Устройство для контроля жидких диэлектриков Советский патент 1992 года по МПК G01R27/22 

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

Существующие устройства (см. Бажа- нов С.А., Воскресенский В.Ф. Профилактические испытания изоляции оборудования высокого напряжения.- М.: Энергия, 1977, с. 288) не позволяют одновременно контролировать основные электроизоляционные показатели жидких диэлектриков (пробивное напряжение, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическую проницаемость, удельные сопротивление и электропроводность).

Недостатком устройств является неуниверсальность при измерении электроизоляционных показателей жидких диэлектриков.

Известно устройство для контроля электроизоляционных показателей жидких диэлектриков (см. Авторское свидетельство СССР № 572697. кл. G 01 N 27/06 //G 01 R 27/22, 1977), содержащее измерительный электрод, изолированный от него высоковольтный электрод, основание и выводы для соединения с измерительной схемой.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения пробивного напряжения и оперативного контроля жидких диэлектриков непосредственно в электроаппаратах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем измерения пробивного напряжения.

Для достижения цели устройство снабжено основанием, на котором установлены электродная система, включающая, измерительный и высоковольтный элект-: роды, электрод-стержень, а также карман для термометра и вентиль для выпусканий воздуха. Зазор между измерительным и высоковольтным электродами обеспечен с помощью изоляционных конструкций.

На фиг.1 изображено устройство для контроля жидких диэлектриков в двух проекциях.

Устройство содержит основание 1, к которому с помощью выводов 2-4 прикреплена электродная система, включающая измерительный электрод 5, выполненный в виде пластины, высоковольтный электрод 6, выполненный в виде двух пластин, электрод-стержень 7, а также карман 8 для термометра и вентиль 9 для выпускания воздуха.

Ј

X)

2

hO 00

ел

Вывод 2 соединен с пластиной 5 измерительного электрода, вывод 3-е пластинами 6 высоковольтного электрода, а вывод 4 - с электродом-стержнем 7. Зазор между пластинами 5 и 6, равный 2 мм, обеспечен изоляционными втулками 10 и прокладками 11, которые фиксируются с помощью винтов 12, гаек 13 и шайб 14. Зазор между стержнем 7 и пластиной 6 устанавливается с помощью гаек 15. Выводы 2-4 соединены с проходными изоляторами 16 и 17, к которым подключается измерительная схема.

Устройство работает следующим образом.

Электродная система устройства и карман 8 для термометра опускаются в контролируемую жидкость, которая заполняет зазор между пластинами 5, б и стержнем 7. В карман 8 вставляется термометр. Электродная система через проходные изоляторы 16, 17 подключается к измерительной схеме для контроля электроизоляционных показателей жидких диэлектриков. При контроле пробивного напряжения используются изоляторы 16, остальных показателей - изоляторы 16 (соединенный с выводом 3) и 17.

Устройство позволяет контролировать пробивное напряжение, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическую проницаемость, удельное сопротивление и электропроводность жидких диэлектриков.

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

Тангенс угла диэлектрически,, потерь определяется по формуле

(tgu

Co Ci

tg do),

где Ci, tg 5i - соответственно емкость и тангенс угла диэлектрических потерь при заполнении межэлектродного зазора устройства контролируемой жидкостью;

Со, tg&- соответственно емкость и тангенс угла диэлектрических потерь при заполнении межэлектродного зазора устройства воздухом;

Сп паразитная емкость устройства, обусловленная наличием изоляционных конструкций, емкости проводов и т.д.

СпСо Јк - Ск Зс-1

где Ск - емкость при заполнении межэлектродного-зазора устройства жидким диэлектриком с известным значением ЕК.

Относительная диэлектрическая проницаемость определяется следующим образом:

о

Ci - сп

Со - Сп

Удельное обьемное электрическое сопротивление рч (Ом- м) определяется выра- жением

0,113 CoRv Ю12,

где Rv - измеренное .значение объемного электрического сопротивления.

Удельная электропроводность гг( х )

20

а1 d /V Rv S

где d - зазор между пластинами электродной системы;

S - площадь перекрытия пластин элект- родной системы.

Для устранения взаимодействия электродов 5, 6 и изоляционных конструкций 10, 11с контролируемой жидкостью пластины 5, 6 электродной системы изготовлены, например, из нержавеющей стали марки

12Х18Н9Т, а втулки 10 и прокладки 11 - из фторопласта-4.

Для измерения температуры контролируемой жидкости используется термометр, устанавливаемый в кармане 8.

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

Использование электродной системы стержень - плоскость для измерения пробивного напряжения позволяет значитель- но снизить значение Unp, что позволяет использовать предложенное устройство для контроля электрической прочности, например, трансформаторного масла непосредственно в составе работающих электроаппаратов.

В устройстве изоляторы 16 выполнены из фторопласта-4, изолятор 17 - стандартный, например, типа ИКП-3.

Пример установки устройства контроля в цепи регенерации масла силового трансформатора приведен на фиг.2.

Цепь регенерации содержит бак 18 трансформатора, заполненный маслом, термосифонный фильтр 19 непрерывной регенерации масла, вентили 20 для перекрывания поступления масла, колено 21 циркуляционной трубы, фланцы 22 для установки колена, измерительную камеру 23 (изображена со снятой крышкой) для установки ус- тройства контроля, устройство 24 для контроля показателей масла.

Универсальность устройства позволяет использовать его для измерения основных электроизоляционных показателей жидких диэлектриков,

Возможность свободного циркулирования контролируемой жидкости между электродами измерительной ячейки открытого типа и наличие вентиля для выпускания воз- духа позволяют контролировать показатели ЖИДКОРО диэлектрика, например, трансформаторного масла непосредственно в работающих электроаппаратах без трудоемкого отбора проб и их анализа в испытательной лаборатории.

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

Формула изобретения Устройство для контроля жидких диэлектриков, содержащее измерительный электрод, изолированный от него высоковольтный электрод, основание, а также выводы для соединения i с измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения пробивного напряжения, оно дополнительно содержит установленный на. основании электрод- стержень, карман для термометра и воздуш- ный вентиль, причем высоковольтный электрод установлен с возможностью перемещения.

Сущность изобретения: устройство содержит основание, электрод-стержень, карман для термометра. Устройство позволяет контролировать пробивные нагружения, тангенс угла диэлектрических потерь, диэлектрическую проницаемость, удельные сопротивление и электропроводность жидких диэлектриков. 2 ил

18

17

12

CPud

13

22 2321 22

Фиг. 2

79