Анализатор пробоев изоляции Советский патент 1980 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к элекв-роизмерительной технике и может быть использовано для определения характера (тепловой или электрический) пробоев, возникающих в испытуемой электрической цепи во время проведе ния профилактических испытаний ее изоляции повышенным напряжением. Известны устройства для регистра ции незавершенных пробоев и частичн разрядов, содержащие датчик импульсов, фильтр высоких частот, усилитель и блок регистрации 1. Недостатком этих устройств является то, что они не способны опреде лить характер (тепловой или электри ческий) пробоя изоляции. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для регистрации пробоев изо ляции, содержащее первый и второй фкльтры высоких частот, первый и вт рой усилители-формирователи, блок совпадений, блок регистрации, индикатор и источник высокого напряжения 2 . Это устройство также не способно определить характер (тепловой или электрический) пробоев, возникающих в изоляции испытуемых целей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй фильтры высоких частот, выходы которых соединены со входами соответственно первого и второго усилителей-формирователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока совпадений, выход которого соединен со входом первого блока регистрации, первый выход которого соединен со входом первого индикатора, источник высокого напряжения, выход которого соединен со входом испытуе1 эй электрической цепи, введены датчик тока, датчик напряжения, пороговый элемент, формирователь, блок задержки, второй блок регистрации и второй индикатор, приче;м вход второго индикатора соединен с выходом второго блока регистрации, первый вход которого соединен со вторым выходом первого блока регистрации, а второй вход соединен с выходом блока задержки, вход которого соединен с выходом формирователя, вход которого соединен с выходом порогового элемента, вход которого соединен со входом второго

фильтра высоких частот и выходом дачика тока, вход которого соединен с выходом источника высокого напряжения и входом датчика напряжения, выход которого соединен со входом первого фильтра высоких частот.

На чертеже представлена блок-схе анализатора пробоев изоляции.

Анализатор содержит датчик 1 напряжения, датчик 2 тока, фильтры 3 и 4 высоких частот, усилители-формирователи 5 и б, блок 7 совпадений блоки 8 и 9 регистрации, пороговый элемент 10, . формирователь 11, блок 12 задержки, индикаторы 13 и 14 и источник 15 высокого напряжения.

Анализатор работает следующим образом.

С выхода источника 15 высокого напряжения испытательное напряжение поступает на испытуемую электрическую цепь 16, ко входу которой подключаются датчик 1 напряжения и датчик 2 тока.

Испытуемую электрическую цепь 16 можно рассматривать как конденсатор, образованный двумя электродами, между которыми расположена проверяемая изоляция. При пробое этого конденсатора в цепи возникает волна роста тока через дефектную зону и волна снижения напряжения и на электродах, которые связаны между собой соотношением

du

dt

где Сд - входная емкость испытуемой электрической цепи 16, непосредственно примыкающая к зоне повреждения и участвующая в формировании фронта волны.

Из этого соотношения вытекает, что фронт волны тока всегда опережает волны напряжения, так что волна тока достигает своего максимума в момент времени, когда фронт волны напряжения достигает точки перегиба. Так как входная емкость испытуемой электрической цепи 16 величина постоянная, -то сдвиг между фронтами волн тока и напряжения определяется скоростью протекания процесса пробоя, т.е. величинами производных du , di

dT- w

Следовательно, на выходах датчика 1 напряжения и датчика 2 тока соответствующие импульсы оказываются сдвинутыми во времени друг относительно друга. Этот сдвиг тем больше, чем ниже значения производных di

-у т.е. чем медленнее идет прои

dt

цесс нарастания тока через дефектную зону изоляции.

Таким образом, по величина сдвига между фронтами импульсов тока и напря Жения судят о величине производных

-щ- и и при малых величинах сдвига делается заключение об электрическом характере пробоя, а при больших - о тепловом характере пробоя.

При регистрации электрического пробоя изоляции волны спада напряжения и роста тока, порождаеьие пробоем изоляции, преобразуются соответственно датчиком 1 напряжения и датчиком 2 тока в импульсы напряжения, фронты которых сдвинуты во времени. Далее эти импульсы через фильтры 3 и 4 высоких частот подавляющие частоту испытательного напряжения, воздействуют передними фронтами на входы соответствующих усилителейФормирователей 5 и 6, которые вырабатывают однополярные импульсы, нормированные по амплитуде и длительности, необходимые для работы последующего блока 7 совпадений.

Величина возможного сдвига между фронтами волн напряжений и тока, соответствующего электрическому пробою изоляции испытуемой электрической цепи 16, задается длительностью нормированных импульсов, вырабатываемых усилителями-формирователями 5 и 6, И анализируется блоком 7 совпадений, который вырабатывает сигнал, воздействующий на блок 8 регистрации и индикатор 13, если на его входах одновременно присутствуют нормированные импульсы, что регистрируется как электрический пробой изоляции.

Если в испытуемой электрической цепи 16 имеет место тепловой пробой,

dudi

то величины производных -дт- и -дтмалы, и сдвиг между фронтами импульсов на выходах датчика 1 напряжения и датчика 2 тока превышает длительность нормированного импульса, вырабатываемого усилителем-формирователем 6. В этом случае сигнал на выходе блока 7 совпадений отсутствует, и индикатор 13 остается в исходном состоянии, а сигнал о росте тока в испытуемой электрической цепи 16, вырабатываемый пороговым элементом

10,поступает на вход формирователя

11,где он преобразуется в прямоуголный импульс заданной, длительности. Этот импульс воздействует на блок 9 регистрации через блок 12 задержки,

в результате чего включается индикатор 14, сигнализирующий о наличии теплового пробоя в испытуемой электрической цепи 16. Елок 12 задержки предотвращает срабатывание блока 9 рехистрацин раньше, чем блок 7 совпадений произведет анализ сдвига между фронтами импульсов тока и напряжения т.е. задержка должна быть несколько больше, чем длительность нормированных импульсов, вырабатываеьвлх усилителем-формирователем 6 Если в испытуемой электрической цепи 16 имеет место электрический пробой, то работа Стока 9 регистрации блокируется сигналом поступающим с блока 8 регистрации, что исключает одновременное срабатывание индикаторов 13 и 14.

Анализ характера пробоев изоляции электрических цепей может служить одним из критериев оценки степени ее износа и старения в процессе эксплуатации, а также качества изготовления или ремонта.

изобретения

Ансшизатор пробоев изоляции, содержащий первый и второй фильтры выских частот, выходы которых соединены со входами соответственно первого и второго усилителей-формирователей, выходы которых соединены соответствено с первым и вторым входами блока совпадений, выход которого соединен со входом первого блока регистрации, первый выход которого соединен со входом первого индикатора, источник высокого напряжения, выход которого соединен со входом испытуемой электрической цепи, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены датчик тока, датчик напряжения, пороговый элемент, формирователь, блок задержки, второй блок регистрации и второй индикатор, причем вход второго индикатора соединен с выходом второго блока регистрации, первый вход которого соединен со вторым выходом первого блока регистрации, а второй вход соединен с

выходом блока задержки вход которого соединен-с выходом формирователя, вход которого соединен с выходом порргового элемента, вход которого соединен со входом второго

фильтра высоких частот и выходом цатчика тока, вход которого соединен с выходом источника высокого напряжения и входом датчика напряжения, выход которого соединен со входом первого фильтра высоких частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 441530, кп. G 01 R 31/02, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 440619, кл. G 31/15, 1974

(прототип) .