Способ обнаружения повреждения межвитковой изоляции в катушках

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Может быть использовано для обнаружения повреждений межвитковой изоляции в обмотках трансформаторов, электродвигателей , реле, катушек инд тстивности и т.п. Цель изобретения - повышение достоверности результатов обнаружения повреждений межвитковой изоляции в катушках. Способ основан на том, что металлическим проволочным элементам не свойственен низкочастотный шум. Возникновение такого шума в катушках объясняется наличием мезквитковых утечек тока через переходное сопротивление. Эти утечки проявляют себя раньше, чем происходит окончательное межвитковое замьйсание. При этом мощность шумового процесса, выделяющаяся на измерительном резисторе, является показателем наличия повреждения межвитковой изоляции в катушках. Устройство , реализующее способ, содержит генератор 1 переменного напряжения , индикатор 2, измерительный резистор 3, широкополосный усилитель 4, фильтр 5, усилитель 6, квадратичный детектор 7. Последовательность операций, предпринимаемых по данному способу, приводится в описании изобретения. 2 нл. с 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (51)4 G 01 R 31 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801391/24-21 (22) 17. 10. 84 (46) 15,08.86. Бюл. В 30 (72) В.R.Âîèíîâ, И.С.Ледовский и Г.В.Хохлов (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 291162, кл. С 01 К 31/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР

В 225312, кл. (: 01 R 31/02, 1965, „(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ

ИЕЖВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ В КАТУШКАХ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Кожет быть использовано для обнаружения повреждений межвитковой изоляции в обмотках трансформаторов, электродвигателей, реле, катушек индуктивности и т.п. Пель изобретения — повышение достоверности результатов обнаружения повреждений межвитковой изоляции в катушках. Способ основан на том, что металлическим проволочным элементам не свойственен низкочастотный шум. Возникновение такого шума в катушках объясняется наличием межвитковых утечек тока через переходное сопротивление. Эти утечки проявляют себя раньше, чем происходит окончательное межвитковое замыкание. При этом мощность шумового процесса, выделякв(аяся на измерительном резисторе, является показателем наличия повреждения межвитковой изоляции в катушках. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 переменного напряжения, индикатор 2, измерительный резистор 3, широкополосный усилитель 4, фильтр 5, усилитель 6, квадратичный детектор 7. Последовательность операций, предпринимаемых по данному способу, приводится в описании изобретения. 2 нл.

1250993

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения повреждений межвитковой изоляции в обмотках трансформаторов, электро- 5 двигателей, реле, катушек индуктивности и т д

Цель изобретения — повышение достоверности результатов обнаружения повреждения межвитковой изоляции в катушках.

На фиг.1 приведена схема для реализации способа, на фиг.2. — зависимость мощности (Рщ) низкочастотного шума от амплитуды (П„) переменного испытательного напряжения.

Устройство (фиг. 1), реализующее способ, содержит генератор 1 переменного напряжения, индикатор 2, изме" рительный резистор 3, широкополосный усилитель 4, фильтр 5, усилитель

6 и квадратичный детектор 7.

На фиг.1 показана также испытуемая катушка 8.

Сущность способа состоит в следующем.

Выявление повреждений изоляции основано на том, что металлическим проволочным элементам низкочастотный шум не свойственен. Возникновение 30 такого шума в катушках можно объяснить только наличием межвитковых утечек через переходные сопротивления. Эти утечки проявляют себя значительно раньше, чем происходит окон- 3 чательное межвитковое замыкание.

В общем случае можно считать, что частоте Е приложенного к катушке переменного напряжения соответствует среднее число импульсов тока утечки l0 через переходное сопротивление Й i

Пуассона. Следовэтельно, корреляцион- g5 ная функция этого процесса

К(с) В дахр(-й/й/), (1) где D — дисперсия флюктуаций тока;

t — интервал времени.

Спектральная плотность мощности

Апюктуаций тока определяется выражением:

1 где

4) циклическая частота

Осуществляя интегрирование, получают (3) Для частот и > соотношение (3) имеет более простой вид:

S (ы) в; а г Q7 (4) фФ2

KU0 где К вЂ” коэффициент, зависящий от типа катушки н количества замыкаемых витков, " коэффициент, величина которого изменяется в пределах

1,6- e < 2 в зависимости от типа изоляции;

П вЂ” амплитуда напряжения, приложенного к катушке 8.

В связи с тем, что нагл рнтельная схема содержит собствекные источники шума, осуществляется измерение

Используя (4), можно получить выражение для мощности шума (низкочастотных флюктуаций, тока утечки), выделякшгейся на измерительном резисторе 3 сопротивлением R,: зт

Qg

Р R»D (й 1 йП;Вм (1 1) (5)

ы .гг ) г.г ц В у, у, Q, Из соотношения (S) следует, что мощность шума в диапазоне частот ы,, И пропорциональна флюктуациям В; тока в цепи катушки 1, вызванным совместным воздействием напряжения частотой f и случайными изменениями сопротивления утечки.

