики электротехнических устройств были проведены экспериментальные исследования внешнего магнитного поля типового маломощного двухобмоточного трансформатора типа АОС-05 в различных режимах функционирования. В соответствии с рис. 7.1 кинетика магнитного поля в дальней области трансформатора (область Д) регистрировалась с помощью специального магнетронного датчика магнитного поля [7.11], укрепленного на специальном штативе. Положение датчика относительно трансформатора и ориентация его оси в процессе измерений не изменялись. Результаты экспериментов представлены на рис. 7.4 (семейства кривых, соответствующих изменению величины напряжения на первичной обмотке в режиме холостого хода и семейства кривых, соответствующих изменению току нагрузки при постоянном напряжении первичной обмотки).
Проведенные экспериментальные исследования показали, что кинетика ВМП силового трансформатора ТВБ имеет достаточно сложный вид. Наиболее интересным можно считать факт, что изменение напряжения на первичной обмотке и изменение тока во вторичной обмотке изменяют величину ВМП в разные моменты времени. Это позволяет с помощью анализа кинетики ВМП получать раздельно информацию о напряжении на первичной обмотке и величине тока во вторичной обмотке. При этом разделение информации лучше всего проявляется в области напротив середины обмотки при определенной ориентации оси чувствительности датчика. Поэтому эта область расположения датчика была выделена и названа областью Д. В других точках внешнего магнитного поля эффект маскируется более сильным полем самого сердечника. Обнаруженное разделение информации о работе трансформатора по первичной и вторичной обмотках, содержащееся в кинетике ВМП, может использоваться для разработки устройств функциональной диагностики. Так, описанный в [7.12, 7.13] способ контроля блоков питания, содержащих силовой трансформатор, полностью основан на установленной возможности разделения информации.
а
б
Рис. 7.4. Изменение кинетики магнитного поля в «области Д»: а – при изменении напряжения на первичной обмотке; б – при неизменной величине сопротивления нагрузки
Теоретический анализ обнаруженной возможности разделения информации о режиме работы трансформатора по первичной и вторичной обмотках изложен в [7.6]. В основе рассмотрения лежит замена магнитного поля трансформатора магнитным полем некоторого эквивалентного диполя, содержащего две обмотки. Рассчитанные на основе этой модели семейства выходного сигнала датчика дали результаты, весьма точно совпадающие с экспериментом, что отражено на рис. 7.4.