УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1999 года по МПК G01R27/22 

Описание патента на изобретение RU2125272C1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля показателей изолирующих жидкостей, например трансформаторного масла.

Существующие устройства (см. а.с. СССР N 572697, кл. G 01 N 27/06 // G 01 R 27/22, 1977) не обеспечивают оперативного контроля из-за невозможности измерения показателей изолирующих жидкостей в составе маслонаполненных электроаппаратов.

Известно устройство контроля изолирующих жидкостей (см. а.с. N 1774285, кл. G 01 R 27/22, 1990), содержащее основание, на котором установлена электродная система, включающая измерительный электрод, выполненный в виде пластины, высоковольтный электрод, выполненный в виде двух пластин, электрод-стержень и вентиль для выпускания воздуха, а также выводы для соединения с измерительной схемой.

Недостатком устройства является неуниверсальность при измерении показателей из-за невозможности обеспечения требуемого температурного режима контролируемой жидкости без дополнительных устройств.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения температурного режима контролируемой жидкости.

В данное устройство введены теплоизолирующий стакан, имеющий штуцеры для заполнения контролируемой жидкостью, в котором устанавливаются электродная система и термоэлектрический преобразователь, насос и нагреватель, образующие контур циркуляции контролируемой жидкости с теплоизолирующим стаканом, а также схема управления, включающая электронный усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическим преобразователем, а выход связан с индикатором и инвертирующим входом дифференциального усилителя, источник опорного напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с регулятором температуры, связанным с нагревателем.

На фиг.1 представлена схема устройства контроля изолирующих жидкостей в двух проекциях (на профильной проекции теплоизолирующий стакан с контролируемой жидкостью, контур циркуляции и схема управления условно не показаны). Устройство содержит основание 1, к которому крепятся с помощью выводов 2 - 4 электродная система, включающая измерительный электрод 5, выполненный в виде пластины, высоковольтный электрод 6, выполненный в виде двух пластин, и электрод-стержень 7, а также термоэлектрический преобразователь 8 и вентиль для выпускания воздуха 9, установленные в теплоизолирующий стакан 10, снабженный штуцерами 11 для заполнения контролируемой жидкостью 12, а также насос 13 и нагреватель 14, образующие контур циркуляции контролируемой жидкости 12 с теплоизолирующим стаканом 10, схему управления, включающую электронный усилитель 15, вход которого соединен с термоэлектрическим преобразователем 8, а выход связан с индикатором 16 и инвертирующим входом дифференциального усилителя 17, источник опорного напряжения 18, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 17, выход которого соединен с регулятором температуры 19, связанным с нагревателем 14.

Вывод 2 соединен с пластиной 5 измерительного электрода, вывод 3 - с пластинами 6 высоковольтного электрода, а вывод 4 - с электродом стержнем 7. Зазоры между пластинами 5 и 6, а также стержнем 7 и пластиной 6 устанавливаются с помощью соответствующих изоляционных прокладок, винтов и гаек. Выводы 2 - 4 соединены с проходными изоляторами 20 и 21, к которым подключается измерительная схема. Термоэлектрический преобразователь 8 со схемой управления соединен с помощью проходного изолятора 21.

Устройство работает следующим образом.

В штуцеры 11 стакана 10 вставляются заглушки 22, стакан 10 заполняется контролируемой жидкостью 12. Затем электродная система и термоэлектрический преобразователь 8 опускаются в контролируемую жидкость 12, которая заполняет зазоры между пластинами 5, 6 и стержнем 7. Электродная система через изоляторы 20, 21 подключается к измерительной схеме для контроля показателей контролируемой жидкости. При контроле пробивного напряжения используются выводы изоляторов 20 (соединенные с выводом 3) и 21. С помощью насоса 13 и нагревателя 14 контролируемая жидкость 12 равномерно нагревается по всему объему стакана 10. Электрическое напряжение с термоэлектрического преобразователя 8 через электронный усилитель 15 поступает на индикатор 16 и инвертирующий вход дифференциального усилителя 17. Одновременно с источника опорного напряжения 18 на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 17 подается электрический сигнал, соответствующий требуемой температуре контролируемой жидкости 12. Напряжение, пропорциональное разности требуемой и температуры контролируемой жидкости 12, поступает на вход регулятора температуры 19, который вырабатывает сигнал управления мощностью нагревателя 14.

Устройство позволяет контролировать пробивное напряжение, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическую проницаемость, удельное сопротивление и электропроводность жидких диэлектриков при соблюдении требуемого температурного режима.

Пробивное напряжение Uпр (кВ) определяется как среднеарифметическое по результатам шести измерений.

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется по формуле

где
C1, tgδ1 - соответственно емкость и тангенс угла диэлектрических потерь при заполнении межэлектродного зазора контролируемой жидкостью;
C0, tgδ0 - - соответственно емкость и тангенс угла диэлектрических потерь при заполнении межэлектродного зазора воздухом;
Cп - паразитная емкость устройства, обусловленная наличием изоляционных конструкций, емкости проводов и т.д.


где
Cк - емкость при заполнении межэлектродного зазора устройства жидким диэлектриком с известным значением εк.
Относительная диэлектрическая проницаемость определяется следующим образом

Удельное объемное сопротивление ρv (Ом • м) определяется выражением
ρv = 0,113C0Rv1012,
где
Rv - измеренное значение объемного электрического сопротивления.

Удельная электропроводность σ (Ом-1 • м-1)

где
d - зазор между пластинами электродной системы;
S - площадь перекрытия пластин электродной системы.

Для ускорения взаимодействия электродов 5, 6 и изоляционных прокладок с контролируемой жидкостью 12 пластины 5, 6 изготовлены, например, из нержавеющей стали 12Х18Н9Т, а изоляционные прокладки - из фторопласта-4.

Вентиль 9 представляет собой винт с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями, при выкручивании которого выпускается воздух, например, при установке устройства контроля в маслонаполненном электроаппарате.

Теплоизолирующий стакан 10 представляет собой металлическую емкость, покрытую снаружи слоем теплоизоляции, например, стекловаты (на фиг.1 условно не показано).

Индикатор 16 включает аналого-цифровой преобразователь и цифровое табло.

Источник опорного напряжения 18 представляет собой цифроаналоговый преобразователь, цифровой код на входе которого соответствует требуемой температуре.

В устройстве изоляторы 20, например, могут быть выполнены из фторопласта-4, изоляторы 21 - типа ИКП-3.

Наличие штуцеров 11 и фланцев 23 у теплоизолирующего стакана 10 позволяет устанавливать предложенное устройство, например, в ветви регенерации масла силового трансформатора.

Пример установки устройства контроля в ветви регенерации масла приведен на фиг.2.

Ветвь регенерации содержит бак 24 трансформатора, заполненный маслом, термосифонный фильтр 25 регенерации масла, вентили 26 для перекрывания поступления масла, фланцы 23 для установки устройства контроля, устройство контроля 27 (схема управления условно не показана), крышку 28 устройства контроля.

Универсальность устройства позволяет использовать его для измерения основных электроизоляционных показателей контролируемых жидкостей при необходимых температурах, а также снимать температурные зависимости определяемых показателей.

За счет обеспечения оперативности контроля состояния жидкой изоляции повышается надежность работы силовых трансформаторов, что повышает надежность снабжения электрической энергией потребителей.

Наличие аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей в схеме управления позволяет автоматизировать процесс контроля.

