Устройство для исследования электрической прочности диэлектриков

Использование: для исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для исследования электрической прочности диэлектриков содержит многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними подвижными и нижними неподвижными электродами, где многоэлектродная обойма выполнена цилиндрической и размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, снабженном нагревателем, гермовводами, термопарой, устройствами ввода и удаления газообразного или жидкого диэлектрика, а верхние подвижные электроды расположены в цилиндрической обойме азимутально и выполнены с элементами их вертикальной фиксации, обеспечивающими необходимые им свободный ход при исследованиях твердого диэлектрика или расстояние между соответствующими нижними неподвижными электродами при исследовании газообразного или жидкого диэлектрика. Технический результат: обеспечение возможности исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для исследования электрической прочности газов, твердых и жидких диэлектрических материалов (далее - диэлектриков) при нормальных климатических условиях, высоких температурах, ионизирующем излучении в условиях ограниченного объема, например, в исследовательских каналах атомных реакторов.

Известно устройство для испытаний на электрическую прочность пленочных диэлектрических материалов (а.с. №1751701 от 08.08.1989 г. ). Устройство для испытаний на электрическую прочность пленочных диэлектрических материалов содержит электроды, расположенные внутри керамических втулок, между которыми размещается образец для испытаний, помещенный в жидкий диэлектрик. Недостатками такого технического решения является необходимость погружения исследуемого диэлектрика в жидкий диэлектрик для проведения измерений, что сужает области применения устройства, например, при исследовании электрической прочности газов, а также отсутствие возможности статистической обработки данных, так как один исследуемый диэлектрик характеризуется только одним измерением. Кроме этого, невозможно применение такого устройства при высоких температурах, вакууме и т.п.

Известно устройство контроля электроизоляционных свойств композиционных материалов (ПМ №24293 от 14.08.2001), предназначенное, в частности, для испытания пластичных и текучих материалов, таких как мастики и пасты. Устройство содержит верхний и нижний электроды, закрепленные в диэлектрических втулках, нижняя втулка имеет полость, в которую помещается исследуемый диэлектрик, а в верхней втулке и в верхнем электроде выполнены отверстия, образующие сквозные каналы, которые соединяют торцевую рабочую поверхность с внешней поверхностью втулки, предназначенные для вакуумирования образца для испытаний. Недостатками данного технического решения является фактическое отсутствие возможности получения необходимых статистических данных для оценки точности результатов измерений, так как один исследуемый диэлектрик характеризуется только одним измерением, а также ограниченная область применения, обеспечивающая возможность контроля электроизоляционных характеристик только для пластичных и текучих материалов.

Наиболее близким и принимаемым за прототип к заявляемому решению является устройство для измерения электрической прочности диэлектрических материалов (далее устройство), (ГОСТ 6433.3-71. Методы определения электрической прочности при переменном (50 Гц) и постоянном напряжении). Устройство включает корпус, выполненный из двух втулок электроизоляционного материала, в которых выполнены отверстия для верхних и нижних электродов, причем верхний электрод подвижный и имеет меньший радиус закругления кромок. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности исследований диэлектриков при одновременном воздействии высокой температуры, ионизирующего излучения при различных составах и давлениях газовой среды, включая вакуум, а также отсутствие возможности обеспечения необходимого объема статистических данных для оценки точности измерений в случае размещения устройства в ограниченном объеме, например в исследовательском канале атомного реактора.

Известно, что электрическая прочность это напряженность электрического поля, при котором происходит пробой или увеличение плотности ионов в диэлектриках. С увеличением давления газа уменьшается межмолекулярное расстояние и длина свободного пробега ионов. Таким образом, для газов пробойное напряжение является функцией от давления газа и расстояния между электродами. Поэтому при постановке эксперимента по исследованию электрической прочности газов и жидких диэлектриков определяющим критерием является возможность варьирования величины произведения давления на расстояние между электродами. В то время как для исследования электрической прочности твердых диэлектриков необходимо обеспечить возможность вертикального хода верхних подвижных электродов относительно нижних неподвижных электродов, тем самым обеспечивая надежный контакт электродов с исследуемым образцом диэлектрика.

