Устройство для испытания высоковольтной изоляции на электрическую прочность

(19) 51)5 С 0 1 /14. ЕТЕНИЯ СТВУ скин инсти- Октябрьской Романен хни- КПИ,кум по иев, и ТАНИЯ ВЪСОККТРИЧЕСКУЮ перезадающя генерато напряжения и усип жен ияменн ся к техникеет быть исем динения с эквипот а также связей м ства обеспечиваетмощно сти и их со банальной шиной 6 изоляционныхэлектрическуюния - расшиду блоками устро подача независим стоянной и перем испытательного н вращения взрыва изоляции, 3 ип,регулируемых по-. нной составляющих пряжения и предотбъекта после пробо ния путем пой составляю жения довзрыва испыпробоя его ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СЕИД(56) Лабораторный практке высоких напряжений.с, 94, 1978,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЬ ,ВОЛЬТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА ЭЛР ПРОЧНОСТЬ(57) Изобретение относи высоких напряжений и мож пользовано для испытании материалов и изделий на прочность. Цель изобрет рениеобласти использов вышения частоты перемен щей испытательного напр 20 кГц и предотвращения тываемого объекта после изоляпии за счет уменьшения вьделенияэнергии в канале пробоя, Устройствосодержит источник 1 высокого выпрямленного напряжения, токоограничивающий резистор 2, фильтрующий конденсатор 3, источник 4 высокого переменно"го напряжения, состоящий из изолирующего трансформатора 5, эквипотенциальной шины 6, усилителя 7 мощности, задающего генератора 8 переменного напряжения с частотой до 20 кГп, высоковольтного трансформатора 9, а также шунтирующий конденсатор 10 иобъект 11 испытаний, За счет токоограничивающего резистора 2, шунтирующего конденсатора 10, выполнения источника 4 высокого переменного напряИзобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для испытаний изоляционных материалов и иэделий на электрическую прочность высоким пульсирующж или переменным напряжением в широком диапазоне частот, включая высокие частоты, а также высоким постоянным напряжением. 1 О Целью изобретения является расши рение области применения путем повы шения частоты переменной составляющейиспытательного напряжения до 20 кГци предотвращения взрьва испытываемогообъекта после пробоя его изоляции путем уменьшения вьщеления энергии вканале пробоя.Ца фиг,1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг,2 - эквивалентная схема устройства для постоянной составляющей испытательного напряжения; на Фиг,3 - тоже, для переменной составляющей испы тательного напряжения,Устройство для испытания высоковольтной изоляции на электрическую, прочность содержит источниквысоко го выпрямленного напряжения, первыйвыход которого заземлен, а второй выход подключен к токоограничивающемурезистору 2, 1 ежду выходами источни ка 1 включен фильтрующий конденсатор3, Устройство также содержит источ 35ник 4 высокого напряжения, имеющий всвоем составе изолирующий трансформатор 5 с изоляцией между обмотками нанапряжение источника 1 и с коэЬфициентом трансформации равным 1 Пер 40вичная обмотка этоготрансформаторапредназначена для. подкгп 4 чения к питающей сети с напряжением промышленнной части, Устройство также имеетспециальную эквипотенциальную шину 6, 45усилитель 7 мощности с подключеннымзадающим генератором 8 переменногонапряжения частотой до 20 кГц, а так,же высоковольтный трансформатор 9,выполненный высокочастотньв, шунтирующий конденсатор 1 0 и объект 1 1 испытания,Вторичная обмотка изолирующеготрансформатора 5 подключена к входампитания задающего генератоРа 8 и усилителя 7 йощности, Выходы последнего55подключены к первичной обмотке высоковольтного трансформатора 9, Вторичная высоковольтная обмотка трансйорматора 9 образует с токоограничивающим резисторсЬ 2 последовательнуюцепь, первым своим выводом она подключена к токоограничивающему резистору 2, а вторым выводом - к испытуемому объекту,В месте соединения указанной об;мотки и токоограничивающего резистора 2 подключена одна обкладка шунтирующего конденсатора 1 О, другая обкладка которого заземлена,Кроме того, первые выводы первичной обмотки высоковольтного трансформатора 9 и вторичной обмотки изолирующего трансформатора 5 соединены шиной. 6 с первьи выводомвторичной обмотки высоковольтного трансформатора 9 в месте ееподключения к токоограничивающему резистору 2. К той же шине 6 подключеныкорпуса усилителя 7, задающего генератора 8 и магнитопроводов трансборматоров 5 и 9Для проведения испытания объект 11подключают между вторичной обмоткойвысоковольтного трансформатора 9 иземлей.Устройство работает следующим образом,В установившемся режиме работыфильтрующий конденсатор 3 и шунтирующий конденсатор 10 заряжены до величины испытательного напряжения, которое полностью прикладьвается к испытуемому объекту, При испытании изоляции высоким постоянным напряжениемосновным параметром является его активная проводимость, Поэтому в схемена фиг,2 испытуемый объект замененактивным сопротивлением 12 бесконечно большой величины, Током в цепиможно пренебречь. Показанный на Жиг,2резистор 13 представляет собой активное сопротивление вторичной обмоткитрансформатора 9.