Похожие патенты RU2125272C1

название год авторы номер документа
Устройство для контроля жидких диэлектриков 1990
  • Митрофанов Георгий Алексеевич
  • Поляков Игорь Натанович
  • Ведин Игорь Владимирович
  • Калаев Юрий Владимирович
  • Бородин Игорь Алексеевич
SU1774285A1
Устройство для измерения электрической проводимости жидкости 1990
  • Личков Сергей Геннадиевич
SU1721542A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ В РАСТВОРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Баршутин С.Н.
  • Шелохвостов В.П.
  • Чернышов В.Н.
RU2188411C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ В РАСТВОРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Сазонов В.В.
  • Килимник А.Б.
  • Шелохвостов В.П.
  • Чернышов В.Н.
RU2244917C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА МЕДА В УЛЬЕ 1999
  • Дрейзин В.Э.
  • Рыбочкин А.Ф.
  • Захаров И.С.
RU2163758C2
Устройство для измерения напряженности электрического поля 1983
  • Струминский Виктор Иванович
SU1116399A1
Сигнализатор уровня жидкости 1990
  • Брайнес Алевтина Самуиловна
  • Заболотнов Вячеслав Федорович
  • Калачев Владислав Викторович
  • Уваров Игорь Александрович
SU1744504A1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОШАРИКОВЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ 2014
  • Сафинов Шамиль Саидович
  • Галлямов Роберт Наилевич
RU2566428C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ И ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ 2000
  • Михеев Г.М.
RU2176786C2
Шариковый расходомер электропроводной жидкости 2020
  • Пущенко Денис Николаевич
  • Садыков Руслан Рашитович
  • Сафинов Шамиль Саидович
RU2762946C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 125 272 C1

Реферат патента 1999 года УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения температурного режима контролируемой жидкости. В устройство дополнительно введены теплоизолирующий стакан, имеющий штуцеры для заполнения контролируемой жидкостью, в котором устанавливаются электродная система и термоэлектрический преобразователь, насос и нагреватель, образующие контур циркуляции контролируемой жидкости с теплоизолирующим стаканом, а также схема управления, включающая электронный усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическим преобразователем, а выход связан с индикатором и инвертирующим входом дифференциального усилителя, источник опорного напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с регулятором температуры, связанным с нагревателем. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 125 272 C1

Устройство контроля изолирующих жидкостей, содержащее основание, на котором установлены электродная система, включающая измерительный электрод, выполненный в виде пластины, высоковольтный электрод, выполненный в виде двух пластин, электрод-стержень, вентиль для выпускания воздуха, а также выводы для соединения с измерительной схемой, отличающееся тем, что в него дополнительно введены теплоизолирующий стакан, имеющий штуцеры для заполнения контролируемой жидкостью, в котором устанавливаются электродная система и термоэлектрический преобразователь, насос и нагреватель, образующие контур циркуляции контролируемой жидкости с теплоизолирующим стаканом, а также схема управления, включающая электронный усилитель, вход которого соединен с термоэлектрическим преобразователем, а выход связан с индикатором и инвертирующим входом дифференциального усилителя, источник опорного напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с регулятором температуры, связанным с нагревателем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2125272C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Устройство для контроля жидких диэлектриков 1990
  • Митрофанов Георгий Алексеевич
  • Поляков Игорь Натанович
  • Ведин Игорь Владимирович
  • Калаев Юрий Владимирович
  • Бородин Игорь Алексеевич
SU1774285A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Устройство для измерения электропроводности жидкой фазы газожидкостных сред 1975
  • Кафаров Виктор Вячеславович
  • Шестопалов Владимир Валерьевич
  • Комиссаров Юрий Алексеевич
  • Ефанкин Владимир Григорьевич
  • Ескендиров Шарипжан Заханович
  • Семенов Геннадий Николаевич
SU572697A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
УСТРОЙСТВО СЕКРЕТНОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ 1992
  • Гаврилов Михаил Иванович
  • Марасанова Виолетта Юрьевна
  • Урядников Юрий Федорович
RU2032991C1

RU 2 125 272 C1

Авторы

Митрофанов Г.А.

Стрельников М.Ю.

Венедиктов С.В.

Альмянов А.А.

Поляков И.Н.

Кыштымов В.А.

Даты

1999-01-20Публикация

1997-03-25Подача