Устройство для испытания высоковольтной изоляции на электрическую прочность

 

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для испытаний изоляционных материалов и изделий на электрическую прочность. Цель изобретения - расширение области использования путем повышения ччастоты переменной составляющей испытательного напряжения до 20 кГц и предотвращения взрыва испытываемого объекта после пробоя его изоляции за счет уменьшения выделения энергии в канале пробоя. Устройство содержит источник 1 высокого выпрямленного напряжения, токоограничивающий резистор 2, фильтрующий конденсатор 3, источник 4 высокого переменного напряжения, состоящий из изолирующего трансформатора 5, эквипотенциальной шины 6, усилителя 7 мощности, задающего генератора 8 переменного напряжения с частотой до 20 кГц, высоковольтного трансформатора 9, а также шунтирующий конденсатор 10 и объект 11 испытаний. За счет токоограничиваающего резистора 2, шунтирующего конденсатора 10, выполнения источника 4 высокого переменного напряжения с задающим генератором 8 переменного напряжения и усилителем 7 мощности и их соединения с эквипотенциальной шиной 6, а также связей между блоками устройства обеспечивается подача независимо регулируемых постоянной и переменной составляющих испытательного напряжения и предотвращение взрыва объекта после пробоя изоляции. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11), (51) 5 С 01 R 31/14.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,. .

H А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 43521 59/24-21 (22) 28.12.87 (46) 15 03.90. Бюл. У 10

{71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.A,Ñîêîëîâñêèé, Ю.В.Романенко и И.А.Криштафович (53) 621,317 (088.8) (56) Лабораторный практикум по технике высоких напряжений. Киев, изд. КПИ, с. 94, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЪ|СОКОВОЛЬТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для испытаний изоляционных материалов и изделий на электрическую прочность. Цель изобретения — расширение области использования путем повышения частоты переменной составляющей испытательного напряжения до

20 кГц и предотвращения взрыва испытываемого объекта после пробоя его

2 изоляпии за счет уменьшения вьделения энергии в канале пробоя. Устройство содержит источник 1 высокого выпрямленного напряжения, токоограничивающий резистор 2, фильтрующий конденсатор 3, источи)ж 4 высокого переменнот го напряжения, состоящий из изолирующего трансформатора 5, эквипотенциальной шины 6, усилителя 7 мощности, задающего генератора 8 переменного напряжения с частотой до 20 кГп, высоковольтного трансформатора 9, а также шунтирующий конденсатор 1 0 и объект 11 испытаний. За счет токоограничивающего резистора 2, шунтирующего конденсатора 10, выполнения источника 4 высокого переменного напряжения с задающя генератором 8 переменного напряжения и усилителем 7 мощности и их соединения с эквипотенииальной шиной 6, а также связей между блоками устройства обеспечивается подача независимо регулируемых по-. стоянной и переменной составляющих испытательного напряжения и предотвращения взрыва объекта после пробоя изоляции. 3 ип.

1 550442

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для испытаний изоляционных материалов и иэделий на электрическую прочность высоким пульсирующж или переменным напряжением в широком диапазоне частот, включая высокие частоты, а также высоким постоянным напряжением. !О

Целью изобретения является расши рение области применения путем повы шения частоты переменной составляющей испытательного напряжения до 20 кГц и предотвращения взрьва испытываемого объекта после пробоя его изоляции путем уменьшения вьщеления энергии в канале пробоя.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — эквивалентная схема устройства для постоянной составляющей испытательного напряжения; на фиг,3 — то же, для переменной составляющей испы-.25 тательного напряжения, Устройство для испытания высоковольтной изоляции на электрическую, прочность содержит источник 1 высокого выпрямленного напряжения, первый выход которого заземлен, а второй выход подключен к токоог раничивающему резистору 2. Иежду выходами источни° ка 1 вколочен фильтрующий конденсатор

3. Устройство также содержит источ35 ник 4 высокого напряжения, имеющий в своем составе изолирующий трансформатор 5 с изоляцией между обмотками на напряжение источника 1 и с коэЬфициентом трансформации pBBHb1M 1 ° Пер 40 вичная обмотка этого трансформатора предназначена для. подкгп4чения к питающей сети с напряжением промышленной части. Устройство также имеет специальную эквипотенциальную шину 6, 4 усилитель 7 мощности с подключенным задающим генератором 8 переменного напряжения частотой до 20 кГц, а так.же высоковольтный трансформатор 9, выполненный высокочастотньм, шунтирующий конденсатор 1 0 и объект 1 1 испытания.

Вторичная обмотка изолирующего трансформатора 5 подключена к входам питания задающего генератора 8 и усилителя 7 мощности. Выходы последнего подключены к первичной обмотке высоковольтного трансформатора 9, Вторич— ная высоковольтная обмотка трансйорматора 9 образует с токоограничивающим резистордм 2 последовательную цепь . первым своим выводом она подключена к токоограничивающему резистору 2, а вторым выводом — к испытуемому объекту.

