Устройство для неразрушающего контроля электрической прочности конденсаторов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 31/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ, ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626942/21 (22) 26.12,88 (46) 30.04.93. Бюл. N. 16 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д,Псурцева (72) В,А.Грязин и В.М.Рожков (56) Электротехника, 1986, М 6, с. 45-47.

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для неразрушающего контроля электрической прочности конденсаторов с . твердым диэлектриком, а также для контроля изоляционных материалов.

Целью изобретения является повышение качества неразрушающего контроля электрической прочности конденсаторов с твердым диэлектриком путем фиксации электрического пробоя на стадии его разви= тия, На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Схема устройства содержит: 1 — источник постоянного испытательного напряжения, 2 — микроамперметр — мкА, 3 — обьект контроля — QK,4- вольтметр-V,5-первый резистор R >, 6 — шунтирующий конденсатор

С1, 7 — второй резистор R, 8 — расширитель наносекундных импульсов, 9- амплитудный дискриминатор, 10 — счетчик импульсовСИ.

В устройстве к плюсовому зажиму источника постоянного испытательного напряжения подключают вольтметр и первый вывод контролируемого конденсатора. миЫ 1812529А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ (57) Использование: в контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит источник напряжения, микроамперметр, два резистора, вольтметр, конденсатор. расширитель импульсов, амплитудный дискриминатор, счетчик, 1 ил, нусовой зажим источника соединяют через микроамперметр с землей, первый резистор с большим сопротивлением, зашунтированный конденсатором с минимальной емкостью, включают между вторым выводом контролируемого конденсатора и заземленным вторым резистором с малым сопротивлением, параллельно ко второму резистору подключают расширитель наносекундных импульсов, выход которого через амплитудный дискриминатор соединен со счетчиком импульсов.

Работа устройства оскована на следующем.

Известно, что разрушение конденсаторов вызывается пробоем и разрушением материала твердого диэлектрика конденсатора, Если пренебречь током иокизации Ig в момент достижения напряжения пробоя Unp, то дальнейшее измекекие тока пробоя во времени будет определяться ампер-секундной характеристикой. Необратимое разрушение диэлектрика начинается с момента времени Trp, когда заканчивается время развития пробоя, т,е, t p = tp . В этот момент ток Ig начинает скачкообразно увеличивается до значения I.,:. определяемого 1812529 ма ериалом диэлектрика и параметрами внешней Измерительной цели. Если успеть зафиксировать электрический пробой на стадии его развития, т.е. до момента времени rrp, а затем прекратить ток через диэлек- 5 трик, то можно определить напряжение пробоя без разрушения диэлектрика, т.е. без разрушения конденсатора. Обычно trp составляет от единиц до десятков наносекунд, например, trp = 3-30 нс. Именно на 10 такое время рассчитана скорость работы предложенного устройства.

Первый случай: контролируемый конденсатор имеет практически нормальную электрическую прочность. В этом случае вы- 15 ходное напряжение источника ИИН повышают до уровня, когда возникает пробой объекта контроля 3. Под действием части тока пробоя, протекающей через внешнюю цепь, происходит быстрое, за время t = 3-30 20 нс, нарастание напряжения на цепи RC1R2 до величины Unp — Unor. (Uxor — напряжение погасания пробоя). Это обусловлено быстрым зарядом малой емкости конденсатора

С>. Когда напряжение на ОКдостигнет уров- 25 ня Uoor прекращается ток пробоя, чему способствует большое сопротивление резистора R>. После прекращения тока происходит разряд конденсатора С> через резистоР Я1 и РазРЯд входной емкости Свх 30 расширителя наносекундных импульсов через резистор Rz. Заряд и разряд емкости Coõ формирует импульс пробоя. наносекундной длительности на резисторе Rz. Этот импульс расширяют в блоке 8 до микросекундной 35 длительности и через амплитудный дискриминатор 9 подают на счетчик импульсов 10, После разряда конденсатора С> на ОК восстанавливается исходное напряжение, равное Unp,и процесс повторяется. С момента 40 начала работы счетчика 10 прекращают повышение напряжения источника ИИН, а вольтметром 4 измеряют это напряжение, принимая его за U

Второй случай; контролируемый конденсатор имеет почти нулевую электрическую прочность. 8 этом случае в, измерительной цепи либо сразу появляется постоянный ток, либо после первого же про- 50 боя. Поэтому на резисторе Rz не будет возникать импульсов и счетчик 10 ничего не покажет. Однако постоянный ток в измерительной цепи будет зафиксирован микроамперметром 2, что и будет являться информацией о неработоспособности контролируемого конденсатора.

Использование устройства обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества.

1. Повышает качество неразрушающего контроля, т.к. прерывает процесс развития пробоя в конденсаторе до начала необратимого разрушения его диэлектрика.

2. Повышает качество неразрушающего контроля электрической прочности конденсаторов благодаря фиксации наносекундных процессов развития пробоя. Наличие наносекундных импульсов было подтверждено осциллографически, а фиксация их— показаниями счетчика импульсов.

3. Повышается точность измерения напряжения пробоя за счет амплитудной селекции полезного сигнала от помех с помощью амплитудного дискриминатора.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля электрической прочности конденсаторов, содержащее источник испытательного. напряжения, первый и второй резисторы, первый конденсатор, вольтметр, счетчик, первый вывод источника испытательного напряжения соединен с вольтметром и с первым выводом обьекта контроля, второй вывод которого соединен через параллельно соединенныепервый резистор и первый конденсатор с первым выводом второго ре- i зистора, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества контроля, в него введены расширитель импульсов, амплитудный дискриминатор, микроамперметр, вход расширителя импульсов соединен с первым выводом второго резистора, а выход через амплитудный дискриминатор соединен со счетчиком, второй вывод источника испытательного напряжения через микроамперметр соединен с общей шиной устройства.

1812529

Составитель С.Радзевич

Техред ММоргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Г.Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1575 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иаобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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