Размагничивание трансформатора и сброс энергии после измерения. В чем разница?

На выставках к нашему стенду часто подходят с вопросом: «а есть ли в ваших микроомметрах размагничивание после измерения?». В ходе диалога выясняется, что речь идет не о размагничивании трансформатора, а о сбросе энергии из магнитопровода для безопасного отключения щупов от выводов трансформатора.

Происходит смешение понятий по причине того, что пользователю не всегда понятен разный принцип этих двух процессов.

В двух словах, процесс размагничивания заключается в циклическом воздействии на магнитный материал (магнитопровод трансформатора) переменным магнитным полем с уменьшающейся амплитудой для снижения его остаточной намагниченности, а процесс сброса энергии — это «одномоментное» рассеивание энергии, запасенной в магнитопроводе, через демпфирующую цепь.

Для более детального описания процесса размагничивания, рассмотрим работу прибора ЧЭП3601 производства компании «Челэнергоприбор», который был создан специально для размагничивания обмоток трансформаторов. Проведение размагничивания регламентируется в п. 6.2 ГОСТ 3484.1 перед проведением опыта ХХ при пониженном напряжении или перед снятием АЧХ трансформатора по ГОСТ Р 59239-2020.

Работа прибора ЧЭП3601 сводится к пропусканию через соответствующие обмотки трансформатора разнонаправленного тока постепенно снижаемой амплитуды. Процесс «намагничивание-размагничивание» осуществляется по частным циклам перемагничивания начиная с тока до 15 А (начальный ток задается пользователем) и повторяется с уменьшением амплитуды тока каждого следующего цикла на 30% по сравнению с предыдущим до тех пор, пока очередное амплитудное значение тока не станет меньше 20 мА.

На рис. 1 проиллюстрирован процесс размагничивания трансформатора при помощи ЧЭП3601.

Рис. 1. Работа устройства размагничивания трансформатора ЧЭП3601

Обозначения на рис. 1: U – напряжение питания ~220 В 50 Гц; Uобм – напряжение на выходе ЧЭП3601, подключенного к обмотке трансформатора; I – ток через обмотку.

Понятие же «сброса энергии» подразумевает встроенную в прибор схему демпфирования для сброса энергии, накапливаемой в магнитопроводе во время измерения электрического сопротивления обмотки трансформатора, и быстрого снижения тока в обмотке до нуля после окончания измерения.

В устаревших приборах после окончания измерения ток в обмотке замыкается через защитный диод, и циркулирует по обмотке, пока энергия, накопленная магнитопроводом не рассеется на активном сопротивлении обмотки. Это занимает значительное время, несколько минут для каждого измерения. Если попытаться снять щупы до того, как ток в обмотке перестал течь – образуется электрическая дуга, опасная для персонала и оборудования.

В современных приборах, таких как ТРОМ-1 и ИКС-30А, реализована схема демпфирования, позволяющая сбросить энергию в считанные секунды.

Если более подробно описывать принцип сброса энергии, то он происходит следующим образом: когда измерение (пропускание постоянного тока через обмотку) заканчивается, выключается источник тока и напряжение скачком меняется на «обратное», через диоды приоткрывается мощный транзистор и через него замыкается обмотка трансформатора – энергия рассеивается преимущественно на транзисторе. Благодаря этому, протекание тока в обмотке прекращается в течение нескольких секунд после завершения измерения.

Таким образом, схема демпфирования не имеет ничего общего с размагничиванием трансформатора, так как в данном случае не происходит цикла «намагничивание-размагничивание», а происходит рассеивание энергии через демпфирующую цепь (рис. 2 а и рис. 2 б).

а)                                                                                                                 б)

Рис. 2. Разница двух понятий наглядно: а) процесс размагничивания и б) процесс «сброса энергии»

Большинство из представленных на рынке микроомметров снабжены именно функцией «сброса энергии» из обмотки, а не функцией размагничивания. Так как встраивание функции размагничивания в сам микроомметр увеличит его габариты и цену, в нашей фирме и было разработано отдельное устройство для размагничивания ЧЭП3601.  Это устройство обеспечивает быстрое размагничивание трансформаторов большой мощности благодаря большому начальному току (до 15 А) и подаче на обмотку выпрямленного сетевого напряжения.