В отношении тепловой формы пробоя характерно экспоненциальное уменьшение величины электрической прочности в зависимости от температуры, в то время как для электрической формы пробоя, практически характерна независимость величины электрической прочности от температуры. Кроме того, величина электрической прочности зависит и от других параметров, например от воздействия ионизирующего излучения. Проведение данного исследования с обеспечением необходимого количества измерений, невозможно без создания малогабаритных устройств, которые могли бы устанавливаться в каналы исследовательских реакторов. Таким образом, очевидно, что существует необходимость в создании устройства для исследования электрической прочности диэлектриков, позволяющее исследовать как отдельное, так и совместное влияние перечисленных факторов на электрическую прочность исследуемых диэлектриков, учитывая условия проведения исследований и требования к результатам измерений (ГОСТ 8.736-2011).

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в создании универсального малогабаритного устройства для исследований электрической прочности диэлектриков с расширенными функциональными возможностями, а именно исследование электрической прочности твердых и жидких диэлектриков, различных составов газов при одновременном и раздельном воздействии различных величин давления газов, температур и ионизирующего излучения в условиях ограниченного объема, обеспечивая при этом требуемую точность результатов измерений.

Техническим результатом заявляемого решения является создание универсального малогабаритного устройства для исследования электрической прочности диэлектриков с расширенными функциональными возможностями, а именно исследование электрической прочности твердых и жидких диэлектриков, различных составов газов при одновременном и раздельном воздействии различных величин давления газов, температур и ионизирующего излучения в условиях ограниченного объема, обеспечивая при этом требуемую точность результатов измерений.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для исследования электрической прочности диэлектриков, содержащем многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними подвижными и нижними неподвижными электродами, многоэлектродная обойма выполнена цилиндрической и размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, снабженном нагревателем, гермовводами, устройствами ввода и удаления газообразного или жидкого диэлектрика, а верхние подвижные электроды расположены в цилиндрической обойме азимутально и выполнены с элементами их вертикальной фиксации, обеспечивающими необходимые их свободный ход при исследованиях твердого диэлектрика или фиксированное расстояние между соответствующими нижними неподвижными электродами при исследованиях газообразного или жидкого диэлектрика.

Вместе с тем, заявляемый технический результат также обеспечивается при выполнении нижних неподвижных электродов единым элементом.

На фиг. 1 представлен пример реализации заявляемого технического решения.

Устройство для исследований электрической прочности диэлектриков содержит герметичный корпус 1 с съемной крышкой 2, в которой расположены гермовводы 3. Корпус 1 снабжен нагревателем 4, причем высота области корпуса, занятой нагревателем, обеспечивающая однородное температурное поле, должна быть больше 2dвнутр (где dвнутр. внутренний диаметр корпуса), устройством ввода/удаления газообразного диэлектрика 5, устройством удаления/ввода жидкого диэлектрика 6. Внутри корпуса коаксиально расположены многоэлектродная цилиндрическая обойма 7, которая опирается на нижний неподвижный электрод 8, верхние подвижные электроды 9, расположенные азимутально в цилиндрической обойме, и снабженные гайкой 10 и контргайкой 11, фиксирующих их вертикальное положение относительно нижнего неподвижного электрода 8. Кроме этого, по высоте, на уровне зоны между верхними подвижными 9 и нижним неподвижным 8 электродами установлена термопара 12, а для соединения с заземляющим устройством нижний неподвижный электрод 8 соединен с проводником для заземления 13. Для устойчивого размещения многоэлектродной цилиндрической обоймы 7 в герметичном корпусе 1 в верхней части расположены подвески 14 и опора 15.

Функциональное различие конструкции устройства для исследований электрической прочности твердых диэлектриков и газов или жидких диэлектриков обеспечивается тем, что в случае исследований твердых диэлектриков между верхними подвижными и нижним неподвижным электродами устанавливается исследуемый диэлектрик 16, а в случае исследований жидких или газообразных диэлектриков, исследуемый диэлектрик 16 отсутствует, а зазор между верхними подвижными и нижним неподвижным электродом фиксируется гайками 10 и контргайками 11.

При исследованиях электрической прочности газов или жидких диэлектриков устройство для исследований электрической прочности диэлектриков (фиг. 1) работает следующим образом.

