Способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов

 

О П И С А Н И Е (и)966584

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.81 (21)325б518/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5l)M. Кл.

G 01 тч 27/бЗР

G 01 R 31/02

3осударствеиный квинтет

СССР (5З) УДК б21.317. .333 (088.8) Опубликовано 15.10.82.. Бюллетень №38

Дата опубликования описания 15.10.82 до делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Д. Ваксер-и А. А. Житомирский

Ленинградское электромашиностроительное объедине им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ ПЛЕНОЧНЫХ И ЛИСТОВЫХ

ДИЭЛЕКТРИКОВ К ДЕЙСТВИЮ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для испытаний твердых диэлектриков.

Известен способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичнык разрядов, основанный на помещении испытуемого образца в ячейку между двумя цилиндрическими электродами и создании электрического поля (1). 1ð

Недостатком этого способа является необходимость создания напряженности поля значительно превышающего рабочее, что.приводит к ошибкам воспроизведения разрядных явлений, характерных для рабочих условий, невозможность сравнения материалов, отличающихся толщиной и диэлектрической проницаемостью и плохой воспроизводимостью результатов испытаний из-за зависимости интенсивности частичных разрядов от формы электродов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, основанный на измерении интенсивности частичных разрядов посредством, электродной системы типа "игла — плотность" при помещении испытуемого образца вблизи игольчатого электрода (2).

Недостатком этого способа является невысокая точность и ограниченные функциональные возможности, не обеспечивающие возможность получения истинной информации о стойкости материалов к действию частичных разрядов из-за больших напряженностей поля при испытании, разрушающих образец задолго до его полного разрушения частичными разрядами, и невозможности сравнения стойкости разнородных материалов.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что согласно способу определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов, основанном на измерении интенсивности. частичных разрядов посредством электродной системы типа "игла — плоскость" при по3 966584 мещении испытуемого образца вблизи игольчатого электрода, между испытуемым образцом и плоским электродом располагают фольговый электрод диаметром 3 — 4 мм и слой диэлектрика, толщину и диэлектрическую проницаемость которого выбирают из условия

4(«4

dx au

Ъ 10 — где Х и, — диэлектрическая проницаемость !

10 соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрика;

3Х Д1„— толщина соответственно испыту-! емого образца и слоя диэлектрика, измеряют пробивное напряжение и устанавливают испытательное напряжение, величину которого выбирают из условия х /дх

Оиг.п !! хг!г 6 ld где Ux.rrp. — пробивное напряжейие, 20 и определяют стойкость испытуемого образца к действию частичных разрядов по величине условной скорости разрушения, которую определяют по формуле Õ 25 Х- исп где Т < — время полного разрушения испытуемого образца; . 3„, „ — измеренная интенсивность частич-. ных разрядов при выбранных условиях эксперимента.

На чертеже представлена схема испытательной ячейки, реализующей измерения по предлагаемому способу.

Ячейка содержит испытуемый образец 1

35 из твердого лйстового или пленочного материала, установленный вблизи игольчатого электрода 2, выполненного в виде тонкого стержня, и плоский электрод 3. На плоском электроде 3 устанавливают слой диэлектрика.—

40 подложки 4, стойкого к частичным разрядам, например, из слюдосодержащего материала.

Между образцом и подложкой размещают тонкий фольговый электрод 5 диаметром

3 — 4 мм. Испытательная ячейка оснащена уст45 ройством 6 для измерения частичных разрядов (фильтр высокой частоты) и выводом 7 в схему регистрации частичных разрядов и отключения установки при пробое.

Процесс измерения заключается в следующем.

Предварительно для каждого образца, отличающегося толщиной подложки и величиной испытательного напряжения, определяют средний ток частичных разрядов. 3p. Подложку берут из слюдосодержащего материала, диэлектрическая проницаемость которого E = 4,0.

Образец 1 устанавливают в ячейку, состоящую из игольчатого электрода 2 диаметром 0,2

4 (в контакте или с зазором 0,1 — 0,3 мм) и плоского электрода 3, охлаждаемого водой, Между электродами под образцом толщиной d„ последовательно устанавливают фольговый электрод 5 диаметром 3,0 мм, подложку толщиной 2,0 мм или 4,0 мм. Между электродами прикладывают напряжение, в зависимости от материала образца и его толщины, 5

10 кВ. Фиксируют время 2 .у до пробоя образца, которое определяют по моменту резкого изменения показаний измерителя частщных разрядов 6, подсоединенного к игольчатому электроду.

Стойкость образцов определяют как скорость разрушения ОХ, отнесенную к среднему току 3 иск Те. Ux/Зиса, Гх !» х

YX= - —, тоЧ, = где 1҄— условная скорость разрушения.

Наличие дополнительного промежуточного электрода 5 позволяет определять пробой образца. В этот момент возникают интенсивные разряды по периметру вспомогательного электрода, схема регистрации частичных разрядов 7 фиксирует возрастание среднего тока разрядов и с помощью триггерного исполнительного устройства производится отключение установки.

Ограничение диаметра промежуточного электрода 5 величиной 3 — 4 мм обеспечивает отсутствие искажения эл".ктрического поля в электродной системе.

Использование предлагаемого способа определения стойкости пленочных и листовых материалов обеспечивает. воэможность сравнения материалов с разными диэлектрическими проницаемостями и толщиной при пониженной напряженности электрического поля; возможность определения абсолютных показателей стойкости материалов . к действию частичных разрядов —. скорости разрушения материала и зависимости долговечности материала от интенсивности частичных разрядов.

Применение способа для .сравнительной оценки стойкости некоторых вариантов полимерных пленок (полиэтилена, фторпласта и полиамида) позволяет выбирать оптимальную конструкцию изоляции для статорных обмоток машин, работающих в условиях существования поверхностной короны.

Формула изобретения

Способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов, основанный на измерении интенсивности частичных разрядов посредством

Составитель А. Изюмов

Техред М.Рейвес

Корректор М. Демчик

Редактор H. Киштулинец

Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7834/61

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9665 электродной системы типа "игла-плоскость" при помещении испытуемого образца вблизи игольчатого электрода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, между испытуемым образцом и плоским электродом располагают фольговый электрод диаметром 3 — 4 мм и слой диэлектрика, толщину и диэлектрическую проницаемость которого выбирают из условия .1О

Ех 1 68

7/Ю вЂ” — ) х ди где Я у „— диэлектрическая проницаемость соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрика; 15

8>,dq — толщина соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрика, измеряют пробивное напряжение и устанавли-, вают испытательное напряжение, величину кото-эо рого выбирают из условия Кх дх

ХAP

84 6 где О х np — пробивное напряжение, - и определяют стойкость испытуемого образ ца к действию частичных разряцов по величине условной скорости разрушения, которую определяют по формуле

<х

1V l(=

411 Эисп где 1 — время полного разрушения испьпуемого образца, д — измеренная, интенсивность частичисп ных разрядов при выбрыпйх условиях эксперимента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник стандартов США по испьпанию электроизоляционных материалов. М., "Энергия", 1979, с. 227-231.

2. New electrodes for pactial discharde endurance tests, JEEE Trans. an. El. Jus, v. Е1 — 13, 1978, N" 6, р. 448-450 (прототип).