Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов

(5) 5 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ отенциальный электхностью изделия, повуют импульсным о способа является то бильности короны в верхность изделия зано, что снижает эфзации изделия и не пробивное напряже- электрическ ои изоляемому явом, что на ала через 10 с подпредла щийся го мате в течени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова(54) СПОСОБ ТРЕНИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕ-РИАЛОВ Изобретение относитсяк способу тренировки электрической изоляции высоковольтных конструкций, например, импульсных конденсаторов, и может быть использовано в области электротехники и в технике высоких напряжений в процессе изготовления и эксплуатации высоковольтных изоляционных конструкций.Известен способ тренировки изделий из изоляционных материалов, заключающийся в том, что между поверхностью иэделия и потенциальным электродом создают воздушный зазор, через который осуществляют поверхности изделия на постоянном напряжении в течение 3- 20 с, затем постоянное напряжение от(57) Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для тренировки электрической изоляции, например, импульсных конденсаторов, Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации изделий из полимерных изоляционных материалов. За счет предварительного облучения изделия потоком заряженных частиц на глубину 5 - 10 от толщины изделия с последующим воздействием постоянным напряжением, обеспечивающим напряженность электрического поля не менее 22 кВ/мм, и после паузы - импульсным напряжением, повышается срок службы изделия при эксплуатации в электрическом поле. 1 ил. 1 табл. ключают, приводят п род в контакт с повер сле чего воэдейст напряжением,Недостатком этог что вследствие неста воздушном зазоре по ряжается неравномер фективность электри позволяет увеличить ние или срок службы ции.Наиболее близким ляется способ, заключ изделие из изоляцион наложенные электродают постоянное напряжение, затем напряжение отключают и через 5 мс после отключения постоянного напряжения на изделия подают импульсное напряжение.Недостатком данного способа является 5 то, что при противоположной полярности постоянного и импульсного напряжения происходит уменьшение пробивного напряжения или срока службы изделий, а при одинаковых полярностях повышение 10 пробивного напряжения незначительно. Цель изобретения - повышение срокаэксплуатации (срока службы) изделий вэлектрическом поле, 15Указанная цель достигается тем, что согласно:способу тренировки изделий из изоляционных материалов, при котором на изделие,воздействуют постоянным, а затем импульсным напряжением, перед воздействием на 20изделие постоянным напряжением его приповерхностную область облучают потокомзаряженных частиц на глубину 5 - 10 оттолщины изделия.Вследствие облучения приповерхностной области полимерных изоляционных материалов потоком заряженных частиц припоглощенных дозах, повышающих проводимость облученного объема материала,облегчается инжекция и генерация собственных носителей заряда при воздействиикак постоянного, так и импульсного напряжения. Это способствует увеличению эффективности накопления заряда вприэлектродных областях и повышению однародности электризации изоляционногоматериала. Кроме того, за счет градиентапроводимости и миграционной поляризации на границе необлученной и облученнойчастей изделия формируется двойной зарядовый слой, создающий внутреннее элект. рическое поле, направленное противвнешнего, Поэтому независимо от полярности постоянного и импульсного напряжениярезультирующая напряженность поля в 45объеме изделия уменьшается, что приводитк увеличению его срока службы,На чертеже дана, схема реализацииспособа.Способ осуществляется следующим образом,Образцы полиэтилена низкой плотности толщиной п=0,7 мм облучали в воздухепротонами с энергией 10 МэВ и плотностьютока пучка Ь=2,5 10А/см на разную глубину В, составляющую от одного до 45 оттолщины образцов. Поглощенная доза составляла (5 - б) 10 г. Глубина облучения образцов изменялась толщиной поглотителяиз алюминия. Облученные образцы 1 помещали между электродами 3 и 4 так, чтобы облученная поверхность образцов 2 контактировала с потенциальным электродом 3,После этого на образцы воздействовали постоянным напряжением положительной или отрицательной полярности в течение 10 мин. Напряженность поля при этом составляла не менее 22 кВ/м и не более 50 от электрической прочности материала,Нижняя граница напряженности поля обусловлена тем, что при модификации облучением приповерхностной области как неполярных, так и полярных полимерных материалов (полиэтилена, политетрафторэтилена, полиметилметакрилата и др.), эффективная их электризация и повышение ресурса начинается при Е=22 кВ/мм. Верхний диапазон напряженности поля ограничен возможностью пробоя изоляционного материала, поэтому не должен превышать 50 его электрической прочности.После зарядки образцов постоянное напряжение отключалось. Через 1 мин после отключения постоянного напряжения подавалось импульсное напряжение положительной полярности и образцы испытывались до пробоя.Пауза между отключением постоянного и воздействием импульсного напряжения может быть любой и в каждом конкретном случае будет определяться быстродействием коммутационной аппаратуры.Напряженность поля, при которой осуществлялся пробой образцов, составляла 75 кВ/мм, частота следования импульсов 400 имп/с. Средний срок службы (среднее число импульсов до пробоя и) определялся по результатам испытаний 30 образцов, Результаты испытаний представлены в таблице.Результаты испытаний показали, что средний срок службы изделий, подвергнутых тренировке по предлагаемому способу, составляет 6,5 10 имп (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения). При тренировке изделий по известному способу сред,лий срок службы образцов из полиэтилена составляет 1,97 10 имп при положительной полярности постоянного и импульсного напряжений) и 1,24 10 имп6 (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения).Следовательно, при тренировке образцов полиэтилена по предлагаемому способу средний срок службы в электрическом поле при облучении приповерхностной области1725170 Составитель О.ГефлеРедактор Е.Папп Техред М;Моргентал Корректор Л,Бес каз 1174 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобретен113035, Москва, Ж, Раушская Подписноем и открытиям при ГКНТ СССаб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарина на глубину 5 - 10 О от их толщины в 4-5 раз выше, чем при тренировке по известному способу. Испытания изделий из полиметилметакрилата и политетрафторэтилена дали аналогичные результаты,Формула изобретения Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов, состоящий в том, что на изделие воздействуют постоянным напряжением и после паузы воздействуют импульсным напряжением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации в электри ческом поле, изделие предварительно облучают потоком заряженных частиц на глубину 5 - 10 фб от толщины изделия, а при воздействии постоянным напряжением обеспечивают напряженность электриче ского поля не менее 22 кВ/мм.