Исследуемый диэлектрик 16 отсутствует. Гайкой 10 и контргайкой 11 устанавливаются необходимые зазоры между верхними подвижными электродами 9 и нижним неподвижным электродом 8. Цилиндрическая обойма с верхними подвижными электродами 9 и нижним неподвижным электродом 8 помещается в корпус 1. В герметично закрытый корпус 1 через устройство ввода/удаления газообразного/жидкого диэлектрика 5/6 подается исследуемый газ/жидкий диэлектрик. Устанавливается предварительная величина их давления. Подается электропитание на нагреватель 4 и исследуемый диэлектрик нагревается до заданной температуры, фиксируемой термопарой 12. Корректируется величина давления диэлектрика, заданная программой испытаний. На верхние подвижные 9 и нижний неподвижный 8 электроды последовательно подается напряжение и фиксируется величина пробивного напряжения. После проведения испытаний нагреватель 4 выключается, газ/жидкий диэлектрик удаляется через устройство удаления газообразного/жидкого диэлектрика 5/6, крышка 2 снимается. При необходимости устанавливаются новые зазоры между верхними подвижными электродами 9 и нижним неподвижным электродами 8 и проводится новый цикл испытаний.

При исследовании электрической прочности твердых диэлектриков, например слюдопластов, полимерных пленок и т.п., устройство для исследований электрической прочности диэлектриков работает следующим образом.

Гайкой 10 и контргайкой 11 верхние подвижные электроды 9 устанавливаются в положении, обеспечивающем одновременно их свободный ход, существенно больший толщины исследуемого диэлектрика 16, и за счет сил тяжести надежный контакт между исследуемым диэлектриком и верхними подвижными 9 и нижним неподвижным электродами 8.

Цилиндрическая обойма с верхними подвижными 9 и нижним неподвижным 8 электродами, исследуемым диэлектриком 16, термопарой 12 помещается в корпус 1 и закрывается герметично крышкой 2. В герметично закрытый корпус через устройство ввода/удаления газообразного/жидкого диэлектрика 5/6 подается, при необходимости, газ или жидкий диэлектрик. Устанавливается предварительная величина их давления. Подается электропитание на нагреватель 4. Исследуемый диэлектрик нагревается до заданной температуры, фиксируемой термопарой 12. Корректируется величина давления газа, заданная программой испытаний. На верхние подвижные и нижний неподвижный электроды подается напряжение и фиксируется величина пробивного напряжения. После проведения испытаний нагреватель 4 выключается, газ или жидкий диэлектрик удаляется через устройство удаления газообразного/жидкого диэлектрика 5/6, крышка 2 снимается. При необходимости устанавливается следующий исследуемый образец диэлектрика и проводится новый цикл испытаний.

1. Устройство для исследования электрической прочности диэлектриков, содержащее многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними подвижными и нижними неподвижными электродами, отличающееся тем, что многоэлектродная обойма выполнена цилиндрической и размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, снабженном нагревателем, гермовводами, термопарой, устройствами ввода и удаления газообразного или жидкого диэлектрика, а верхние подвижные электроды расположены в цилиндрической обойме азимутально и выполнены с элементами их вертикальной фиксации, обеспечивающими необходимые их свободный ход при исследованиях твердого диэлектрика или расстояние между соответствующими нижними неподвижными электродами при исследовании газообразного или жидкого диэлектрика.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижние неподвижные электроды выполнены единым элементом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обнаружению дефектов в многослойном упаковочном материале, имеющем по меньшей мере один проводящий слой. Сущность: заземляют проводящий слой многослойного упаковочного материала, размещают электрод в плотном контакте с упомянутым многослойным упаковочным материалом, прилегающим к упомянутому многослойному упаковочному материалу или на заданном расстоянии от упомянутого многослойного упаковочного материала.

Изобретение относится к области физики электрического пробоя и может быть использовано для определения амплитуды и длительности импульса тока электрического пробоя в диэлектриках.

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Сущность: датчик содержит корпус, внутри которого расположен рабочий элемент из эластичного электропроводящего материала.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для дистанционного контроля рабочего состояния высоковольтных полимерных изоляторов на основе измерения и анализа наборов характеристик частичных разрядов (ЧР).

Изобретение относится к способу оценки для электродуговых разрядов, которые возникают между внутренним кольцом подшипника и внешним кольцом подшипника для подшипника качения.

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности, к диагностике высоковольтных аппаратов по параметрам электрических шумов, вызванных частичными разрядами.

Изобретение относится к мониторингу частичных разрядов, происходящих в электрических системах. Способ заключается в том, что принимают импульс от электрической системы.

Изобретение относится к электротехнической области и может быть использовано при пропитке и сушке электротехнических изделий, в частности обмоток электрических машин подвижного состава.

