Способ оценки динамической устойчивости намотанного конденсатора в импульсном режиме
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ОЛЙСАНИБ ИЗ(:)БРЕ ИЯ
Н А ВТОРИЧНОМУ СВМДЕ 7ЕЛЫ:ТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268400/24-21 (22) 26,06,87 (46) 15.03.89. Бюл. У 10 (72) В.В.Кирьянов, В.E.Коняхин, Д.Я.Северюхин и В.Н.Шевцов (53) 621.319.4 (088.8) (56) Патент гЧпонии М 53-29217, кл. Н 01 G 4/00, 19.08.78.
Кучинский Г.С. Высоковольтные импульсные конденсаторы, Л.; Энергия, 1973, с,118. (54} СПОСОБ ОЦЕНКИ ДИНАЬЯЧЕСКОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ НАМОТАННОГО КОНДЕНСАТОРА В ИМПУЛЪСНОМ РЕЖИМЕ (57) Изобретение может быть использовано в роботах, связанных с конструированием импульсных конденсаторов с органическим диэлектриком, в частности энергоемких. конденсаторов, рассчитанных на большие разрядные токи. Цель изобретения — повьппение достоверности оценки. Накопительный конденсатор 3 заряжают от источника питания 1 через зарядное сопротивление 2. до фиксированного значения, после чего подают сигнал управления на коммутатор 5, который замыкает разрядную цепь. В результате накопительный конденсатор. разряжается на испытуемый образец 6 и разрядное сопративление 4. Подбором величины разрядного сопротивления 4, емкости накопительного конденсатора 3 и зарядного чапряжения, подаваемого <а этот конденсатор, осуществляют ре гулировку фармы, длительности и амплитуды разрядного тока. Приведенная схема позволяет получить на испытуемом объекте апериодическпй импульс тока с амплитудой до 10 кА длительностью от 1 до 100 мкс. Динамическую устойчивость контактного узла оценивают по изменению сопротивления испытуемой намотанной секции и по внешнему виду ее контактнь.х слоев. Сопротивление намотанной сек-. ции лежит в пределах (2-10) 10 Ом.
Критерием предела динамической устойчивости контактнога узла является существенное (в 2 и более раз) возрастание сопротивления секции, а так же псчернение и окрашивание участков контактного слоя. При этом указанные изменения обуславливаются только воздейстием тока, протекающего через контактные узлы, поскольку диэлектрик намотанной секции, шунтируемый металлической лентой, не подвергается электрическому ваздейст вию и„ следовательно, процессы самовосстановления исключены. 2 ил. ЗО()рЕ7 (:т",H(а f - QQ(. ((з К 1>адт>O„,.
ЭЛС(ОГ}ЭОНИКЕ И Ма)Ю Г
l.
