Высоковольтная испытательная установка сверхнизкой частоты для диагностики кабеля из шитого полиэтилена

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2392630:

Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр "Современные технологии" ООО "Инженерный центр "Современные технологии" (RU)

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам, позволяющим проводить диагностику и испытания кабелей с синтетической изоляцией повышенным напряжением без ее разрушения. Технический результат: повышение эффективности испытаний изоляции, расширение функциональных возможностей и повышение надежности испытательной установки и безопасности персонала. Сущность: установка содержит генератор-источник напряжения сверхнизкой частоты. Генератор-источник выполнен в виде двух соединенных с выходами блока управления параллельных ветвей. Каждая из ветвей содержит широтно-импульсный модулятор, буферный усилитель, высокочастотный трансформатор, умножитель напряжения и суммирующий резистор. Причем одна ветвь содержит умножитель напряжения положительной полярности, а вторая - умножитель напряжения отрицательной полярности. Точка соединения двух суммирующих резисторов является выходом установки. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам, позволяющим проводить диагностику и испытания кабелей повышенным напряжением с любым типом изоляции, в том числе и с синтетической изоляцией, без ее разрушения.

Наиболее распространенным является метод искусственного стимулирования пробоя при профилактических испытаниях оборудования постоянным, переменным напряжением частотой 50 Гц или импульсным напряжением.

В качестве ближайшего аналога, принятого в качестве прототипа, принято устройство контроля электрической прочности изоляции, включающее генератор-источник напряжения (см. описание к патенту Российской Федерации №2145421 МПК G01R 31/08 от 1997.07.16).

Основным элементом устройства является генератор-источник напряжения, выполненный в виде электростатической машины (ЭСМ), которая может быть непосредственно подключена к испытуемой жиле кабеля при необходимости испытаний постоянным током традиционным методом.

Для генерации "косинусно-прямоугольного" напряжения с требуемой продолжительностью периода, например 10 с, используют коммутатор, представляющий собой кольцо из электропроводящего материала, закрепленное на изолирующем планшете и разделенное на две части, отстоящие друг от друга на расстоянии, рассчитанном на максимальное испытательное напряжение.

Испытываемый кабель обладает довольно большой электрической емкостью, именно поэтому кабели испытывают повышенным постоянным напряжением, а не напряжением частотой 50 Гц, так как в этом случае от испытательной установки потребуется очень большая мощность.

Так как ЭСМ обладает очень высоким внутренним сопротивлением и поэтому очень малой выходной мощностью, то невозможно зарядить емкость кабеля от ЭСМ до испытательного напряжения за удовлетворительное время.

Кроме того, между двумя частями разделенного кольца коммутатора будет присутствовать высокое испытательное напряжение. Поэтому, если коммутатор сделать воздушным, то расстояние между частями кольца должно быть очень большим, а если коммутатор сделать в трансформаторном масле, то механизм привода коммутатора будет вносить примеси, которые будут сильно снижать пробивное напряжение масла. Таким образом, и в этом случае конструкция коммутатора будет громоздкой, ненадежной и дорогой.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности испытаний (контроля) изоляции, расширение функциональных возможностей и повышение надежности испытательной установки, а также повышение безопасности персонала.

Техническая задача решается тем, что в высоковольтной испытательной установке сверхнизкой частоты для диагностики кабеля из шитого полиэтилена, включающей генератор-источник напряжения сверхнизкой частоты, генератор-источник выполнен в виде двух соединенных с выходами блока управления параллельных ветвей, каждая из которых содержит широтно-импульсный модулятор, буферный усилитель, высокочастотный трансформатор, умножитель напряжения и суммирующий резистор, причем одна ветвь содержит умножитель напряжения положительной полярности, а вторая - умножитель напряжения отрицательной полярности, а точка соединения двух суммирующих резисторов является выходом установки.

Конструктивное исполнение предлагаемого устройства обеспечивает подачу на испытуемый кабель с любой изоляцией напряжения сверхнизкой частоты любой формы, включая синусоидальное, а также постоянное напряжение любой полярности, что повышает эффективность испытаний и расширяет функциональные возможности устройства.

Отсутствие в предлагаемом устройстве механических узлов повышает надежность устройства и безопасность персонала при проведении испытаний.

На чертеже изображена блок-схема устройства для испытания электрической прочности изоляции кабеля.

Устройство генератор-источник выполнен в виде двух соединенных с выходами блока управления параллельных ветвей, каждая из которых содержит широтно-импульсный модулятор 2 и 3, буферный усилитель 4 и 5, высокочастотный трансформатор 6 и 7, умножитель 9 и 10 напряжения и суммирующий резистор 11 и 12, соответственно, причем умножитель 9 напряжения первой ветви имеет положительную полярность 8, а умножитель 10 напряжения второй ветви - отрицательную полярность.

