Устройство для определения электрической прочности

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании изоляции высоковольтного электрооборудования для определения электрической прочности слоевой изоляции. Устройство для определения электрической прочности содержит электроизоляционный цилиндр, внутренний электрод, исследуемый материал, наружный электрод, отводы внутреннего электрода, отвод наружного электрода, бак с проходными изоляторами, заполненный жидким диэлектриком. На электроизоляционный цилиндр 1 наматывается одним слоем внутренний электрод. Поверх внутреннего электрода наматываются слои исследуемого материала до заданной толщины. Затем одним слоем провода наматывается наружный электрод. Конструкцию полностью помещают в заполненный жидким диэлектриком бак, размеры которого позволяют обеспечить отсутствие пробоя между наружным электродом и баком в процессе проведения измерений по определению электрической прочности. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 5 ил.

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при проектировании изоляции высоковольтного электрооборудования для определения электрической прочности слоевой изоляции.

Известно устройство для определения электрической прочности плоских образцов твердых электроизоляционных материалов в направлении, перпендикулярном поверхности образца [ГОСТ 6433.3-71 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении - черт.6]. Устройство содержит два цилиндрических электрода с закругленными краями, между которыми расположен исследуемый электроизоляционный материал.

Недостатком данного технического решения является низкая точность, связанная с отличием формы электрического поля при испытании от формы электрического поля, в котором будет находиться электроизоляционный материал в высоковольтном электротехническом оборудовании, малой площади исследуемого образца.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство с ослабленным краевым эффектом для определения электрической прочности бумажной ленточной изоляции [Грейсух М.А., Кучинский Г.С., Каплан Д.А., Мессерман Г.Т. Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях. М. - Л. Госэнергоиздат, 1963 - рис. 3-6 г]. Устройство содержит два коаксиально расположенных электрода, внутренний и наружный, между которыми находится бумажная ленточная изоляция. Внутренний электрод длиннее наружного и имеет форму цилиндра. Наружный электрод имеет форму гиперболоида.

Недостатками данного технического решения является низкая точность.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения электрической прочности.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, который связан с учетом влияния на электрическую прочность конструкции изоляции размера и формы провода, толщины и материала изоляции обмоточного провода.

Это достигается тем, что устройство для определения электрической прочности, содержащее образующие единый блок электроизоляционный цилиндр и последовательно коаксиально расположенные на нем внутренний электрод, исследуемый материал и наружный электрод, отводы внутреннего и наружного электродов, снабжено баком с проходными изоляторами для вывода отводов внутреннего электрода, заполненным жидким диэлектриком, в который помещается единый блок, а электроды выполняют намоткой из провода.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная конструкция устройства для определения электрической прочности, на фиг. 2 изображен принципиальный вид продольного сечения устройства в области края электродов, на фиг. 3 приведен общий вид устройства для определения электрической прочности без бака, на фиг. 4 приведен общий вид устройства для определения электрической прочности без бака в разрезе, а на фиг. 5 - общий вид устройства для определения электрической прочности в баке.

Устройство для определения электрической прочности содержит образующие единый блок электроизоляционный цилиндр 1 заданного диаметра, на котором последовательно коаксиально расположены выполненные намоткой одним слоем провода внутренний электрод 2, заданной толщины исследуемый материал 3 и одним слоем провода наружный электрод 4, отводы 5 от слоя провода внутреннего электрода 2, отвод 6 наружного электрода 4. Отводы 5 от слоя провода внутреннего электрода 2 расположены с торцов единого блока, отвод 6 расположен в середине наружного электрода 4. Бак 7 выполнен с проходными изоляторами 8, заполнен жидким диэлектриком 9. Отвод 6 от наружного электрода 4 выводят наверх. Отводы 5 от внутреннего электрода 2 выводят сквозь стенку бака 7 с помощью проходных изоляторов 8.

Устройство для определения электрической прочности работает следующим образом.

Увеличение высоты внутреннего электрода 2 относительно наружного электрода 4 и толщины исследуемого материала 3 между краем наружного электрода 4 и внутренним электродом 2 приводит к снижению напряженности электрического поля на краях электродов.

Внутренний электрод 2 относительно наружного электрода 4 имеет больший размер, что приводит к снижению напряженности электрического поля на крайнем витке слоя провода внутреннего электрода 2 и исключает пробой по торцу. Разница размеров внутреннего 2 и наружного 4 электродов с одного торца составляет 0,5-1,0 от толщины исследуемого материала 3, что обеспечивает максимальное значение полезной высоты устройства и повышает информативность участка устройства, где расположен внутренний электрод 2.

Расстояние между краем наружного электрода 4 и внутренним электродом 2 превышает толщину исследуемого материала 3. Критерием выбора расстояния является снижение напряженности электрического поля у крайнего витка электрода 4 до значений напряженности электрического поля у витков в середине высоты наружного электрода 4.

Отводы 6 выведены в середине наружного электрода 4, что исключает рост напряженности электрического поля на краю наружного электрода 4, при этом обеспечивается экранирование отвода 6 самим наружным электродом 4.

Единый блок просушивают и полностью помещают в заполненный жидким диэлектриком 9 бак 7, размеры которого обеспечивают отсутствие пробоя между наружным электродом 4 и баком 7 в процессе проведения измерений по определению электрической прочности.

Заземляют бак 7 и внутренний электрод 2 через отводы 5, выведенные из бака 7 через проходные изоляторы 8. Постепенно увеличивающийся вплоть до пробоя потенциал подается на отвод 6. Электрическая прочность определяется напряжением, при котором произошел пробой.

Если электроды 2 и 4 выполнены из проводов диаметром менее 0,5 мм, то для обеспечения механической прочности отводы 5 и 6 выполняют проводом большего диаметра, что дополнительно понижает напряженность электрического поля на краю наружного электрода 4.

В устройстве для определения электрической прочности могут использоваться электроды из провода без изоляции для определения электрической прочности материала, а с проводом в изоляции - для определения электрической прочности изоляционной конструкции, например, слоевой изоляции обмоток.

Использование устройства для определения электрической прочности приводит к расширению функциональных возможностей, позволяет оценивать электрическую прочность слоевой изоляции с учетом основных изоляционных материалов (твердого и жидкого диэлектрика), изоляции провода, реального диаметра слоя, его высоты и усиления поля вблизи витков провода.

Устройство для определения электрической прочности, содержащее образующие единый блок электроизоляционный цилиндр и последовательно коаксиально расположенные на нем внутренний электрод, исследуемый материал и наружный электрод, отводы внутреннего и наружного электродов, отличающееся тем, что снабжено баком с проходными изоляторами для вывода отводов внутреннего электрода, заполненным жидким диэлектриком, в который помещается единый блок, а электроды выполняют намоткой из провода.