POBc(iI((-,.(КЧПУЛЬС "(X К,:::,:=IicaTGPO!З
На ГК }(НЕ>РГ ОЕ> П(н)(7((}идг>(;:(ЯГ(}РС}в (тттт т Вн(((> " F!(J Q(> (ь>()п»сг f) а 1}т Дтт >r:-> О>" и
И"-. В Е (- Н О . тт го(} B т ((.,П ".B -„СНЬП( деь(са тарах Ko(! ТBIc TF(r((((уз JI ",цво}д обкладка .>звляется наиболее чувствктельыьг(к перегрузкам:: ГG ток(- мес- том. В особенности эта заносится т; Ка(-ДЕНСатаРЯМ С МЕТЯЛЛИЗИРОВЯННЫ! (lH 0CICJt(- >ЦКЯМИ т ID! - ПОЛ(>(7Е! . Г(ла i (тк}! . Гит Г С г
>ГОК о! (т(Е ((}тгг! gBIIQ(>BUFFS! g я об т(с(сгд ЛсЦЗЛЯЕТ г и Б МЕСТЯХ КОН "H CTH!, авс НИЯ ., выводы отсоединяются от абкладок
$ и конденсатор теряет емкость. Па
,этой причине при разработке новых г
- Š—, (( ГИПОВ HMiiy(ËIs ÑÍÛÕ КОНДЕ НОЯ. l OPQB О С О-" (бое внимание уделяется:зотц}асам пс-. вьш(ения динамической устойчивости кантякт(xoi О узла и 7poBB!(BI(x!(0 саот "( петст}зующих импуль(ных испытаний... .}
Цель(0 изобретения является па.зы: ((енке достоверности }цепки. .(Ос>>(ОСТЬ ХЕН." К ПКНЯ ПЗ-(Е"Кай 1>С. Сйчк ()(. ы i!G(зь(((ы(-.. тt .::: бг(згацарл 70"
О . „ ... -: . .: т(г(т}С . i> В (((ИООКХ(Х П! ЕДСЛЯ С. И гнг(е" -"! Я В . (;Hi (0 Ц() Г
ОТ Дт):г i t j)B (j tf lCPC >>„};- "t,t,,((Е ((l .t l. 0 (J>
Н Ми >(Л Ь С -; К;-?;> „,:.ГП т т V J f т" } 0 (г.,- ; 7) Я З 1) Я> )
:jCBK . " - тат т 3NP} :(((((г(ВЕ;(т. ">тк}Ы РЯЗ
1)ядн О>. О т ОПрOTÈB I(ÐÍНЛ 9 >)К И Э(1 (I!=
}ЛЗИЕНЕЬ()ЗЯ Ь(ЯПРЯжЕЬ(КЛ, ПОДЯВЯЕМаГО ((7Я КО>НТУР S Ка" а(>С>Е Ет В 17>)(ИЦИГ>Е „Ма
)1(ет существенно превас:(идить номкН аЛЬНО Е -(à}7P FI)CÅ}- ИЕ а!:: ПИН а ЕМО ГО Кои т((ЗН(.г-:.с"О}),- ., !F(bt"">- (Jt:)ВЯМ>: Пан}ЗЛНОT(J!..
9!
ВОЗ(т(0)(>(() 1:> т),- l",>I!HG >ВЯ > т }го()Ц>!(О ((-, }
Г> И ВЬ>Ц(77>7 (З(Зтт го В г(ОВ та. : > i(Ои (-г !т."-.: ..
=ta ВГ>- . ir> -.!!)>) "BIC(lö - -7;:::-,т((т-т."а (ат;.-:, (0>З> НОСТЬ! - ОПЕНКИ: (>Зl(Xß(«,!.,>I>ЗСКО«т> токчквастк по}вь((!)Яе Гся также благоца-
Г}я таму что вследствие (((у}(тираваН(ИЯ ДИЭЛЕК>ГР7(ка НЯМатаииай СЕК)тни оокладка}н! .„ ьыходящей на оба ее торца,. искл}очяется возмо)зность I7po" "
ТЕ}(анин }:(ООЦEG(AB С XF(QBO(lс . ЯНОВ ПЕНИЯ г
О бЬ»XH0 >На !От ((}(с(((}Т (} б7>Е т. HB B ti;0 карты- у (.,.:Ярения контакт нагG узла конденсатора с металлкзиро анными
Обкла>}ксз (H над }30з :„е йс в((! ГО"(О вы}( нагрузок, На ()èi.1 п(оказана. э,пекгрическая
5:" схема д)7я! Оценки токонесущей споссбНОСТИ КОНТЯКТГ(ЫХ ((ЗЛОБ ((Я(т(ататЬ!НОГО конденсатора "-, импульсном режи;- е„
ГДе 1 — (>стG÷B(H(питания„ 2 — зарядное сопротивление„ 3 -- накопктельнь;й конденсатор, 4 — разрядное с() (7!) От((В>}тенке, 5 — коммутатор, б испыту"-,(.(F(образец.
