Способ неразрушающего контроля качества изоляции электротехнических изделий Советский патент 1991 года по МПК G01R31/00 G01R31/12 

Изобретение относится к неразрушающему контролю высоковольтных электротехнических изделий и может быть использовано для контроля состояния изоляции конденсаторов, кабелей, трансформаторов, электрических машин и пр,

Цель изобретения - увеличение точности оценки размеров источников частичных разрядов и надежности прогнозирования работоспособности изоляции путем одновременного измерения импульсов частичных разрядов и величины воздействующего напряжения при постепенном нарастании последнего с последующим анализом полученных групп частичных разрядов, относящихся к различным математическим мрделям.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующая способ неразрушающегося контроля качества изоляции электротехнических изделий.

Регистрацию амплитуд всех частичных разрядов и напряжений их возникновения проводят при непрерывном возрастании мгновенного напряжения на разряженном изделии, составляют наиболее вероятный перечень моделей источников частичных разрядов, присутствующих в изделии, осуществляют разбивку всей исходной совокупности частичных разрядов на группы путем последовательного перебора частичных разрядов с проверкой их принадлежности к одному источнику частичных разрядов, сопоставляя теоретические характеристики первой из упомянутого перечня модели исО

ю

со

00

точника частичных разрядов с экспериментальными из исходной совокупности и отбирая в первую группу экспериментальные частичные разряды по величине критерия оптимальности, затем находят среднюю величину критерия оптимальности по отобранной группе частичных разрядов, повторяют упомянутый перебор для других моделей источников частичных разрядов из упомянутого перечня, выбирают модель источника частичных разрядов с наименьшей величиной среднего значения критерия оптимальности, исключают отобранную группу частичных разрядов из исходной совокупности частичных разрядов, повторяют упомянутую разбивку для оставшейся совокупности частичных разрядов до исчерпания исходной совокупности частичных разрядов, после чего о числе источников частичных разрядов судят по числу отобранных групп, а о размерах источников судят по параметрам частичных разрядов, отнесенных к данной группе.

Устройство содержит источник I высокого линейно-возрастающего напряжения, испытательную ячейку II, измеритель III частичных разрядов, измеритель IV высокого напряжения, блок V обработки информации.

В свою очередь упомянутые блоки состоят из следующих узлов: источник I высокого напряжения содержит генератор 1, счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, коммутатор 4, усилитель мощности 5, трансформатор 6, умножитель 7 напряжения.

Измеритель IV высокого напряжения содержит преобразователь 8 напряжения, цифровой вольтметр 9. Измеритель III частичных разрядов содержит фильтр 10 верхних частот, элемент 11 памяти, формирователь 12 импульсов записи, импульсный логарифмический аналого-цифровой преобразователь 13, оперативно запоминающее устройство 14. Блок V обработки информации содержит ЭВМ 15, узел 16 вывода информации. Испытательная ячейка II содержит защитный резистор 17 (R3), образцовый конденсатор 18 (Со), испытуемый объект 19 (Сх), образцовый резистор 20 (Ro).

При этом первый выход генератора 1 подключен к входу счетчика 2, выходная многоразрядная шина которого подключена к соответствующей входной шине цифро- аналогового преобразователя 3, а его выход подключен к первому входу коммутатора 4, второй вход которого подключен ко второму выходу генератора 1, а третий вход подключен к третьему выходу ЭВМ 15, выход коммутатора 4 подключен через последовательно включенные усилитель 5 мощности и трансформатор 6 к входу умножителя 7 напряжения, выходные клеммы умножителя 7

напряжение подключены к испытательной ячейке II и параллельно к испытательной ячейке II и параллельно к входным клеммам преобразователя 8 напряжения, выход которого подключен к входу цифрового вольтметра 9, выходные клеммы испытательной ячейки II подключены ко входным клеммам фильтра 10 верхних частот, к выходу фильтра верхних частот параллельно подключены первый вход элемента 11 памяти и вход формирователя 12 импульсов записи, первый выход формирователя 12 импульсов записи подключен ко второму входу элемента 11 памяти и второму входу импульсного логарифмического аналого-цифрового преобразователя 13, первый вход которого подключен к выходу элемента 11 памяти, а многоразрядная выходная шина подключена соответственно к первой входной шине оперативно запоминающего устройства 14,

вторая многоразрядная шина которого подключена к соответствующей выходной шине цифрового вольтметра 9, выходная многоразрядная шина оперативно запоминающего устройства 14 подключена к входной

шине ЭВМ 15, а выходная шина ЭВМ 15 подключена к входной шине узла 16 вывода информации, выход оперативно запоминающего устройства подключен к управляющему входу цифрового вольтметра-9,

управляющий вход оперативно запоминающего устройства 14 подключен к первому выходу ЭВМ 15, второй управляющий выход которой подключен к входу узла вывода информации.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал калиброванной частоты от генератора 1 поступает на счетчик 2, выходной

5 сигнал с которого поступает на цифро-аналоговый преобразователь 3, формирующий два разнополярных, но равных по модулю, напряжения. С помощью коммутатора 4 формируется прямоугольный периодиче0 ский сигнал, амплитуда которого линейно возрастает во времени. Затем этот сигнал усиливается в усилителе 5, трансформируется в высокое напряжение в трансформаторе 6, а затем выпрямляется и умножается

5 по амплитуде в умножителе 7 напряжения. На выходе последнего получается высокое постоянное линейно-возрастающее напряжение величиной до 80 кВ со временем нарастания до предельного значения от 5 до 240с.

