Способ контроля состояния изделий из диэлектрических материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/00 

600 900 fZOO f50O 1600

uff

г-,

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к нера рушающему контролю диэлектрических материалов и изделий, и может быть использовано при контроле состояния изоляции высоковольтных конструкций непосредственно в процессе их эксплуатации.

Известен способ тепловой -дефектоскопии, основанный на поверхностном нагреве изделия и .регистрации распределения температуры изделия PL.

Однако этот способ не обладает высокой чувствительностью при контроле изделий из диэлектрических материалов с низкой теплопроводностью, и. не позволяет Достаточно надежно определять возможность возникновения аварийной ситуации. Кроме того, способ неприменим для контроля высоковольтных изоляторов в процессе их эксплуатации.

Известен способ контроля состояния изоляции, включающий внутренний нагрев контролируемого изделия в высокочастотном электромагнитном поле и. регистрацию распределениятемпературы поверхности изделия t2.

Однако и данный способ не позволяет контролировать изоляторы в про.цессе эксплуатации .высоковольтной установки, поскольку требует подключения их к выходу высокочастотного генератора. Кроме того, результаты носят в этом случае лишь Качественный характер. Все это снижает достоверность контроля, так как по результатам качественного контроля изделия до его подключения пЕ)иходится судить о его возможном поведении в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение достоверности способа.

Указанная цель достигается согласно способу контроля состояния изделий из диэлектрических, материалов включающему воздействие на контролируемое изделие электромагнитным полем и регистрацию распределения температуры поверхности изделия, воздействие электромагнитным полем и регистрацию распределения температуры поверхности изделия осуществляют в процессе эксплуатации изделия при номинальном напряжении/ по результатам регистрации определяют максимальный перепад температуры на поверхности изделия, а в момент скакообразного увеличения максимальног перепада температуры в два раза по сравнению с первоначальным снимают номинальное напряжение с изделия.

На чертеже приведены зависимости максимального перепада температуры на поверхности изделий из двух материалов (1 и 2) от времени.

Способ осуществляют следующим образом.

Изделие эксплуатируют при номинальном напряжении питания и по интенсивности инфракрасного излучения на его поверхности определяют расhI eдeлeниe температуры и величину максимального перепада температуры.

При приложении к изделию напряжения (рабочего или испытательного) за счет воздействия электромагнитно-г го поля рабочей частоты осуществляется нагрев не всего изделия, а только тех его iliecT, где существуют дефекты. Это обусловлено тем, что в местах расположения дефектов (микропустот, инородных включений и т.п.) за счет локального усиления электрического поля возникают источники тепловыделения, появление которых обусловлено частичными разрядами, диэлектрическими потерями. При этом картина теплового поля поверхности изделия может быть получена с помощью тепловизора. Однако появление локального перепада температуры на .поверхности еще не означает, что в изоляции изделия появились критические нарушения, предшествующие ее пробою. Такой вывод можно сделать только при увеличении максимального перепада температуры в два раза по отношению к первоначальному. Этот вывод основан на результатах обработки экспериментальных данных по исследованию развития разрушения на моделях изоляторов из различных диэлектрических материалов.

Пример . К изделиям из резины и полипропилена в количестве 150 штук прикладывают переменное напряжение пр®мышленной частоты и 20 -25 кВ. Распределение температуры поверхности изделий контролируют тепловизором АГА-680. Типичная картина изменения локального перепада температуры во времени (от момента подачи на изделение напряжения и 25 кВ вплоть до его пробоя) представлена на чертеже (по оси координат отложены значения максимального перепада температуры йТ, с, а по оси абсцисс - время с ,с, кривая 1 г- для резины, кривая 2 для полипропилена). Из графиков видно, что процесс развития разрушения состоит из трех участков: I - появление локального перепада температуры, обусловленного наличием дефекта; П - увеличение локального перепада температуры по отношению к первоначальному, обусловленное возникновением и развитием критических нарушений (эррозии изоляции от длительного воздействия частичных разрядов, диэлектрических потерь, а также дед1Дритов), предшествующее формированию канальной стадии разрушения;

111 - последующее увеличение перепада температуры, обусловленное формированием канальной стадии разрушения с последующим пробоем. Анализ характера разрушения изоляции на участках I-, 11, III проводится п6 срезам в отраженном свете для резины и в проходящем свете для полипропилена на микроскопе МИМ-7 при 60-кратном увеличении.

Как видно из графиков, увеличение значений перепада температуры на поверхности изделий- из резины (с О,25°С до 0,50°С) и полипропилена (с 0,2°С до 0,4°С) характеризует наличие в объеме изоляции критического нарушения (дендрита), предшествующего ее пробою.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить непрерывный контроль состояния изоляции непосредственно в процессе эксплуатации изделия и тем самым увеличить срок его службы. Как показали проведенные эксперименты, достоверность контроля, определявшаяся по числу выявленных до пробоя дефектных изделий, увеличилась по

сравнению с известным способом на :65. Предлагаемый способ прост в реализации и экономичен , так как позволяет осуществлять одновременный контроль группы изделий (перепад температур каждого изделия контролируется в этом случае периодически) .

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИА r.f JЛОВ, включающий воздействие на контролируемое изделие электромагнитным полем и регистрации) распределения температуры поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности способа, воздействие з лектромагнитным полем и регистрацию распределения температуры поверхности изделия осуществляют в процессе эксплуатации изделия при номинальном напряжении, по результатам регистрации определяют максима.льный перепад температуг на поверхности изделия, а в момент скачкообразного увеличения максимального перепада температуры в два раза по сравнению с первоначальным снимают номинальное НЕШря(Л жение с изделия. 4 -0-0