Истзч(з((к I питан -a обеспечивает зарядное напряжение на накопительном конденсаторе 3 до 25 кВ. В качестве ((акопительнаго конденсатора 3 использован серийна выпускаемый конЛенсатор Гипа К75-56 емкостью 0 1мкФ
9 на напря)кение 25 кВ. Разрядное сопротивление 4 варьируется в пределах г"> T "95 ;о 2 .} 0м, В качестве ком((уТаТора 5 (спользагзан рядиоуг(равляемый разрядник типа "V-(}о9.
В качестве испытуемого образца б;(QJII(JJFB-(я(от памотячну(0 секцию, сеЧЕН((Е КО! (>>ратйт 7(ОКЯЗЯНО Па ((}ИГ 2 т т где 7 — диэлектрик, 8 — обкладка
B 3)(;((Е;. c ". -)Л г гт -!((..(О;:-(ЛЕНТЫ 9 - КО;(ГЯ!((: —;(ы ;;. 0}((. (кэлек Гркк 7 cQстаит кз лав(анапой Г}ленкк толщиной 5 мк((-rHI(HB J7t= ТЫ;(ИЭЛ>!Ктрикя 20 (i o (1етялл.(ctес«(яя лен Гс 8 представляет
Са оай с 7>О>17}(((:(Е(ЗЬ(й СЛОЙ, НЯПЫПЕННЫй
>"
Нс . i> IXT >г )т((с ЗЯ 1;".О}(г(ОНД НСЯ7"а!)Нагй
i:"(àã (;. Вр»води)(ость слоя — 0,5 (т i 0 ((; (:а;-. ДЬ:,» Ицу ) (;ВЕт>ХНОС;-т:: т 1>0(X= та((()(ы((с,,0:% 9 .: 0>,B B 0 Гавляе Г абай
СЛОЙ ЦИНКЯ Нап.>(ЛЕННЫЙ На ТОРЕтт СE}C"
L!HH электрод т ГОВым спОсОба(з,. и слой
9 оловянна=-свинцов.)(а сплава, нанесен= ного методом ((QGI7ISpGBKH.
В данно", Г(рим(зре оцениваемым кон-= денсаторам являе ся ка(зденсатор со
СЛЕДУ(О(Ц>З(«>(-(ХЯРЯт>, 7 ЕР>ИСТККЯ Цт, (ЗОН(>иН.(Л; НЯЯ Е(!..(>(ГЬ (0 Ик*9 >>ОН(та(!ЯЛЬнатг
НЯПряЖСНИЕ j KH . г"-(т(плктуда ТОКЯ p B рядки до КА, iacTOT)f. следования к(((7ульсав Да 5 Гц> характер разряда — апериодкческий, длительность импуз7ьса не менее 20 мкс, ресурс
10 импульсов.
Испытания проводят следующим образам.