Мощность шумового процесса (флюктуаций тока), выделяющаяся на измерительном резисторе, является показателем наличия повреждений межвитковой изоляции в катушках. Посколь-ку переходное сопротивление является случайной величиной, среднее значение которой зависит от величины

Приложенного напряжения, средняя плотность числа импульсов тока утечки Я при повышении напряжения возрастает. Одновременно возрастает и дисперсия флюктуаций тока. Поэтому в пределах выбранного диапазона частот я g с достаточно высокой точностью. зависимость мощности шума от величины амплитуды приложенного к катушке 8 напряжения описывается выражением (фиг.2):

1250 на эталонной зависимости. Максималь- 5 ное напряжение, которое может быть ков зависимости мощности шума от величины приложенного напряжения для 40

50 зависимости шума от напряжения при включении в схему катушки 8 с неповрежденной изоляцией. Этн измерения осуществляются для каждого типа катушек 8, а полученная зависимость считается для каждого типа катушек 8 эталонной.

Для большинства катушек эта зависимость близка к линейной. При наличии повреждения изоляции в испытуемой катушке 8 мощность шума, выделяющаяся на эталонном сонротивлении, начиная с некоторого напряжения U,(фнг,2) растет быстрее, чем подано на катушку 8, ограничивается величиной максимальной неразрушающей мощности. Полоса частот, в пределах которой производится иэмерение мощности шума, выбирается из следующих соображений, Нижняя граничная частота должна обеспечивать выполнение условия Я . > M, во всем диапазоне изменения напряжения U u соответственно величины д . Верхняя граничная частота о выбирается иэ условия обеспечения минимального необходимого для измерения значения средней спектральной плотности мощности шума генератора 1 в пределах выбранной полосы. Последняя растет при ы 2Ы,. Например, при переменном напряжении с частотой

Е,2000 Гц наиболее: целесообразно производить измерения мощности шума в полосе чаСтот 200-1500 Гц.

На фиг. 2приведены примеры графикатушки с неповрежденной изоляцией 9 и этой же катушки после повреждения изоляции 10 путем ее локального разогрева. Как следует иэ фиг,2, изменение зависимости мощности шума от приложенного напряжения по сравнению с эталонной зависимостью 9 свидетельствует о наличии повреждения изоляции. Известныи способом установить наличие межвиткового замыкания для данной степени повреждения изоляции не удается.

Переменное напряжение с генератора 1 подается на испытываемую катчпку 8 и измерительный резистор 3.

Флюктуации напряжения на эталонном сопротивлении усиливаются усилителем 4. Фильтр 5 имеет полосу пропус25

993 4 кания f, f 200-1500 Гц. После фильтрации флюктуации усиливаются усилителем 6 с регулируемым коэффициентом для обеспечения нормальной работы квадратичного детектора 7. С выхода детектора сигнал подается на индикатор 2, о орый осуществляет регистрацию величины Р для последующего сравнения ее с эталонной вели.чиной для выявления отказа.

Таким образом,.в результате измерения флюктуаций тока в катушке 8 на частотах fi -f, отличных от f ° обеспечивается выявление повреждений межвитковой изоляции катушек 8 при высоких переходных сопротивлениях между витками, т.е. фактически еще, до наступления катастрофического отказа, что невозможно в известном способе, согласно которому межвитковые переходные сопротивления не вчияют на величину тока s цепи катушки 8 и на ее вольтамперную характеристику, что приводит к неэабракованию потенциально негодных катушек.

Предложенный способ выявляет негодность катушек, незабракованных из-вестным способом, и, следовательно, дает более достоверный результат испытаний.

Формула изобретения

Способ обнаружения повреждения межвитковой изоляции в катушках, состоящий в том, что на испытуемую катушку подают переменное напряжение, частотой f с возрастающей цо времени амплитудой, измеряют информативный электрический параметр, сравнивают измеренное значение с эталонным и в случае их совпадения считают контролируемую катушку годной, в противном случае — негодной, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов обнаружения повреждения межвитковой изоляции путем обнаружения повреждений изоляции при больших переходных сопротивлениях в местах замыканий, в качестве информативного электрического параметра используют мощность шумов, выделяемую на измерительном резисторе, включенном последовательно с испытуемой катушкой, в диапазоне частот Е < Е. с и

< Е и сравнивают полученные значе— ния мощности шумов с заданными значениями во всем диапазоне значений амплитуд переменного напряжения.

1250993

Составитель В.Дворкин

Техред Л.Сердокова Корректор Е.Сирохман

Редактор Л.Пчелинская

Звувз 4405/41 Тирам 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4