Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов

 

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для тренировки электрической изоляции, например, импульсных конденсаторов. Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации изделий из полимерных изоляционных материалов. За счет предварительного облучения изделия потоком заряженных частиц на глубину 5-10% от толщины изделия с последующим воздействием постоянным напряжением, обеспечивающим напряженность электрического поля не менее 22 кВ/мм, и после паузы - импульсным напряжением, повышается срок службы изделия при эксплуатации в электрическом поле. 1 ил. 1 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 R 31/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755466/21 (22) 03.11.89 (46) 07.04.92.Бюл. М 13 (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехни-. ческом институте им. С.M.Êèðîâa (72) О.С.Гефле, С.А.Лопаткин и С.Г.Боев (53) 621.317 (088.8) (56) Beyer M., Kuenen К.W. Uber den Einf lug чоп stop — опб Gleichspannugs

v o r b e l a s t u n g e n a u f d i e S t og d u rc hschlagfestIgkeit чоп Epoxidharz II 25. Int.

Wiss. Kollog ТН llmenau, 27 — 31 Okt. 1980, Heft 3, Voltrags А.З.А.4 Ilmenau 1 à, s. 25-28. (54) СПОСОБ ТРЕНИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯЦИОНHblx МАТЕ-

РИАЛОВ

Изобретение относится-к способу тренировки электрической изоляции высоковольтных конструкций, например, импульсных конденсаторов, и может быть использовано в области электротехники и в технике высоких напряжений в процессе изготовления и эксплуатации высоковольтных изоляционных конструкций.

Известен способ тренировки изделий из изоляционных материалов, заключающийся в том, что между поверхностью изделия и потенциальным электродом создают воздушный зазор, через который осуществляют поверхности изделия на постоянном напряжении в течение 320 с, затем постоянное напряжение от.ЫЛ,„, 1725170 А1 (57) Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для тренировки электрической изоляции, например, импульсных конденсаторов, Цель изобретения — увеличение срока эксплуатации изделий из полимерных изоляционных материалов. За счет предварительного облучения изделия потоком заряженных частиц на глубину 5 — 107ь от толщины изделия с последующим воздействием постоянным напряжением, обеспечивающим напряженность электрического поля не менее 22 кВ/мм, и после паузы— импульсным напряжением, повышается срок службы изделия при эксплуатации в электрическом поле. 1 ил. 1 табл. ключают, приводят потенциальный элект- с и} род в контакт с поверхностью изделия, по- (Л сле чего воздействуют импульсным напряжением.

Недостатком этого способа является то, что вследствие нестабильности короны в воздушном зазоре поверхность изделия заряжается неравномерно, что снижает эффектизность электризации изделия и не е позволяет увеличить пробивное напряжение или срок службы электрической изоляции.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что на . изделие из изоляционного материала через наложенные электроды в течение 10 с под1725170 ают постоянное напряжение, затем напряжение отключают и через 5 мс после отключения постоянного напряжения на изделия подают импульсное напряжение.

Недостатком данного способа является 5 то, что при противоположной полярности постоянного и импульсного напряжения происходит уменьшение пробивного напряжения или срока службы изделий, а при одинаковых полярностях повышение 10 пробивного напряжения незначительно.

Цель изобретения — повышение срока эксплуатации (срока службы) изделий в электрическом поле. 15

Указанная цель достигается тем, что согласно:способу тренировки изделий из изоляционных материалов, при котором на изделие, воздействуют постоянным, а затем импуль/ сным напряжением, перед воздействием на 20 изделие постоянным напряжением его приповерхностную область облучают потоком за ряжен н ых частиц на глубину 5 — 10 от толщины изделия.

Вследствие облучения приповерхност- 25 ной области полимерных изоляционных материалов потоком заряженных частиц при поглощенных дозах, повышающих проводимость облученного объема материала, облегчается инжекция и генерация собст- 30 венных носителей заряда при воздействии как постоянного, так и импульсного напряжения. Это способствует увеличению эффективности накопления заряда в приэлектродных областях и повышению од- 35 народности электризации изоляционного материала. Кроме того, за счет градиента проводимости и миграционной поляризации на границе необлученной и облученной частей изделия формируется двойной заря- 40 довый слой, создающий внутреннее элект. рическое поле, направленное против внешнего, Поэтому независимо от полярности постоянного и импульсного напряжения результирующая напряженность поля в 45 объеме изделия уменьшается, что приводит к увеличению его срока службы.

На чертеже дана, схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим об- 50 разом.

Образцы полиэтилена низкой плотности толщиной h=0,7 мм облучали в воздухе протонами с энергией 10 МэВ и плотностью тока пучка 4=2,5 10 А/см на разную глу- 55 бину R, составляющую от одного до 45 от толщины образцов. Поглощенная доза составляла (5 — 6).10 r. Глубина облучения образцов изменялась толщиной поглотителя из алюминия.

Облученные образцы 1 помещали между электродами 3 и 4 так, чтобы облученная поверхность образцов 2 контактировала с потенциальным электродом 3.

После этого на образцы воздействовали постоянным напряжением положительной или отрицательной полярности в течение 10 мин. Напряженность поля при этом составляла не менее 22 кВ/м и не более 50 от электрической прочности материала.

Нижняя граница напряженности поля обусловлена тем, что при модификации облучением приповерхностной области как неполярных, так и полярных полимерных материалов (полиэтилена, политетрафторэтилена, полиметилметакрилата и др.), эффективная их электризация и повышение ресурса начинается при Е=22 кВ/мм. Верхний диапазон напряженности поля ограничен возможностью пробоя изоляционного материала, поэтому не должен превышать

50; его электрической прочности.

После зарядки образцов постоянное напряжение отключалось. Через 1 мин после отключения постоянного напряжения подавалось импульсное напряжение положительной полярности и образцы испытывались до пробоя.

Пауза между отключением постоянного и воздействием импульсного напряжения может быть любой и в каждом конкретном случае будет определяться быстродействием коммутационной аппаратуры.

Напряженность поля, при которой осуществлялся пробой образцов, составляла

75 кВ/мм, частота следования импульсов

400 имп/с. Средний срок службы (среднее число импульсов до пробоя n) определялся по результатам испытаний 30 образцов, Результаты испытаний представлены в таблице.

Результаты испытаний показали, что средний срок службы изделий, подвергнутых тренировке по предлагаемому способу, составляет 6,5.10 имп (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения). При тренировке изделий по известному способу сред,лий срок службы образцов из полиэтилена составляет 1,97 10 имп (при положительной полярности постоянного и импульсного напряжений) и 1,24 10 имп

6 (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения).

Следовательно, при тренировке образцов полиэтилена по предлагаемому способу средний срок службы в электрическом поле при облучении приповерхностной области

1725170

Формула изобретения

Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов, состоящий в том, что на изделие воздействуют

25

Составитель О. Гефле

Техред М;Моргентал

Редактор Е.Папп

Корректор Л,Бескид

Заказ 1174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на глубину 5 — 10% от их толщины в 4-5 раз выше, чем при тренировке по известному способу. Испытания изделий из полиметилметакрилата и политетрафторэтилена дали аналогичные результаты. постоянным напряжением и после паузы воздействуют импульсным напряжением, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации в электри5 ческом поле, изделие предварительно облучают потоком заряженных частиц на глубину 5 — 10 Д от толщины изделия, а при воздействии постоянным напряжением обеспечивают напряженность электриче10 ского поля не менее 22 кВ/мм.