Из блока I высокое напряжение поступает в испытательную ячейку II и через защитный резистор 17 подается на испытуемый образец 19. С ростом напряжения постепенно достигается порог, при ко- тором зажигается частичный разряд в дефектном месте изоляции испытуемого изделия. Электрический импульс, соответствующий этому частичному разряду, замыкается через резистор 20 и образцовую емкость 18, вызывает падение напряжения на резисторе 20,

Сигнал, соответствующий амплитуде частичного разряда, из блока II направляется в измеритель III частичных разрядбв. С помощью фильтра 10 убираются помехи низкой частоты. В элементе 11 памяти происходит кратковременное запоминание амплитуды сигнала, а в формирователе 12 происходит формирование импульса запи- си. Затем сигнал с элемента 11 памяти поступает в импульсный логарифмический аналого-цифровой преобразователь 13, где осуществляется преобразование сигнала в цифровой код, который по команде импуль- са записи поступает в оперативно-запоминающее устройство 14.

Особенностью устройства, реализующего предлагаемый способ неразрушающего контроля качества изоляции электротехнических изделий, является одновременная регистрация амплитуды импульсов частичных разрядов и величины напряжения, при котором эти разряды возникают. Формирование кода, соответству- ющего величине высокого напряжения, осуществляется в измерителе III. Здесь измеряемое высокое напряжение поступает на преобразователь 8 (в простейшем случае это омический высоковольтный делитель ), после чего измеряется с помощью цифрового вольтметра 9, цифровой код с которого подается в оперативно запоминающее устройство 14.

Таким обарзом, в узле 14 при поступле- нии сигнала записи фиксируется информационное слово, состоящее из двух частей, т.е. из кодов амплитуды импульса частичного разряда и величины высокого испытательного напряжения, при котором этот разряд возник.

Информация из оперативно-запоминающего устройства 14 поступает в блок V обработки информации, где с помощью ЭВМ 15 по заданной программе происходит управление процессом испытания изделия и обработка получаемой информации. Отражение текущей информации, а также результатов оценки качества изоляции испытуемого изделия осуществляется в узле 16 вывода информации (дисплей или цифро- печатающее устройство).

Формула изобретения Способ неразрушающего контроля качества изоляции электротехнических изделий, включающий в себя подачу на изделие возрастающего испытательного напряжения, превышающего напряжение возникновения частичных разрядов, а также анализ частичных разрядов с использованием математических моделей источников частичных разрядов, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности оценки размеров источников частичных разрядов и надежности прогнозирования работоспособности изделия, регистрацию амплитуд всех частичных разрядов и напряжений их возникновения проводят при подаче на незаряженное или предварительно разряженное изделие линейно возрастающего испытательного напряжения постоянного тока, в ходе подьема напряжения производят разбивку всех возникающих частичных разрядов на группы, относящиеся к источникам частичных разрядов того или иного типа, причем в каждой группе должно оказаться не менее двух частичных разрядов, постоянно проверяют, чтобы не осталось ни одного частичного разряда, не отнесенного к той или иной группе, а подъем напряжения прекращают, если напряжение возникновения последнего идентифицированного частичного разряда оказывается равным заданному рабочему напряжению изделия или, если испытательное напряжение становится разным предельно допустимому напряжению для данного изделия, а в целом по результатам испытания о числе источников частичных разрядов судят по числу групп, а о размерах источников частичных разрядов судят по параметрам частичных разрядов,отнесенных к данной группе.

/

Изобретение может быть использовано в устройствах контроля состояния изоляции конденсаторов, кабелей, трансформаторов, электрических машин и других высоковольтных электротехнических изделий Цель изобретения - увеличение точности оценки размеров источников частичных разрядов и надежности прогнозирования работоспособности изоляции электротехнических изделий. Измерение импульсов частичных разрядов производят при непрерывном возрастании мгновенного напряжения на разряженном изделии, одновременно фиксируя величину напряжения, при котором возникают эти разряды. В последующем осуществляют разбивку всей совокупности частичных разрядов на группы, соответствующие определенным математическим моделям по результатам анализа этих групп судят о числе и размерах источников частичных разрядов. 1 ил. ч Ј

N. R

L.