Способ обнаружения повреждения межвитковой изоляции в катушках

(51)4 С 0 ТЕНИН ВУ кий:Ь дел венный номитет сссризовретений и открытий ИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССР В 291162, кл, С 01 К 31/02, 1969.Авторское свидетельство СССР В 225312, кл, С 01 К 31/02, 1965, (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЮЖВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ В КАТУШКАХ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Кожет быть использовано для обнаружения повреждений межвитковой изоляции в обмотках трансформаторов, электродвигателей, реле, катушек индуктивности и т.п. Пель изобретения - по" вышение достоверности результатов обнаружения повреждений межвитковой изоляции в катушках. Способ основан на том, что металлическим проволочным элементам не свойственен низкочастотный шум. Возникновение такогошума в катушках объясняется наличием межвитковых утечек тока черезпереходное сопротивление. Эти утечки проявляют себя раньше, чем происходит окончательное межвитковоезамыкание. При этом мощность шумового процесса, выделяюцаяся на измерительном резисторе, является показателем наличия повреждения межвитковой изоляции в катушках. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 переменного напряжения, индикатор 2, измерительный резистор 3, широкополосный усилитель 4, Фильтр 5, усилитель 6,квадратичный детектор 7. Последовательность операций, предпринимаемых по данному способу, приводитсяв описании изобретения. 2 нл.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения повреждений межвитковой изоляции в обмотках трансформаторов, электро двигателей, реле, катушек индуктивности и т дЦель изобретения - повышение достоверности результатов обнаружения повреждения межвитковой изоляции в катушках,На фиг.1 приведена схема для реализации способа, на фиг.2. - зависимость мощности (Рщ) низкочастотного шума от амплитуды (В) перемен ного испытательного напряжения.Устройство (фиг. 1), реализующее способ, содержит генератор 1 переменного напряжения, индикатор 2, изме" рительный резистор 3, широкополосный усилитель 4, фильтр 5, усилитель б и квадратичный детектор 7.На фиг,1 показана также испытуемая катушка 8.Сущность способа состоит в следующем.Выявление повреждений изоляции основано на том, что металлическим проволочным элементам низкочастотный шум не свойственен. Возникновение 30 такого шума в катушках можно объяснить только наличием межвитковых утечек через переходные сопротивления. Эти утечки проявляют себя значительно раньше, чем происходит окон- З 5 чательное межвитковое замыкание.В общем случае можно считать, что частоте Е приложенного к катушке переменного напряжения соответствует среднее число импульсов тока утечки 40 через переходное сопротивление ЙсЕ . Для больших сопротивлений утеч" ки й а Е , а число импульсов в единицу времени подчгнено распределению Пуассона. Следовательно, корреляцион ная функция этого процессаК(с)В; ехр (-й ф ), (1)где В; - дисперсия Флюктуацнй тока; с - интервал времени. Спектральная плотность мощности Апюктуаций тока определяется выражением: В; Т -ав -)дБ (ы)= " е е. 4 г.и1гдеИ - циклическая частота(3) Для частот ий соотношение (3)имеет более простой вид: Я (ы) В; о 1 Цю(4) Ф.1 2Р=КОгде К - коэффициент, зависящий оттипа катушки ч количества замыкаемых витков," коэФЬициент, величина которого изменяется в пределах 1,6 62 в зависимости от типа изоляции;П - амплитуда напряжения, приложенного к катушке 8.В связи с тем, что нэмрнтельная схема содержит собствекные источники шума, осуществляется измерение Используя (4), можно получить выражение для мощности шума (низкочастотных флюктуаций, тока утечки), выделяющейся на измерительном резисторе 3 сопротивлением кзтИр ВВ;а,аВ,В,(1 1) (5)Ц,Из соотношения (5) следует, чтомощность шума в диапазоне частот ыИ пропорциональна флюктуациям В,тока в цепи катушки 1, вызваннымсовместным воздействием напряжениячастотой Е и случайными изменениями сопротивления утечки.