При этом первый выход блока 1 управления подключен к входу широтно-импульсного модулятора 2, выход широтно-импульсного модулятора 2 - к входу буферного усилителя 2, выход буферного усилителя 2 - к входу высокочастотного трансформатора 6, выход высокочастотного трансформатора 6 - к входу умножителя напряжения положительной полярности 8, выход умножителя напряжения положительной полярности 8 - к входу суммирующего резистора 10.

Второй выход блока 1 управления подключен к входу широтно-импульсного модулятора 3, выход широтно-импульсного модулятора 3 - к входу буферного усилителя 5, выход буферного усилителя 5 - к входу высокочастотного трансформатора 7, выход высокочастотного трансформатора 7 - к входу умножителя напряжения положительной полярности 9, выход умножителя напряжения положительной полярности 8 - к входу суммирующего резистора 11.

Высоковольтную испытательную установку сверхнизкой частоты для диагностики кабеля используют следующим образом.

Выход установки подключают непосредственно к токоведущей жиле испытуемого кабеля любым проводником или, например, высоковольтным соединительным кабелем, при этом испытуемый кабель заряжается, перезаряжается на другую полярность, дозаряжается для компенсации потерь напряжения генерацией синусоидального напряжения с требуемой продолжительностью периода от 1 с до 100 с.

Управляющий сигнал с блока управления 1 поступает на вход первого широтно-импульсного модулятора 2. Далее импульсы, промодулированные по ширине в соответствии с этим управляющим сигналом, через буферный усилитель 4 поступают на высокочастотный трансформатор 6, а далее - на умножитель напряжения положительной полярности 8.

Таким образом, на выходе умножителя напряжения 8 получается высокое напряжение, пропорциональное управляющему напряжению, поступающему с блока управления 1 на вход широтно-импульсного модулятора 2.

Второй канал, состоящий из широтно-импульсного модулятора 3, буферного усилителя 5, высокочастотного трансформатора 7 и умножителя напряжения 9, построен аналогично, с той лишь разницей, что на выходе умножителя напряжения 9 получается высокое напряжение отрицательной полярности.

На резисторах 11 и 12 напряжения положительной и отрицательной полярности суммируются с учетом знака.

Таким образом, задавая различные комбинации управляющих напряжений, подаваемых с блока 1 управления на широтно-импульсные модуляторы 2 и 3, на выходе устройства можно получать высокое напряжение сверхнизкой частоты любой формы, включая синусоидальное, а также постоянное напряжение любой полярности.

Ввиду отсутствия в устройстве механических узлов повышается надежность устройства.

Кроме того, с выхода устройства легко снимать высокое напряжение без применения разрядной штанги. Таким образом, повышается безопасность работы с установкой, нагруженной на емкостную нагрузку, какой является испытываемый кабель.

Высоковольтная испытательная установка сверхнизкой частоты для диагностики кабеля из шитого полиэтилена, включающая генератор-источник напряжения сверхнизкой частоты, отличающаяся тем, что генератор-источник выполнен в виде двух соединенных с выходами блока управления параллельных ветвей, каждая из которых содержит соответственно широтно-импульсный модулятор, буферный усилитель, высокочастотный трансформатор, умножитель напряжения и суммирующий резистор, причем одна ветвь содержит умножитель напряжения положительной полярности, а вторая - умножитель напряжения отрицательной полярности, а точка соединения двух суммирующих резисторов является выходом установки.

Устройство мониторинга высоковольтных вводов и сигнализации о состоянии их изоляции // 2328009

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области электрооборудования высокого напряжения и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

Переносное устройство для контроля состояния изоляции силовых трансформаторов // 2245559

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Способ и устройство для экспресс-контроля пробивного напряжения жидких диэлектриков // 2220427

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний электрической прочности изоляции жидких диэлектрических материалов.

Устройство для испытания изоляции // 2217770

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытания изоляции локальных низковольтных электрических систем. .

Устройство для испытания изоляции силового кабеля и твердого диэлектрика // 2211456

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для испытания электрических сетей. .

Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя // 2208236

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Устройство для автоматической диагностики изоляции обмоток электродвигателя // 2208235

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Устройство для оценки технического состояния изоляции обмоток электродвигателя // 2208234

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Устройство для автоматического контроля напряжения пробоя жидких диэлектриков // 2192650

Устройство для мониторинга состояния высоковольтных вводов // 2401434

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов

Контур отсечки искрового разряда // 2478215

Изобретение относится к управляемому отсекающему беспроводному соединению для системы испытаний импульсами высокого напряжения, предпочтительно для гарантирования качества силовых трансформаторов

Устройство для определения нарушений целостности изоляции проводов // 2490654

Изобретение относится к измерительной технике

Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов // 2505830

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Новым является то, что в датчик для непрерывного контроля изоляции проводов, содержащий корпус, внутри которого расположен проводящий рабочий элемент, дополнительно введены колпак, греющий источник с плавно изменяющейся мощностью, термодатчик, труба кожуха, схема регулирования мощностью греющего источника, стойка с платформой, и подвижная стойка. В качестве рабочего элемента взят галлий. Корпус и колпак датчика выполнены из теплопроводящего материала (меди) в виде перевернутых в вертикальной плоскости на 180° по отношению друг к другу прямоугольных сосудов. По периметру в верхней торцевой части корпуса и в нижней части колпака выполнены одинаковые по конфигурации фланцы. Причем внешние размеры фланцев одинаковы. Внутренний же размер фланца колпака меньше внутреннего размера фланца корпуса. Во фланце корпуса выточена проточка, в которую вставлен уплотнитель. Корпус и колпак идентичны по конфигурации, но объем внутренней полости колпака V1 больше объема V2 внутренней полости корпуса. При этом объем V1 полностью заполнен галлием. Фланцы корпуса и колпака присоединены друг к другу крепежными деталями. В стенках корпуса просверлены сквозные соосные отверстия, вокруг которых с внешней стороны корпуса выполнены проточки, в которые вставлены уплотняющие манжеты. С противоположных внешних сторон корпуса датчика прикреплены две трубчатые оси имеющие фланцы. Фланцы прикреплены крепежными деталями к корпусу. Уплотняющие манжеты находятся между корпусом и фланцами трубчатых осей. Внутренний диаметр трубчатых осей соответствует диаметру просверленных в корпусе отверстий, а наружный диаметр этих осей соответствует отверстиям в стойке с платформой и в подвижной стойке. Одна трубчатая ось входит в отверстие стойки с платформой. Другая трубчатая ось входит в отверстие подвижной стойки. Отверстие в стойке с платформой соосно отверстию в подвижной стойке. Нижний конец подвижной стойки расположен в пазу платформы стойки с платформой, и может перемещаться в продольном направлении по расположенным внутри паза направляющим. К верхней части стойки платформы закреплена труба, выполненная из меди. Внутри трубы по ее центральной оси прикреплен к стойке с платформой патрон, в который вкручен греющий источник с плавно изменяющейся мощностью. К внешней стороне колпака одним из торцов прикреплена труба кожуха, внутренний диаметр которой соответствуют внешнему диаметру трубы, прикрепленной к верхней части стойки с платформой, а оси вращения упомянутых туб совпадают. С противоположной стороны корпуса от трубы кожуха расположено гнездо, в которое вставлен термодатчик, выход которого соединен с входом схемы регулирования мощностью греющего источника, выход которой соединен с входом греющего источника с плавно изменяющейся мощностью. Заявляемый датчик имеет более чем в 3 раза более высокую чувствительность, чем датчик-прототип, и более чем на порядок более высокий срок службы, и, соответственно, надежность.

Устройство для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания // 2517999

Изобретение относится к устройству для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, предпочтительно для контроля качества мощных трансформаторов. Сущность: в устройстве для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, содержащей генератор импульсов и вспомогательные компоненты, а именно ограничительный разрядный промежуток (2), делитель (3) напряжения и компенсатор (4) перенапряжений, по меньшей мере два из вспомогательных компонентов установлены на общей основной раме с одним единственным головным электродом (11) для вспомогательных компонентов. Технический результат: сокращение пространственной протяженности и числа гальванических соединений. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик частичных разрядов для устройства оперативного контроля высоковольтной изоляции // 2565349

Изобретение относится к контролю высоковольтной изоляции. Сущность: датчик (11) частичных разрядов для устройства (11; 13) оперативного контроля высоковольтной изоляции содержит корпус (15) и находящиеся в корпусе (15) измерительную схему (17) для измерения частичных разрядов в тестируемой высоковольтной системе (3; 5) и конденсатор (19) связи, имеющий один электрод (19В), соединенный с измерительной схемой (17), и другой электрод (19А; 41), соединенный с первым высоковольтным проводником (21; 43), соединяемым с высоковольтной линией (5) тестируемой системы. Датчик дополнительно содержит калибровочную схему (23), находящуюся в корпусе (15) и содержащую калибровочный конденсатор (25), имеющий один электрод (25В), соединенный с калибровочной схемой (23), и другой электрод (25А; 41), соединенный с упомянутым первым высоковольтным проводником (21; 43) или вторым высоковольтным проводником (27), соединяемым с высоковольтной линией (5). Технический результат: возможность калибровки датчика в режиме эксплуатации, отсутствие необходимости изменения высоковольтной геометрии применительно к высоковольтной цепи генерирования энергии. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Установка для испытания изоляции объектов электротехнического назначения // 2621479

