Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов Советский патент 1992 года по МПК G01R31/12 

Изобретение относится к способу тренировки электрической изоляции высоковольтных конструкций, например, импульсных конденсаторов, и может быть использовано в области электротехники и в технике высоких напряжений в процессе изготовления и эксплуатации высоковольтных изоляционных конструкций.

Известен способ тренировки изделий из изоляционных материалов, заключающийся в том, что между поверхностью изделия и потенциальным электродом создают воздушный зазор, через который осуществляют поверхности изделия на постоянном напряжении в течение 3- 20 с, затем постоянное напряжение отключают, приводят потенциальный электрод в контакт с поверхностью изделия, после чего воздействуют импульсным напряжением.

Недостатком этого способа является то, что вследствие нестабильности короны в воздушном зазоре поверхность изделия заряжается неравномерно, что снижает эффективность электризации изделия и не позволяет увеличить пробивное напряжение или срок службы электрической изоляции.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в том, что на . изделие из изоляционного материала через наложенные электроды в течение 10с подVJ

ю ел

о

ают постоянное напряжение, затем напряжение отключают и через 5 мс после отключения постоянного напряжения на изделия подают импульсное напряжение.

Недостатком данного способа является 5 то, что при противоположной полярности постоянного и импульсного напряжения происходит уменьшение пробивного напряжения или срока службы изделий, а при оди- наковых полярностях повышение 10 пробивного напряжения незначительно.

Цель изобретения - повышение срока эксплуатации (срока службы) изделий в электрическом поле.15

Указанная цель достигается тем, что со- ласно:способу тренировки изделий из изоляцинных материалов, при котором на изделие , воздействуют постоянным, а затем импульсным напряжением, перед воздействием на изделие постоянным напряжением его приповерхностную область облучают потоком заряженных частиц на глубину 5-10% от толщины изделия.

Вследствие облучения приповерхностной области полимерных изоляционных материалов потоком заряженных частиц при поглощенных дозах, повышающих проводимость облученного объема материала, облегчается инжекция и генерация собственных носителей заряда при воздействии как постоянного, так и импульсного напряжения. Это способствует увеличению эффективности накопления заряда в приэлектродных областях и повышению од- 35 нородности электризации изоляционного материала. Кроме того, за счет градиента проводимости и миграционной поляризации на границе необлученной и облученной частей изделия формируется двойной зарядовый слой, создающий внутреннее элект- рическое поле, направленное против внешнего. Поэтому независимо от полярности постоянного и импульсного напряжения результирующая напряженность поля в объеме изделия уменьшается, что приводит к увеличению его срока службы.

На чертеже дана, схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Образцы полиэтилена низкой плотности толщиной ,7 мм облучали в воздухе протонами с энергией 10 МэВ и плотностью тока пучка , А/см2 на разную глубину R, составляющую от одного до 45% от толщины образцов. Поглощенная доза составляла (5-6) 10 г. Глубина облучения образцов изменялась толщиной поглотителя из алюминия.

20

25

30

40

45

50

55

5 10

15

5

0

5

0

0

5

0

5

Облученные образцы 1 помещали между электродами 3 и 4 так, чтобы облученная поверхность образцов 2 контактировала с потенциальным электродом 3.

После этого на образцы воздействовали постоянным напряжением положительной или отрицательной полярности в течение 10 мин. Напряженность поля при этом составляла не менее 22 кВ/м и не более 50% от электрической прочности материала.

Нижняя граница напряженности поля обусловлена тем, что при модификации облучением приповерхностной области как неполярных, так и полярных полимерных материалов (полиэтилена, политетрафторэтилена, полиметилметакрилата и др.), эффективная их электризация и повышение ресурса начинается при кВ/мм. Верхний диапазон напряженности поля ограничен возможностью пробоя изоляционного материала, поэтому не должен превышать 50% его электрической прочности.

После зарядки образцов постоянное напряжение отключалось. Через 1 мин после отключения постоянного напряжения подавалось импульсное напряжение положительной полярности и образцы испытывались до пробоя.

Пауза между отключением постоянного и воздействием импульсного напряжения может быть любой и в каждом конкретном случае будет определяться быстродействием коммутационной аппаратуры.

Напряженность поля, при которой осуществлялся пробой образцов, составляла 75 кВ/мм, частота следования импульсрв 400 имп/с. Средний срок службы (среднее число импульсов до пробоя п) определялся по результатам испытаний 30 образцов. Результаты испытаний представлены в таблице.

Результаты испытаний показали, что средний срок службы изделий, подвергнутых тренировке по предлагаемому способу, составляет 6,5 10е имп (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения). При тренировке изделий по известному способу средний срок службы образцов из полиэтилена составляет 1,97-10 имп (при положительной полярности постоянного и импульсного напряжений) и 1,24-106 имп (при отрицательной полярности постоянного и положительной полярности импульсного напряжения).

Следовательно, при тренировке образцов полиэтилена по предлагаемому способу средний срок службы в электрическом поле при облучении приповерхностной области

на глубину 5-10% от их толщины в 4-5 раз выше, чем при тренировке по известному способу. Испытания изделий из полиметил- метакрилата и политетрафторэтилена дали аналогичные результаты.

Формула изобретения Способ тренировки изделий из полимерных изоляционных материалов, состоящий в том, что на изделие воздействуют

постоянным напряжением и после паузы воздействуют импульсным напряжением, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации в электрическом поле, изделие предварительно облучают потоком заряженных частиц на глубину 5-10% от толщины изделия, а при воздействии постоянным напряжением обеспечивают напряженность электрического поля не менее 22 кВ/мм.

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано для тренировки электрической изоляции, например, импульсных конденсаторов. Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации изделий из полимерных изоляционных материалов. За счет предварительного облучения изделия потоком заряженных частиц на глубину 5-10% от толщины изделия с последующим воздействием постоянным напряжением, обеспечивающим напряженность электрического поля не менее 22 кВ/мм, и после паузы - импульсным напряжением, повышается срок службы изделия при эксплуатации в электрическом поле. 1 ил. 1 табл. ё