Изобретение относится к испытанию аппаратов, в частности силовых трансформаторов (15) или дросселей. Сущность: предлагается перенести необходимое разделение потенциала (11/1, 11/2) для подавления асимметричных возмущающих воздействий на сторону входов (18, 19, 20) статического преобразователя (2) частоты, т.е.

Изобретение относится к технике электрических измерений, представляет собой способ оценки оставшегося срока службы высоковольтной изоляции и предназначено для профилактических испытаний и диагностики изоляции высоковольтных электрических машин и трансформаторов.

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Сущность: датчик выполнен в виде двух роликов диаметром 10÷14 мм из нержавеющей стали, имеющих U-образную проточку по образующей. Ролики помещены в корпус в виде швеллера, между параллельными стенками которого закреплена диэлектрическая основа для размещения элементов датчика. Датчик содержит два металлических коромысла, две пружины, два скользящих контакта, два вывода для подсоединения источника питания, две направляющие втулки, n постоянных магнитов и катушку индуктивности, намотанную на магнитный сердечник. 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 роликов. n постоянных магнитов радиально и равномерно закреплены на боковой поверхности одного из роликов. Каждый из магнитов выступает за пределы диаметра ролика, а полюсы выступающих частей любых двух близлежащих магнитов разноименны. Магнитный сердечник с намотанной на него катушкой индуктивности закреплен на диэлектрической основе. По образующим поверхностям роликов выполнены проточки, лежащие при соприкосновении роликов друг против друга и служащие для фиксации и ограничения движения провода в поперечном направлении. В центральную часть роликов впрессованы подшипники, насаженные на оси, жестко закрепленные на подвижном конце коромысел. Неподвижные концы коромысел одеты на оси, закрепленные на диэлектрической основе. Ролики прижаты друг к другу образующими поверхностями при помощи двух пружин, один конец которых закреплен механически к одному из коромысел, а два других конца пружин механически закреплены к диэлектрической основе. Напряжение к рабочим поверхностям роликов подводится скользящими контактами в виде упругих пластинчатых пружин, один конец которых прижат к осям роликов, другой конец электрически и механически соединен с выводами для подсоединения источника питания. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение разрешающей способности и информативности контроля. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для диагностики состояния изолирующих подвесок воздушной линии электропередачи и электротяговой сети. Сущность: способ определения состояния изолирующей подвески заключается в измерении величины тока утечки с последующим сравнением с заданными пороговыми значениями и определением состояния изолирующей подвески. Измеряют величину тока утечки в подвесках изоляторов воздушной линии, полученные данные сравнивают с заданными значениями в формирователях пороговых значений тока утечки. Полученную информацию направляют в виде сигнала на сканирующую станцию в реальном времени, которая анализирует информацию и сигнализирует о состоянии изоляторов. Если измеренный ток утечки больше первого порогового значения тока утечки, но меньше второго порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в предаварийном состоянии. Если измеренный ток утечки меньше первого порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в рабочем состоянии. Если измеренный ток утечки больше второго порогового значения тока утечки, то мобильная сканирующая станция выдает сигнал о нахождении изолятора в аварийном или послеаварийном состоянии. Устройство индикации пробоя содержит измеритель тока утечки; формирователь первого порогового значения тока утечки; формирователь второго порогового значения тока утечки; элемент сравнения в устройстве индикации пробоя и/или в сканирующей станции; элемент памяти (реле времени); несколько радиопередающих устройств; радиопринимающее устройство; радиоприемопередающее устройство. Технический результат: снижение количества отказов воздушных линий электропередачи по причине повреждения изоляции и снижение времени поиска поврежденной подвески. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ). Система мониторинга грозовых разрядов на воздушных линиях электропередачи, включающая минимум два регистратора грозовых перенапряжений, установленных с двух концов контролируемой линии, каждый из регистраторов снабжен приемником сигналов точного времени и выполнен с возможностью фиксации значений текущего времени и записи с преобразованием в цифровую форму выходного сигнала соответствующего датчика, каждый регистратор подключен первым входом к первому датчику грозовых перенапряжений, характеризуется тем, что минимум один регистратор содержит второй и последующий входы, соединенные со вторым и последующими датчиками грозовых перенапряжений, подключенными к соответствующим воздушным линиям. Датчики грозовых перенапряжений могут выполняться в виде трансформаторов тока в цепях подключения фильтров присоединения технологической ВЧ-связи к разделительным конденсаторам. Система может дополнительно содержать средство цифровой обработки, связанное информационными каналами с регистраторами. Изобретение может с успехом применяться при производстве систем мониторинга событий, в