Устройство контроля качества изоляции высоковольтных импульсных трансформаторов

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, содержащее электронный осциллограф, общая шина которого через оплетки первого и второго коаксиальных кабелей соединена с корпусом для размещения высоковольтного импульсного трансформатора, соединенного через первый и второй конденсаторы соответственно с испытательным плоским электродом и цилиндрической частью цилиндрического электрода, испытательный плоский электрод через жилу первого коаксиального кабеля и первый резистор соединен с первым входом электронного осциллографа, а цилиндрическая часть цилиндрического электрода, отделенная от торцевой части первой диэлектрической прокладкой, через жилу второго коаксиального кабеля и второй резистор соединена с вторым входом электронного осциллографа, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в нем в качестве испытательного плоского электрода использована торцевая часть испытательного цилиндрического электрода, между которым и первой диэлектрической прокладкой размещен соединенный с корпусом высоковольтного импульсного трансформатора металлический экран, между которым и испытательным плоским электродом размещена вторая диэлектрическая прокладка.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля качества изоляции высоковольтных импульсных трансформаторов блоков ускорительных трубок, например в нейтронных и рентгеновских генераторах импульсного излучения.
Известно устройство, содержащее пассивный двухполюсник, подключенный к высоковольтному выводу обмотки высоковольтного импульсного трансформатора, и датчик тока, подключенный к низковольтному выводу обмотки высоковольтного импульсного трансформатора. Недостаток известного устройства заключается в том, что он не обеспечивает высокой достоверности выявления дефектов в изоляции высоковольтных импульсных трансформаторов.
Наиболее близким по технической сущности является устройство контроля качества изоляции высоковольтных импульсных трансформаторов, содержащее электронный осциллограф, коаксиальные кабели, конденсаторы, резисторы, испытательный плоский электрод, диэлектрическую прокладку и испытательный цилиндрический электрод.
Недостатком этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.
Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем электронный осциллограф, общая шина которого через оплетки первого и второго коаксиальных кабелей соединена с корпусом для размещения высоковольтного импульсного трансформатора, соединенного через первый и второй конденсаторы соответственно с испытательным плоским электродом и цилиндрической частью цилиндрического электрода, испытательный плоский электрод через жилу первого коаксиального кабеля и первый резистор соединен с первым входом электронного осциллографа, а цилиндрическая часть цилиндрического электрода, отделенная от торцовой части первой диэлектрической прокладкой, через жилу второго коаксиального кабеля и второй резистор соединена с вторым входом электронного осциллографа, в качестве испытательного плоского электрода использована торцовая часть испытательного цилиндрического электрода, между которым и первой диэлектрической прокладкой размещен соединенный с корпусом высоковольтного импульсного трансформатора металлический экран, между которым и испытательным плоским электродом размещена вторая диэлектрическая прокладка.
На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.
Устройство содержит испытательный цилиндрический электрод 1, состоящий из цилиндрической части 2 и торцовой части 3, диэлектрические прокладки 4 и 5, металлический экран 6, конденсаторы 7 и 8, резисторы 9 и 10, коаксиальные кабели 11 и 12 и электронный осциллограф 13.
Устройство работает следующим образом.
В полость 14 высоковольтного импульсного трансформатора 15, заполненную жидким диэлектриком, опускают и фиксируют с помощью изолятора 16 испытательный цилиндрический электрод 1. Торцовая часть 3 испытательного цилиндрического электрода 1 и высоковольтный электрод 17 высоковольтного импульсного трансформатора 15 образуют конденсатор 18 связи, а цилиндрическая часть 2 испытательного цилиндрического электрода 1 и вторичная обмотка 19 высоковольтного импульсного трансформатора 15 образуют конденсатор 20 связи.
При подаче на первичную обмотку 21 высоковольтного импульсного трансформатора 15 напряжения от блока 22 коммутации на вторичной обмотке 19 формируется импульс напряжения, который через конденсаторы 18 и 20 связи поступает на торцовую часть 3 и цилиндрическую часть 2 цилиндрического испытательного электрода 1 и с них соответственно на первый и второй входы электронного осциллографа 13. При отсутствии дефектов в изоляции высоковольтного импульсного трансформатора 15 и соответствующем выборе емкостей конденсаторов напряжения на торцовой части 3 и цилиндрической части 2 испытательного цилиндрического электрода 1 приблизительно одинаковы по амплитуде и форме (см. кривые А, а и б на фиг.2) и не имеют каких-либо искажений.
В случае наличия искажений на импульсах напряжения на торцовой части 3 и цилиндрической части 2 можно идентифицировать вид дефекта.
При наличии дефекта в краевой изоляции в виде трещины или отслоения в ней за небольшой промежуток времени ( 10^-7 с) развивается скользящий разряд. Если разряд не достигает корпуса 23, высоковольтного импульсного трансформатора 15, то на поверхности дефекта образуется связанный заряд, вызывающий скачкообразное увеличениепотенциала на поверхности дефекта. Через конденсатор 24 связи это изменение потенциала передается на цилиндрическую часть 2 испытательного цилиндрического электрода 1, вызывая вертикальное смещение (срез) кривой напряжений (см. кривую В,б на фиг.2). Одновременно происходит стекание части заряда с емкости высоковольтного импульсного трансформатора на поверхность дефекта, что приводит к скачкообразному уменьшению напряжения на высоковольтном электроде 17. Через конденсатор 18 связи это изменение передается на торцовую часть 3 испытательного цилиндрического электрода, вызывая вертикальное уменьшение (срез) кривой напряжения трансформатора (см. кривую В, а на фиг.2).
При наличии в краевой изоляции сквозных расслоений (щелей) происходит стекание с емкости высоковольтного импульсного трансформатора 15 значительной части заряда, что вызывает скачкообразное уменьшение напряжения на высоковольтном электроде 17 и вторичной обмотке 19. Через конденсаторы 18 и 20 связи это изменение напряжения передается на торцовую часть 3 и цилиндрическую часть 2 испытательного цилиндрического электрода 1 (см. кривые С, а и б, на фиг.2).
Внутренним (межрядовым) дефектам изоляции (воздушные включения, участки непропитанной компаундом изоляции (соответствует форма импульсов напряжения, соответствующие кривым Д, а и б фиг.2.
В этом случае вид импульсов напряжения близок к типовым, соответствующим бездефектной изоляции, однако на кривых напряжения приблизительно в один и тот же момент времени присутствуют всплески напряжения, обусловленные переходным процессом во вторичной обмотке 19 высоковольтного импульсного трансформатора 15, возникшем вследствие частичного разряда в дефекте межрядовой изоляции.
Использование торцовой части 3 испытательного цилиндрического электрода 1 в качестве плоского электрода, введение металлического экрана 6 второй диэлектрической прокладки 5 позволяют упростить устройство контроля качества изоляции высоковольтных импульсных трансформаторов и расширить его функциональные возможности.