Накопительный конденсатор 3 заряжатот от источника 1 питания через (зарядное сапратизленке 2 до некато poI G (ркксиравапнога напряжения, пос ле чего пода;.от сигнал управления на коммутатор 5, который срабатывает, зямь(кая раз,}ядную цепь,. В результате этого наколи гельный конденсатор 3 разряжается на испытуемый образец 6 и разрядное сопротивление 4. Подбо p0;(Вели- .Инь! разрядного сопротивле-з 1465916 4 ния 4, емкости накопите ельного кон- Для того, чтобы повысить амплитуду денсатора 3 и за я ног р д о напряжения, разрядного тока до 4 кА, необходимо подаваемого на этот кон конденсатор, осу- в два раза уменьшить величинУ разществляют регулировк р у формы дли- рядного сопротивления, что приведет тельности и амплит ы уд разрядного то- к yMeHbtlleHHIO длительности импульса
5 I ка. Приведенная схема позволяет полу- до 2 мкс. о чить на испыт емо у ом объекте аперио- Кроме того, при испытаниях кондический импульс тока ока с амплитудой денсатора по способу-прототипу кард о 10кА длительностью от 1 до 100 мкс. 10 тина изменения контактного узла под
При уменьшении а р эрядного сопротивле- воздеиствием протекающего тока с— ния 4 ниже 2 5
У
Ом схема позволяет щественно искажается процессом выпроводить испытания в режиме затуха- горания обкладок при самовосстановющих колебательных импульсов. лении. Так, при повышении зарядДинамическую устойчивость кон- 15 ного напряжения рассматриваемого контактного узла оценивают по измене- денса9гора до 1100 кВ значительное нию сопротивления испытуемой намо- выгорание обкладок (в том числе вблитанной секции и по внешнему виде ее зи контактных сл ) б. оев на людалось даконтактных слоев. В рассматриваемом же при токе менее 1 кА. примере сопротивление намотанной 2п Указанные обстоятельс"ва показысекции (т.е. фактически сопротивле- вают что способ9 прототип не позвоние двух последовательно соединенных ляет с достаточной те и степенью точности (2 0 . контактных слоев) лежит в пределах оценить динам (2-20) . 70 Ом К д .амическую у-стойчивость (2 О) . .ритерием предела контактного узла конденсатора в шидинамической устойчивости контактно- 25 роком диапазон зоне амплитуды разрядного го узла является существенное (в тока и длительности импульса Пре-пульса. реддва и более раз возрастание сопро- ложенный п б б с осо о еспечивает высокую тивления секции, а также почернение точность це ь оценки динамической устойи окрашивание участков контактного чивости конт онтактных узлов конденсатозволяет испытььвать слоя. При этом указанные изменения gp ра так как позволяет обусловливаются только воздействием контактный у
Л эел в режимах, отличных тока, протекающего через контактные от номинального, и исключить при узлы, оскольку диэлектрик намотан- этом влияние сам 9 гано ления„ ной секции, шунтируемый металлическои лентой, не подвергается электри- Ф о р м у л а
35 аизоретения б ческому воздействию, и, следовательно, процессы самовосстановления ис- Способ оценки енки динамической усключены. тоичивости намотанного конденсатора
При испытаниях конденсатора с в импульсном режим ж е, включающий подвышеуказанными характеристиками по 40 ключение намота н а отанного конденсатора, способу-прототипу величина зарядного выполненного в виде секции из динапряжения принципиально ограничена электрика с об о кладками и нанесенноминальным напряжением этого кон- ными на торцы
TOpIJbl KOHTaKTHbtMH слоями 9 денсатора и не может более чем на в разрядный кон у о тур, одачу на него
70Х превосхрдить 1000 В Р
Регулиро- 45 импульса тока и последующую оценку вание амплитуды тока при этом воз- его динам е ич скои устоичивости, о т— можно только.за счет изменения раз- личающ ю щ и и с я тем, что, с рядного сопротивления контура, что целью повышения достоверности оценки, неизбежно влечет за собой изменение перед подключением намотанного конф рмы и длительности импульса, т.е. 50 денсатора осуществляют вы од о изменение количества энергии выде- обкладок на б
9 а о а торца секции с нанеляемой в контактном узле. Так, для сенными на них контактными слоями, обеспечения амплитуды разрядного то- при этом до и до и после подачи импульса ка, протекающего через конденсатор, :тока измеряют величину сопротивлена уровне 2 кА необходимо установить ния секции а динамич с
9 мическую устойчивеличину разрядного сопротивления, вость оценивают по изменению величипорядка 0,5 Ом; при этом длитель- ны сопротивления и изменению окраски ность импульса составит около 4 мкс, контактных слоев.
Составитель A.Салынский
Танкред М.Дидык
Редактор А.Mazopcxas;
Корректор О.Кравцова
Заказ 95 i/51 Тираж 69ч Подписное
ВБЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно издательский комбинат Патент г, ужгород. ул: Гагарина. 1Q1
