Способ определения электрической прочности твердых диэлектриков

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для проверки качества изоляции проводов, электрических кабелей, плоских диэлектрических элементов, конденсаторных пленок и т.п. Цель изобретения - повышение точности определения. Способ заключается в том, что определяют градуировочный коэффициент по известному значению электретной разности потенциалов короноэлектрета из политетрафтоэтилена. Испытуемый и эталонный образец помещают на вращающийся диск. На коронирующий электрод подают поляризующее высокое напряжение. На экране осциллографа появляется два импульса напряжения - эталонного образца и испытуемого образца. При известной разности потенциалов эталонного образца и градуировочному коэффициенту определяем электретную разность потенциалов пластинок слюды. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для проверки качества изоляции проводов, электрических кабелей, плоских диэлектрических элементов.

Известен способ испытания электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА) на электрическую прочность, состоящий в помещении испытываемого ЭМКА в испытательную камеру и подаче на него испытательного напряжения /1/. Измерение электрической прочности воздуха производят путем его ионизации в процессе ее изменения и прекращают изменение электрической прочности воздуха по достижении ею величины, соответствующей нормируемому пониженному давлению, определяемой по кривой Пашена, и производят изменение электрической прочности испытуемого ЭМКА.

Известен способ контроля качества изоляционного покрытия провода, состоящий в том, что воздействуют нарастающим испытательным напряжением на объект, а о качестве изоляции судят по отношению напряжений пробоя первого и второго объектов контроля /2/.

Известен способ бесконтактной проверки изоляции движущегося изолированного провода, включающий протягивание изолированной металлической проволоки через измерительное кольцо, соединенное с чувствительным электрометрическим усилителем /3/. При прохождении дефектного места диэлектрического покрытия проволоки в цепи электрометрического усилителя наблюдается импульс тока, соответствующий дефектной области изоляции.

Известен также способ определения структурной электрической прочности пленочных диэлектрических материалов, заключающийся в том, что испытуемый образец располагают в жидком диэлектрике между испытательными электродами цилиндрической формы и подают испытательное напряжение до наступления пробоя испытуемого образца /4/.

Известен способ определения электрической прочности пусковита определенного местонахождения, заключающийся в помещении образца в электромагнитное поле и облучение эталонного и испытуемого образца инфракрасными лучами и определение величины электрической прочности по эталонному графику /5/.

Недостатком данного и вышеизложенных способов является то, что в процессе изменения не удается исключить влияние качества материала измерительных электродов на величину определяемой электрической прочности, что в свою очередь может приводить к получению заниженных значений величины электрической прочности. Следует особо подчеркнуть, что влияние измерительных электродов особенно существенно сказывается на величине электрической прочности для тонких диэлектрических пленок.

Целью изобретения является повышение точности определения электрической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе выбирают эталонный образец с известной электрической прочностью, по эталонному образцу вычисляют градуировочный коэффициент, эталонный и испытуемый образцы помещают на вращающийся диск, электрическую прочность испытуемого образца определяют по градуировочному коэффициенту и максимальному значению электретной разности потенциалов, достигаемой поляризацией образца в коронном разряде.

Способ осуществляется следующим образом.

На чертеже представлена схема устройства для измерения электрической прочности полимерных конденсаторных пленок и пластинок конденсаторной слюды. Устройство содержит коронирующий электрод 1, испытуемый диэлектрик 2, вращающийся диск 3, измерительный электрод 4, ограничительное сопротивление 5, проходную емкость 6, источник напряжения компенсации 7, осциллограф 8, электродвигатель 9, низковольтный источник напряжения 10.

Для градуировки прибора используют короноэлектрет из пленки политетрафторэтилена (ПТФЭ) значение элекретной разности потенциалов для которого точно измерено, например, методом компенсации с вибрирующим электродом.

Подготовленный короноэлектрет помещают на поверхность диска 3, подают на клеммы электродвигателя 9 необходимое напряжение, задавая тем самым нужную скорость вращения диска. На экране осциллографа 8 при этом появляется бегущий импульс напряжения, возникающий в момент, когда измерительный электрод 4 находится в поле электрета. Амплитуда этого импульса прямо пропорциональна электретной разности потенциалов короноэлектрета. Таким образом, из формулы, зная значение электретной разности потенциалов и измерив амплитуду импульса, можно определить значение градуировочного коэффициента. Электрет из ПТФЭ имеет толщину 10 мкм. Электретная разность потенциалов 800 В. Скорость вращения электродвигателя 1000 об/мин. Амплитуда импульса равна 40 мВ, таким образом, градуировочный коэффициент 20 В/мВ.

После градуировки прибора на поверхность диска рядом помещают испытательный диэлектрик 2 пластинку слюды, толщина которой 10 мкм. Для тонких полимерных пленок нет необходимости специально закреплять их на поверхности вращающегося диска, поскольку заполяризованные пленки сами очень прочно прилипают к металлической поверхности диска за счет электрического напряжения. На электродвигателе от источника постоянного напряжения подают напряжение от 0 до 30 В. В зависимости от подаваемого напряжения скорость вращения электромотора может изменяться от 0 до 3000 об/мин. Измерительный электрод 4 располагают на небольшом расстоянии от поверхности испытуемого диэлектрика. Через высоковольтный конденсатор 6 и ограничительное сопротивление 5 в схему изменения включают осциллограф и источник напряжения компенсации 7. На коронирующий электрод 1 попадают поляризующее высокое напряжение 70 кВ. На экране осциллографа появляется два импульса напряжения V₁ 40 мB и V₂ 180 мB.

По формуле, зная градуировочный коэффициент, определяем электретную разность потенциалов пластики слюды 20 В/мВ·180 мВ 3600 В.

Из примера видно, что электрическая прочность кристалла слюды пусковит в 4 раза выше электрической прочности пленки из ПТФЭ.

Таким образом, способ позволяет провести сравнения электрической прочности для нескольких образцов в одном измерении при совершенно одинаковых условиях.

Формула изобретения

Способ определения электрической прочности твердых диэлектриков, заключающийся в выборе и градуировке эталонного образца, воздействии электромагнитным полем на эталонный и испытуемый образцы и определении величины электрической прочности по градуировочному коэффициенту, отличающийся тем, что эталонный образец с известной электрической прочностью помещают на вращающийся диск, регистрируют электретную разность потенциалов эталонного образца для определения градуировочного коэффициента, затем рядом с эталонным помещают испытуемый образец и регистрируют максимальное значение электретной разности потенциалов при поляризации этого образца в электромагнитном поле коронного разряда.