Мощность шумового процесса (флюктуаций тока), выделяющаяся на измерительном резисторе, является показателем наличия повреждений межвитковой изоляции в катушках. Поскольку переходное сопротивление является случайной величиной, среднее значение которой зависит от величиныПриложенного напряжения, средняяплотность числа импульсов тока утечки Я прн повышении напряжения возрастает. Одновременно возрастает идисперсия Ьлюктуаций тока. Поэтомув пределах выбранного диапазоначастот рй с достаточно высокойточностью. зависимость мощности шумаот величины амплитуды приложенногок катушке 8 напряжения описываетсявыражением (фиг.2):1250 на эталонной зависимости. Иаксимальное напряжение, которое мозет быть ков зависимости мощности шума от величины приложенного напряжения для 40 50 зависимости шума от напряжения при включении в схему катушки 8 с неповрежденной изоляцией, Этн измерения осуществляются для каждого типа катушек 8, а полученная зависимость считается для каждого типа катушек 8 эталонной. Для большинства катушек эта зависимость близка к линейной. При наличии повреждения изоляции в испытуемой катушке 8 мощность шума, выделяющаяся на эталонном сонротивлении, начиная с некоторого напряжения Ю,(фнг,2) растет быстрее, чем подано на катушку 8, ограничивается величиной максимальной неразрушающей мощности. Полоса частот, в пределах которой производится иэмерение мощности шума, выбирается из следующих соображений, Нижняя граничная частота должна обеспечивать выполнение условия йсд, во всем диапазоне изменения напряжения О исоответственно величины й . Верхняяграничная частота о выбирается иэусловия обеспечения минимальногонеобходимого для измерения значениясредней спектральной плотности мощности шума генератора 1 в пределахвыбраннойполосы. Последняя растетпри ы - 2 И,. Например, припеременном напряжении с частотойГ, 2000 Гц наиболее: целесообразнопроизводить измерения мощности шумав полосе частот 200-1500 Гц. На фиг. 2 приведены примеры графикатушки с неповрежденной изоляцией 9 и этой же катушки после повреждения изоляции 10 путем ее локального разогрева. Как следует иэ фиг,2, изменение зависимости мощности шума от приложенного напряжения по сравнению с эталонной зависимостью 9 свидетельствует о наличии повреждения изоляции, Известным способом установить наличие межвиткового замыкания для данной степени повреждения изоляции не удается.Переменное напряжение с генератора 1 подается на испытываемую катчпку 8 и измерительный резистор 3.Флюктуации напряжения на эталонномсопротивлении усиливаются усилителем 4. Фильтр 5 имеет полосу пропус 25 30 35 993 4кания Г Г 200-1500 Гц. После фильтрации флюктуации усиливаются усилителем 6 с регулируемым коэффициентом для обеспечения нормальной работы квадратичного детектора 7. С выхода детектора сигнал подается на индикатор 2, лторый осуществляет регистрацию величины Р для последующего сравнения ее с эталонной вели.чиной для выявления отказа.Таким образом,.в результате измерения флюктуаций тока в катушке 8 на частотах Г, -Г , отличных от Кобеспечивается выявление повреждений межвитковой изоляции катушек 8 при высоких переходных сопротивлениях мезду витками, т.е. фактически еще, до наступления катастрофического отказа, что невозможно в известном способе, согласно которому межвитковые переходные сопротивления не вчияют на величину тока в цепи катушки 8 и на ее вольтамперную характеристику, что приводит к неэабракованию потенциально негодных катушек.Предложенный способ выявляет негодность катушек, незабракованных из вестным способом, и, следовательно, дает более достоверный результат испытаний.Формула изобретенияСпособ обнаружения повреждения мезвитковой изоляции в катушках, состоящий в том, что на испытуемую катушку подают переменное напряжение, частотой Г с возрастающейо времени амплитудой, измеряют информативный электрический параметр, сравнивают измеренное значение с эталонным и в случае их совпадения считают контролируемую катушку годной, в противном случае - негодной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов обнаружения повреждения мезвитковой изоляции путем обнаружения повреждений изоляции при больших переходных сопротивлениях в местах замыканий, в качестве информативного электрического параметра используют мощность шумов, выделяемую на измерительном резисторе, включенном последовательно с испытуемой катушкой, в диапазоне частот йГ. сГ и сравнивают полученные значе - ния мощности шумов с заданными значениями во всем диапазоне значений амплитуд переменного напряжения./5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная,405/41 ВНИИПИ по 113035, Тирак 728Государственного комитета СССелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д