В месте соединения указанной об." мотки и токоограничивающего резистора 2 подключена одна обкладка шунтирующего конденсатора 1 О, другая обкладка которого заземлена, Кроме того, первые выводы первичной обмотки высоковольтного трансформатора 9 и вторичной обмотки изолирующего трансформатора 5 соединены шиной 6 с первьи выводом вторичной обмотки высоковольтного трансформатора 9 в месте ее подключения к токоограничивающему резистору 2. К той же шине 6 подключены корпуса усилителя 7, задающего генератора 8 и магнитопроводов трансйор маторов 5 и 9 °

Для проведения испытания объект 11 подключают между вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора 9 и землей.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме работы фильтрующий конденсатор 3 и шунтирующий конденсатор 10 заряжены до величины испытательного напряжения, которое полностью прикладьвается к испытуемому объекту, При испытании изоляции высоким постоянным напряжением основным параметром является его активная проводимость, Поэтому в схеме на фиг,2 испытуемый объект заменен активным сопротивлением 12 бесконечно большой величины. Током в цепи можно пренебречь. Показанный на Жиг,2 резистор 13 представляет собой активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора 9.

При нарушении электрической прочности объекта испытания через канал пробоя разражаются фильтрующий конденсатор 3 и шунтирующий конденсатор

10. Разрядный ток через объект испытания должен быть ограничен, Фипьтрующий конденсатор 3 жеет значительную величину, поэтому в цепь его раз" ряда включен токоограничивающий ре- зистор 2, В цепи разряда шунтирующего конденсатора 10 токоограничивающего резистора нет, поэтому конденсатор

1 0 должен иметь незначительную вели5 1 5504 чину, т,е. емкость конденсатора f0 должна б..ать 1o мел ilI; и мере на порядок меньше емкости конденсатора 3.

Этим ограничивается выделение энергии в канале пробоя и предотвращается взрыв объекта °

На фиг,З изображена эквивалентная схема иепытательной цепи для переменной составляющей испытательного на- 10 пряжения, При испытании изоляционного материала высоким переменным напряжением высокой частоты существенное значение имеет емкость объекта испытаний, поэтому объект представлен I5 конденсатором 14, Источник 4 со своим внутренним сопротивлением показан на схеме элементом 15. В установившемся .режиме конденсатор 10 шунтирует токоограничивающий резистор 2 и конден- 20 сатор 3, так как обладает значительно меньшим по сравнению с резистором 2 сопротивлением. Путь прохождения тока в пепи замыкается через шунтирующий конденсатор 10 и конденсатор 14. Для 25 того, ч тобы испытатель ное высокое переменное напряжение полностью прикладывалось к объекту испытаний, шунтирующий конденсатор 10 должен ичеть емкость, по меньшей мере, на порядок превышающую емкость объекта испытаний (конденсатора 14).

При нарушении электрической проч.ности объекта испытаний ток от источника высокого напряжения переменного ограничивается внутренним сопротивлением самого источника, емкостным сопротивлением шунтирующего конденсатора 10 и остаточньм сопротивлением объекта испытаний. 40

С учетом изложенного устройство для испытания изоляционного материала на электрическую прочность выполнено так, что шунтирующий конденсатор

10 жеет емкость, по меньшей мере, на порядок меньше емкости фильтрующего конденсатора З.и, по меньшей мере, на порядок больше емкости объекта испытанийй, Tazw образом, установка нормально работает при любых уровнях постоянной и переменной составляющих.и при частоте последней до 20 кГII Для установки нормальными являются два режима: до пробоя испытываемого объекта и после его пробоя.

Применение предлагаемого устройст-: ва для испьггания высоковольтной изо.— ляции на электрическую прочность поз-, волит расширить номенклатуру подлежащих иссл::дованиям типо: и коi c õpóKций высоковольтной изоляции и используемых в ней материалов. Повышение частоты переменной составляющей испытательного напряжения. позволяет исследовать конструкции высоковольтной изоляции и сами изоляционные материалы, предназначенные для устройств с пульсациями напряжения на высоких частотах, создавая рациональные электроизоляционные конструкции, благодаря чему эначительнб снижаются массогабаритные показатели высоковольтных устройств преобразовательной техники и повышается их надежность. ро рмула изоб ретения

Устройство для испытания высоковольтной изоляции на .электрическую прочность, содержащее источник высокого выпрямленного напряжения, первый выход которого заземлен и соединен с первьи выходом объекта испытаний и с первой обкладкой фипьтрующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с вторым выходом источника высокого выпрямленного напряжения, источник высокого переменного напряжения с изолирующим трансформатором и высоковольтным трансФорматором, причем первичная обмотка изолирующего трансформатора соединена с питающей сетью, а первый вывод вторичной обмотки изолирующего трансформатора соединен с эквипотенциальной шиной, с которой соединены магнитопровод и первые выводы первичной и вторичной обмоток высоковольтного трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены токоограничивающий резистор, усилитель мощности, задающий генератор переменного напряжения и шунтирующий конденсатор, первая обкладка которого заземлена, а вторая обкладка соединена с первым выводом вторичной обмотки высоковольтного трансформатора и первьм выводом токоограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с второй обкладкой фипьтрующего конденсатора, причем первый и второй выводы вторичной обмотки изолируюшего трансформатора соединены соответст— венно с первым и вторым входами питания усилителя мощности и задающего

1550442

Составитель Н, Варламов

Редактор N, Середа Тех ред М. Дидык Корректор М.Максимишинец

Заказ 270 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 гене ратора переменного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом усилителя мощности, первый

И второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выйодами первичной обмотки высоковольтного трансформатора, второй вывод вторичной обмотки которого соединен с вторым выводом объекта испытаний, а корпусы усилителя мощности, задающего генератора переменного напряжения с частотой до 20 кГU и магнитопровод изолирующего трансформатора соединены с эквипотенциальной шиной.