Способ контроля состояния изделий из диэлектрических материалов

(19) НП Б 2 ИСА ЕИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТВ К ОРСИС ий инсти Тоомции и орамени по ,С.М.Киро. ск госудАРстеенный комитет ссПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Научно-исследоватетут высоких напряженийордена Октябрьской Реводена Трудового Красноголитехническом институте(56) 1.Авторское свидетельство СССР Р 565239, кл. 6 01 11 25/72,1974.2.Неразрушающий контроль элементов и узлов радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Б.Е. Бердичевского М., Советское радиоф 1, 1976, с.130 (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий воздействие на контролируемое иэделие электромагнитным полем и регистраций распределения температуры поверхности изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности споба, воздействие электромагнитным лем и регистрацию распределения емпературы поверхности изделия осу. ществляют в процессе эксплуатации изделия при номинальном напряжении, по результатам регистрации определяют максимальный перепад температуры на поверхности изделия, а в момент скачкообразного увеличения максимального перепада температуры в два раза по сравнению с первоначальным снимают номинальное напряжение с изделия.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к нераэ, рушающему контролю диэлектрических материалов и изделий, и может быть использовано при контроле состояния изоляции высоковольтных конструкций непосредственно в процессе их эксплуатации.Известен способ тепловой деФектоскопии, основанный на поверхностном нагреве изделия и:регистрации распределения температуры изделия Я .Однако этот способ не обладает высокой чувствительностью при контроле изделий из диэлектрических материалов с низкой теплопроводностью.и не позволяет достаточно надежно определять воэможность возникновения аварийной ситуации. Кроме того, способ неприменим для контроля высоковольтных изоляторов в процессеих эксплуатации.Известен способ контроля состояния изоляции, включающий внутренний нагрев контролируемого изделия в высокочастотном электромагнитном поле и.: регистрацию распределения температуры поверхности иэделия 2),Однако и данный способ не позволяет контролировать изоляторы в про.цессе эксплуатации .высоковольтной установки, поскольку требует подключения их к выходу высокочастотного генератора. Кроме того, результаты кон-роли носят в этом случае лишь качественный характер. Все это снижает достоверность контроля, так как по результатам качественного контроля изделия до его подключения приходится судить о его возможном поведении в процессе эксплуатации.Цель изобретения - повышение достоверности способа.Указанная цель достигается согласно способу контроля состояния изделий из диэлектрических материалов, включающему воздействие на контролируемое изделие электромагнитным полем и регистрацию распределения тем. пературы поверхности иэделия, воздействие электромагнитным полем и регистрацию распределения температуры поверхности изделия осуществляют в процессе эксплуатации изделия при номинальном напряжении, по результатам регистрации определяют максимальный перепад температуры на поверхности изделия, а в момент скачкообразного увеличения максимального перепада температуры в два раза по сравнению с первоначальным снимают номинальное напряжение с изделия.На чертеже приведены зависимости максимального перепада температуры на поверхности изделий из двух материалов (1 и 2) от времени. 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 Способ осуществляют следующим образом.Изделие эксплуатируют при номинальном напряжении питания и по интенсивности инфракрасного излучения на его поверхности определяют расЙределение температуры ивеличину максимального перепада температуры.При приложении к иэделию нанряжения (рабочего или испытательного) за счет воздействия электромагнитно-. го поля рабочей частоты осуществляется нагрев не всего изделия, а только тех его Мест, где существуют дефекты. Это обусловлено тем, что в местах расположения дефектов (микропустот,инородных включений и т.п.) за счет локального усиления электрического поля возникают источники тепловыделения, появление которых обусловлено частичными разрядами, диэлектрическими потерями. При этом картина теплового поля поверхности изделия может быть получена с помощью тепловизора. Однако появление локального перепада температуры на ,поверхности еще не означает, что в изоляции изделия появились критические нарушения, предшествующие ее пробою. Такой вывод можно сделать только при увеличении максимального пере пада температуры в два раза по отношению к первоначальному. Этот вывод основан на результатах обработки экспериментальных данных по исследованию развития разрушения на моделях изоляторов из различных диэлектрических материалов.П р и м е р . К иэделиям из резины и полипропилена в количестве 150 штук прикладывают переменное напряжение промышленной частоты Б = 20 -25 кВ, РаспредеЛение температуры поверхности изделий контролируют тепловизором АГА. Типичная картина изменения локального перепада температуры во времени (от момента подачи на изделение напряжения П = 25 кВ вплоть до его пробоя) представлена на чертеже (по оси координат отложены значения максимального перепада температуры ЬТ, оС, а по оси абсцисс - время ,с,л кривая 1для резины, кривая 2 для полипропилена), Из графиков видно, что процесс развития разрушения состоит из трех участков: 1 - появле ние локального перепада температуры, обусловленного наличием дефекта; П - увеличение локального перепада температуры по отношению к первоначальному, обусловленное возникновением и развитием критических нарушений (эррозии изоляции от длительного воздействия частичных разрядов, диэлектрических потерь, а также дендритов), предшествующее формированию канальной стадии разрушения;1140024 Составитель С.ШумилишскаяРедактор Е.Волошук Техред С.Легеза Корректор Г. Решет них Заказ 255/33 Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 111 - последующее увеличение перепа да температуры, обусловленное формированием канальной стадии разрушения с последующим пробоем. Анализ характера разрушения изоляции на участках 1, 11, 111 проводится по срезам в отраженном свете для резины и в проходящем свете для полипропилена на микроскопе ИИМпри 60-кратном увеличении.Как видно из графиков, увеличение значений перепада температуры на поверхности изделий из резины (с 0;25 ОС до 0,50 ОС) и полипропилена (с 0,2 С до 0,4 С) характеризует наличие в объеме изоляции критического нарушения (дендрита), предшествующего ее пробою. Таким образом, предлагаемыйспособ позволяет осуществить непрерывный контроль состояния изоляции непосредственно в процессе эксплуатации изделия и тем самым уве. личить срок его службы. Как показали проведенные эксперименты, достоверность контроля, определявшаясяпо числу выявленных до пробоя дефектных иэделий, увеличилась по (О сравнению с известным способом на.85. Предлагаемый способ прост вреализации и экономичен, так какпозволяет осуществлять одновременный контроль группы изделий (пере пад температур каждого изделия контролируется в этом случае периодически) .