УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ Российский патент 1997 года по МПК G01R31/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах контроля электрической прочности изоляции, испытываемой постоянным напряжением.

Наиболее известным устройством контроля изоляции при испытании постоянным напряжением является устройство, содержащее (Д.Вайда. Исследование поврежденной изоляции М. Энергия, 1968, с. 271, рис.2.6) ограничивающий резистор и амперметр, включенные последовательно с контролируемой изоляцией. С помощью этого устройства оценивают электрическую прочность изоляции по принципу, есть в ней пробой или нет, при заданной величине испытательного напряжения. Если нет пробоя, то амперметр, в зависимости от его чувствительности, либо не показывает никакого тока, либо показывает ток утечки изоляции. Если есть пробой, то амперметр должен показать ток пробоя. Обычно этот ток ограничивают величиной 10 мА (Справочник по электротехническим материалам. / Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2. М. Энергия, 1974, с. 538). Ограничения достигают с помощью ограничивающего резистора.

Однако рассмотренное устройство контроля обладает недостатком оно требует значительной мощности источника испытательного напряжения. При указанной величине тока пробоя I_пр 10 мА полезная мощность источника, рассчитываемая по формуле
P_ист I_пр • U_ист 10^-2 • U_ист [Вт] (1)
может достигать больших значений при большой величине испытательного напряжения.

Целью изобретения является снижение мощности источника постоянного испытательного напряжения при контроле электрической прочности изоляции.

Цель достигается тем, что в известном устройстве контроля электрической прочности изоляции постоянным напряжением, содержащем источник испытательного напряжения, соединенным с вольтметром и объектом контроля, к которому подключены последовательно соединенные ограничивающий резистор и амперметр, параллельно резистору с большим сопротивлением и амперметру подключают последовательно соединенные резистор с малым сопротивлением и конденсатор.

Такое конструктивное решение устройства контроля обеспечивает следующее. Резистор с малым сопротивлением и конденсатор создают путь для тока формирования электрического пробоя, возникающего в конртролируемой изоляции. По мере завершения формирования пробоя конденсатор заряжается, ток через него прекращается, а ток пробоя начинает полностью протекать через ограничивающий резистор и амперметр. Сопротивление ограничивающего резистора задает величину тока, достаточную только для поддержания пробоя в изоляции (тока разряда). Т. е. в предлагаемом устройстве ток проьбоя изоляции в различные интервалы времени протекает через различные цепи. В течение очень короткого времени (1-100 нс) формирования пробоя почти весь ток протекает через резистор с малым сопротивлением, а все остальное время, необходимое для поддержания пробоя и его фиксации, только через резистор с большим сопротивлением. Так как ток поддержания пробоя много меньше формирования пробоя, то и мощность, протребляемая от источника испытательного напряжения, будет много меньше мощности, рассчитываемой по формуле (1), т.е. мощности, необходимой для фиксации пробоя при наличии только одного резистора.

Сущность изобретения рассматривается на примере применения его в устройстве для конртроля электрической прочности изоляции и поясняется прилагаемым чертежом, на котором изображено: источник постоянного испытательного напряжения 1, объект контроля 2, вольтметр 3, ограничивающий резистор 4, амперметр 5, резистор с малым сопротивлением 6, конденсатор 7.

Устройство работает следующим образом. В режиме определения напряжения пробоя изоляции объекта контроля 2 производят подъем постоянного испытательного напряжения от источника 1. Величину напряжения контролируют вольтметром 3. В момент, когда напряжение достигнет уровня пробоя изоляции, возникает ток пробоя, который в течение времени формирования t_ф пробоя протекает через резистор с малым сопротивлением R_б и конденсатор 7 с емкостью С_б. Через время блокировки t_б 3R_бC_б, которое должно быть больше времени t_ф, зарядится конденсатор 7 и ток пробоя начнет протекать через резистор 4 с большим сопротивлением R_огр и амперметр 5. По показанию амперметра судят о наличии пробоя в изоляции.

Если при заданной величине испытательного напряжения изоляция не пробивается, то амперметр показывает либо ток утечки изоляции, либо не показывает никакого тока в зависимости от чувствительности амперметра.

Таким образом, устройство контроля электрической прочности изоляции постоянным напряжением обладает следующими преимуществами.

1. Позволяет снизить мощность, потребляемую от источников постоянного испытательного напряжения не менее чем в десять раз.

2. Предохраняет от значительных разрушений тонкие диэлектрические пленки при исследовании или измерении их электрической прочности. В этом случае предложенное устройство контроля упрощает "Устройство для неразрушающего контроля и измерения микропробоя в диэлектрике МДП-структур" (а.с. СССР N 767673, кл. G 01 R 31/26, 1980).

3. Повышает точность измерения напряжения пробоя малых газовых промежутков (меньше 1 мм), так как уменьшение тока газового разряда снижает степень разрушения поверхности электродов, а качество поверхности электродов наиболее сказывается именно при малых межэлектродных расстояниях.

Использование: в электротехнике, в устройствах контроля электрической прочности изоляции, испытываемой постоянным напряжением. Сущность изобретения: за счет включения параллельно резистору с большим сопротивлением 4 и амперметру 5 последовательно соединенных резистора с малым сопротивлением 6 и конденсатора 7 достигается, что ток поддержания пробоя много меньше тока формирования пробоя и мощность, потребляемая от источника испытательного напряжения, будет много меньше мощности, необходимой для фиксации пробоя при наличии только одного резистора. 1 ил.

Устройство для контроля электрической прочности изоляции, содержащее источник испытательного напряжения с выводами для подключения к объекту контроля, последовательно с источником испытательного напряжения включен вольтметр, ограничительный резистор с выводом для подключения к объекту контроля, другой вывод резистора соединен последовательно с амперметром, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные резистор и конденсатор, включенные параллельно ограничительному резистору и амперметру, при этом сопротивление введенного резистора меньше сопротивления ограничительного резистора.