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к компактным установкам (приборам), позволяющим проводить испытания изоляции объектов электротехнического назначения повышенным переменным напряжением 50 Гц и постоянным напряжением, максимальным выходным напряжением до 10 кВ. Установка позволяет расширить функциональные возможности и параметры измеряемых электрических величин, а также повышает эффективность обнаружения мест с дефектами изоляции, уменьшает трудоемкость при серии однотипных испытаний и удобство испытаний при повышении безопасности работы персонала и значительном увеличении точности и достоверности измеряемых параметров. Сущность: установка выполнена в едином корпусе, внутри которого размещены блок питания, оснащенный таймером блок управления, блок измерения, установленный в непосредственной близости от высоковольтного модуля, регулятор напряжения, блок температурный. Высоковольтный модуль выполнен герметичным модулем с двойной изоляцией в виде полого пластмассового корпуса, заполненного жидким диэлектриком, и дополнительно включает высоковольтный выпрямитель, высоковольтные сглаживающие конденсаторы, ограничительный резистор, высоковольтное разрядное устройство и гидравлические разъемы для соединения с жидкостной системой принудительного охлаждения, и снабжен встроенным высоковольтным разъемом для подключения испытуемого объекта. Соединение блока измерений и блока управления происходит по цифровому последовательному интерфейсу через гальваническую развязку. Блок питания соединен только с блоком управления. Вход блока управления соединен с выходом блока измерения, выход блока управления соединен с входом регулятора напряжения и входом питания блока измерения. Вход блока измерения подключен к выходу делителя напряжения высоковольтного блока, выход регулятора напряжения подключен к входу высоковольтного блока, одновременно регулятор напряжения и высоковольтный модуль подключены к блоку температурному, выход которого соединен с входами воздушной системы принудительного охлаждения и жидкостной системы принудительного охлаждения. Выход воздушной системы принудительного охлаждения воздействует на регулятор напряжения и жидкостную систему принудительного охлаждения. Выход жидкостной системы принудительного охлаждения подключен к гидравлическому входу высоковольтного модуля. Установка имеет два токовых входа для заземленной и незаземленной нагрузки. Установка имеет цифровой последовательный канал передачи измеренных оцифрованных значений тока и напряжения в блок управления для их математической обработки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к коронным разрядам // 2630549

Изобретение относится к кабельной технике. Сущность: устройство содержит термошкаф, в котором размещен испытуемый образец в виде стандартной скрутки эмалированного провода, один конец которого и термошкаф заземлены. Источник питания соединен с автоматом защиты, который через счетчик времени наработки соединен с процессорным модулем, который соединен с трансформатором, который заземлен. Высоковольтный вывод трансформатора подсоединен к другому концу испытуемого образца эмалированного провода. Технический результат: упрощение аппаратурной реализации. 1 ил., 1 табл.

Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов // 2631020

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Заявленный датчик для непрерывного контроля изоляции проводов выполнен в виде двух роликов из нержавеющей стали, имеющих U-образную проточку по образующей, причем ролики помещают в корпус, который выполнен в виде швеллера, между параллельными стенками которого закреплена диэлектрическая основа для размещения элементов датчика, также выполненная в виде швеллера, параллельные стенки указанной основы закреплены крепежными деталями к параллельным стенкам корпуса датчика, а основание упомянутой основы расположено перпендикулярно к основанию корпуса датчика, в датчик дополнительно введены два металлических коромысла, две пружины, два скользящих контакта, два вывода для подсоединения источника питания, две направляющие втулки, диск с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями, одна плоскость которого выполнена в виде цилиндрического стакана, ультрафиолетовый светодиод и ультрафиолетовый фотодиод, причем коромысла выполнены в виде металлических пластин, на одном конце каждой из которых жестко закреплены перпендикулярно плоскости пластины цилиндрические оси под подшипники, на другом конце каждой пластины коромысла выполнены перпендикулярно плоскости коромысел отверстия под оси, которые жестко закреплены на диэлектрической основе для размещения элементов датчика, вращающихся роликов, прижатых с помощью пружин друг к другу образующими поверхностями в точке соприкосновения, лежащей на вертикальной оси симметрии указанных роликов, к боковой поверхности одного из вращающихся роликов соосно прикреплен стакан упомянутого диска с радиальными прорезями, по образующим поверхностям роликов выполнены проточки, лежащие при соприкосновении роликов против друг друга и служащие для фиксации и ограничения движения провода в поперечном направлении. Технический результат заключается в обеспечении большей универсальности за счет расширения функциональных возможностей, большей разрешающей способности, информативности и точности контроля. 6 ил., 1 пр.