том числе грозовых разрядов на воздушных линиях электропередач. Технический результат - улучшение массогабаритных характеристик - достигается совмещением функционала нескольких устройств в одном без потери функциональных возможностей. Технический результат - повышение надежности системы - достигается тем, что снижается количество элементов, в частности регистраторов, каждый из которых обладает ненулевой вероятностью выхода из строя, необходимых для контроля нескольких объектов (ВЛ). Технический результат - повышение надежности передачи информации - достигается снижением количества информационных каналов (линий связи) с регистраторами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Заявленное техническое решение относится к области электроэнергетики. Новым в устройстве для испытания трансформаторов и реакторов является то, что при переходе с трехфазного режима в однофазный вторичные обмотки выходных однофазных трансформаторов преобразуются в параллельное соединение. Технический результат, наблюдаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в снижении потерь электроэнергии, улучшении формы напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к области силовых кабелей, в частности резиновой изоляции кабелей, и может быть использовано для диагностики и оценки качества резиновой изоляции кабелей. Выбирают участок кабельной трассы для анализа твердости шланговой изоляции и изоляции жилы. Производят на выбранном участке замеры твердости H в количестве 25-30. Проводят исследование твердости шланговой изоляции Hi из.ш и твердости изоляции жилы Hi из.ж путем анализа данных выборки из n=25-30 измерений на анализируемом участке кабельной трассы. Затем осуществляют математическую обработку данных путем расчета. Способ позволяет определять качество непосредственно в процессе эксплуатации кабеля, в т.ч. под напряжением. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерений в электротехнике и электроэнергетике, в частност, к измерению параметров частичных разрядов. Способ измерения частичных разрядов заключается в подаче на испытуемый объект высокого напряжения и временной фиксации сигнала от датчика, его фильтрации и записи. При этом повторно производят аналогичную запись сигнала при отключенном объекте и из первого сигнала вычитают второй за аналогичный промежуток времени. Полученный результат используют для оценки состояния электрооборудования. Дополнительно производят синхронизацию подаваемого испытательного напряжения с сетевым напряжением. Технический результат состоит в повышении точности измерений за счет уменьшения помех. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике испытаний и может быть использовано при наземной экспериментальной отработке и при приемочных испытаниях радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к инициированию вторичной дуги при работе аппаратуры на напряжениях, превышающих падение потенциала на дуге, в условиях имитации космического пространства, включая плазменное окружение, имитирующее плазму первичного разряда. Техническим результатом данного изобретения является устранение сквозных дефектов сплошности защитного покрытия путем восстановления полимерного покрытия на токоведущих проводниках испытываемой аппаратуры, что ведет к снижению риска повреждения радиоэлектронной аппаратуры в процессе испытания при сохранении достоверности испытаний. Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к вторичному дугообразованию заключается в воздействии плазмой, имитирующей плазму первичного разряда, на испытываемую аппаратуру в активном (рабочем) состоянии под напряжением, превышающим падение потенциала на дуге. Для достижения технического результата непосредственно перед испытанием работающей аппаратуры в плазменном окружении и в едином цикле с испытанием выполняется процедура осаждения полимера в местах нарушения защитного полимерного покрытия, при этом для осаждения полимера используется тот же источник плазмы, который используется для формирования плазменного окружения, имитирующего плазму первичного разряда. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний трансформаторно-реакторного оборудования в трехфазном и однофазном режимах. Технический результат: упрощение и снижение потерь электроэнергии. Сущность: на выходе выпрямителя включены два последовательных конденсатора, средняя точка которых при переходе в однофазный режим через дополнительный контакт соединяется с нулевой точкой трех однофазных выходных трансформаторов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для исследования электрической прочности диэлектриков содержит многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними подвижными и нижними неподвижными электродами, где многоэлектродная обойма выполнена цилиндрической и размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, снабженном нагревателем, гермовводами, термопарой, устройствами ввода и удаления газообразного или жидкого диэлектрика, а верхние подвижные электроды расположены в цилиндрической обойме азимутально и выполнены с элементами их вертикальной фиксации, обеспечивающими необходимые им свободный ход при исследованиях твердого диэлектрика или расстояние между соответствующими нижними неподвижными электродами при исследовании газообразного или жидкого диэлектрика. Технический результат: обеспечение возможности исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх