СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля качества высоковольтных конденсаторов, как в процессе их изготовления, так и эксплуатации.

В настоящее время контроль качества осуществляется путем зарядки конденсатора до определенного напряжения, выдержки его при данном напряжении требуемое время и разрядка на нагрузку. Для проведения контроля используются устройства, содержащие прибор для измерения напряжения, регистрирующую аппаратуру, источник тока и испытываемый конденсатор.

Известен ряд способов контроля качества высоковольтных конденсаторов: оптический, который позволяет регистрировать частичные разряды на краях электродов; акустический, который позволяет регистрировать частичные разряды внутри непрозрачных объектов с помощью специальных микрофонов. Чувствительность этого способа ниже, чем у оптического и зависит от чувствительности микрофона и звукоизоляции конденсатора.

Однако возможности этих способов ограничены и трудоемки. Для их осуществления требуется сложная и дорогостоящая аппаратура.

Известны косвенные способы контроля: измерение tgδизоляции; измерение Вольт-Кулоновских характеристик; регистрация высокочастотных колебаний при частичных разрядах.

Известно так, что частичные разряды обычно не приводят к сквозному пробою изоляции, а лишь приводят к местному разрушению диэлектрика (особенно органического) и при длительном существовании в определенных условиях могут привести к нарушению электрической прочности изоляционной конструкции. Регистрации характеристик частичных разрядов позволит оценить качество изготовления той или иной изоляционной конструкции и выявить местные дефекты, которые практически невозможно определить обычными испытаниями, высоким напряжением или измерениями каких-либо интегральных характеристик изоляции (тангенса угла диэлектрических потерь, сопротивления изоляции и т.п.).

Однако факт наличия частичных разрядов в конденсаторах характеризует его качество. Очевидно, что длительность и качество работы конденсаторов, в которых нет частичных разрядов будут более высокими по сравнению с конденсаторами, в которых имеются частичные разряды.

Основными недостатками известных способов и устройств являются: низкая стабильность и достоверность результатов оценки; недостаточная надежность результатов оценки и др.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов оценки качества высоковольтных конденсаторов.

Поставленная цель достигается за счет определения появления частичных разрядов в периодическом колебательном режиме в процессе зарядки контролируемого высоковольтного конденсатора и выдержки при заданном напряжении путем регистрации импульсов тока в цепи контролируемого конденсатора.

Предлагаемый способ включает следующую последовательность операций: зарядка контролируемого конденсатора заданным током; регистрация напряжения на контролируемом конденсаторе; увеличение напряжения на контролируемом конденсаторе по заданной величине и выдержка конденсатора при этом напряжении заданное время; определяют частичные разряды в периодическом колебательном режиме по импульсам тока в цепи контролируемого конденсатора.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства с использованием управляемого разрядника; на фиг.2 - неуправляемый разрядник.

Предлагаемое устройство для контроля качества высоковольтных конденсаторов содержит источник 1 тока; контролируемый конденсатор 2; прибор 3 для регистрации напряжения; высоковольтный регулируемый управляемый разрядник 4; блок 5 управления разрядником; датчик 6 тока; регистрирующая аппаратура 7; ключ 8 для разряда контролируемого конденсатора.

Выход источника 1 тока соединяется с выводами контролируемого конденсатора 2. Анод 9 разрядника 4 соединяется с положительным выводом контролируемого конденсатора 2, а катод 10 разрядника 4 через ключ 8 (по земле) соединяется с отрицательным выводом контролируемого конденсатора 2. Датчики 6 тока устанавливаются в цепи анода 9 и катода 10 высоковольтного регулируемого управляемого разрядника 4, выходы датчиков 6 тока соединяются с регистрирующей аппаратурой 7. Управляемый электрод 11 разрядника 4 соединяется с блоком 5 управления. В случае использования неуправляемого разрядника (см. фиг. 2) управляющий электрод 11 разрядника и блок 5 управления разрядником отсутствуют в схеме устройства.

В качестве прибора 3 для регистрации напряжения может использоваться киловольтметр или другой прибор. В качестве высоковольтного регулируемого управляемого разрядника 4 целесообразно использовать высоковольтный регулируемый разрядник коаксиального типа. Датчиками 6 тока могут служить неконтактные датчики - пояса Роговского либо другие датчики как контактного, так и неконтактного типов. Блок 5 управления разрядником в простейшем виде представляет собой интегрирующую цепочку. В качестве регистрирующей аппаратуры 7 может использоваться запоминающий осциллограф, частотомер, счетчик импульсов и др.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

При использовании управляемого разрядника зазор между анодом и катодом разрядника и зазор между анодом и управляющим электродом разрядника устанавливаются на минимальное напряжение прибоя U_пр., начиная с которого проверяется работа конденсатора. При использовании неуправляемого разрядника этот зазор устанавливается между анодом и катодом разрядника.

Если контролируемый конденсатор исправен и в нем отсутствуют частичные разряды, то он в процессе контроля заряжается до заданного напряжения U_з, выдерживается на этом напряжении и разряжается. В том случае, если контролируемый конденсатор имеет дефекты и в нем происходят частичные разряды в периодическом колебательном режиме до достижения им U_з, то при превышении зарядным напряжением напряжения U_пр (имеется в виду, что напряжение возникновения частичных разрядов больше U_пр), датчиками тока в цепи регистрируются импульсы тока.

Путь прохождения частичных разрядов ограничивается плюсом испытываемого конденсатора 2, разрядником 4 и через землю - минусом конденсатора 2. Минимальное напряжение начала регистрации частичных разрядов U_пр. Например, если U_пр = 1 кВ, то фиксироваться будут только частичные разряды, появившиеся при U_з 1 кВ, в то же время конденсатор может заряжаться и до заданного напряжения, если позволяет мощность зарядного устройства, которая в данном случае должна компенсировать утечки напряжения. Прибором для регистрации напряжения определено напряжение, при котором начинаются частичные разряды.

Предлагаемые технические решения могут быть использованы для проверки, аттестации, входного и выходного контроля любых конденсаторов. Они просты, обеспечены отечественной и зарубежной элементной базой, могут использоваться как в стационарных, так и полевых условиях, не требуют специальной квалификации. Предложенные технические решения могут быть использованы на заводах, занимающихся производством конденсаторов для их пооперационного и выходного контроля, в организациях и предприятиях, занимающихся разработкой и эксплуатацией высоковольтных конденсаторов.

Использование: изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля качества высоковольтных конденсаторов. Сущность изобретения: устройство содержит источник тока, контролируемый конденсатор, прибор для регистрации напряжения, высоковольтный регулируемый разрядник, который может быть выполнен управляемым, блок управления разрядником, два датчика тока, регистрирующую аппаратуру, ключ. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.