При нарушении электрической прочности объекта испытания через каналпробоя разражаются фильтрующий конденсатор 3 и шунтирующий конденсатор10. Разрядный ток через объект испытания должен быть ограничен, Фипьтрующий конденсатор 3 жеет значительную величину, поэтому в цепь его раз"ряда включен токоограничивающий ре-иФзистор 2, В цепи разряда шунтирующего конденсатора 10 токоограничивающего резистора нет, поэтому конденсатор1 0 должен иметь незначительную вели 5 15504чину, т,е, емкость конденсатора Г 0догжна быть по мел и; й мере на порядок меньше емкости конденсатора 3,Этим ограничивается выделение энергиив канале пробоя и предотвращаетсявзрыв объектаНа фиг,З изображена эквивалентнаясхема иепытательной цепи для переменной составляющей испытательного на Опряжения, При испытании изоляционного материала высоким переменным напряжением высокой частоты существенное значение ичеет емкость объектаиспытаний, поэтому объект представлен 15конденсатором 14, Источник 4 со своимвнутренним сопротивлением показан насхеме элементом 15. В установившемся.режиме конденсатор 1 О шунтирует токоограничивающий резистор 2 и конденсатор 3, так как обладает значительноменьшим по сравнению с резистором 2сопротивлением. Путь прохождения токав пепи замыкается через шунтирующийконденсатор 10 и конденсатор 14, Для 25того, чтобы испытательное высокое переменное напряжение полностью прикладывалось к объекту испытаний, шунтирующий конденсатор 10 должен ичетьемкость, по меньшей мере, на порядокпревышающую емкость объекта испытаний(конденсатора 14),При нарушении электрической проч.ности объекта испытаний ток от источника высокого напряжения переменногоограничивается внутренним сопротивлением самого источника, емкостным сопротивлением шунтирующего конденсатора 10 и остаточным сопротивлениемобъекта испытаний. 40С учетом изложенного устройстводля испытания изоляционного материала на электрическую прочность выполнено так, что шунтирующий конденсатор10 жеет емкость, по меньшей мере, напорядок меньше емкости фильтрующегоконденсатора З.и, по меньшей мере, напорядок больше емкости объекта испытаний,Так+и образом, установка нормальноработает при любых уровнях постояннойи переменной составляющих .и при частоте последней до 20 кГи, Для установкинормальными являются два режима: допробоя испытываемого объекта и послеего пробоя.Применение предлагаемого устройст-:ва для испьггания высоковольтной изо. -ляции на электрическую прочность поз-,волит расширить номенклатуру подлежа" щих иссл:дованиям типо: и косгрукций высоковольтной изоляции и используемых в ней материалов, Повышение частоты переменной составляющей испытательного напряжения позволяет исследовать конструкции высоковольтной изоляции и сами изоляционные материалы, предназначенные для устройств с пульсациями напряжения на высоких частотах, создавая рациональные электроизоляционные конструкции, благодаря чему эначительнб снижаются массо- габаритные показатели высоковольтных устройств преобразовательной техники и повышается их надежность.Фо рмула изоб ретенияУстройство для испытания высоковольтной изоляции на .электрическую прочность, содержащее источник высокого выпряленного напряжения, первый выход которого заземлен и соединен с первьи выходом объекта испытаний и с первой обкладкой Ьипьтрующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с вторым выходом источника вы" сокого выпрямленного напряжения, источник высокого переменного напряжения с изолирующие трансформатором и высоковольтным трансФорматором, причем первичная обмотка изолирующего трансформатора соединена с питающей сетью, а первый вывод вторичной обмотки изолирующего трансформатора соединен с эквипотенциальной шиной, с которой соединены магнитопровод и первые выводы первичной и вторичной обмоток высоковольтного трансйорматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены токоограничивающий резистор, усилитель мощности, задающий генератор переменного напряжения и шунтирующий конденсатор, первая обкладка которого заземлена, а вторая обкладка соединена с первым выводом вторичной обмотки высоковольтного трансФорматора и первьм выводом токоограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с второй обкладкой Фипьтрующего конденсатора, причем первый и второй выводы вторичной обмотки изолируюшего трансформатора соединены соответст - венно с первым и вторым входами питания усилителя мощности и задающего.Максими ррект о изобр35, Рауш оизводственно-издательский комбинат "Патент Гагарина, 1 город,гене ратора переменного напряжения,выход которого соединен с управляющим входом усилителя мощности, первыйИ второй выходы которого соединенысоответственно с первым и вторым выводами первичной обмотки высоковольтного трансформатора, второй вывод Составитель Н,ВарлаРедактор 10,Середа Техред М,Дидык акаэ 270 Тираж 558НИИПИ Государственного комитета113035, Москва,вторичной обмотки которого соединенс вторым выводом объекта испытаний, акорпусы усилителя мощности, задающегогенератора переменного напряжения счастотой до 20 кГп и магнитопроводизолирующего трансформатора соединеныс эквипотенциальной шиной. Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., д. 4/5