Устройство для исследования дугостойкости материалов в среде газа Советский патент 1981 года по МПК G01R31/00 G01N25/50 

изобретение относится к электроаппаратостроению, а более конкретно к оборудованию и устройствам, используемым при разработке электрических аппаратов и комплектных распределительных устройств (КРУ) высокого напряжения.

Извёст«о устройство для исследования дугостойкости оболочек элегазовых КРУ состоящее из оболочки, токоведущего стержня и диафрагкы 1J.

известна также специальная установка для исследования дугостойкости Материалов, содержащая металлический цилиндр, на днище которого укреплей испытуе1 1й образец. В крьшку цилиндра вставлен электрод. К боковому фланцу цилиндра крепится другой цилиидр, увеличивающий объем внутренней полости установки. tZj.

Недостатками этой установки являются полная потеря элегаза при сквозных прожогах испытуемых образцов, выброс элегаза и продуктов его разложения в помещение, что весьма иеблагоприятно для персонала и оборудования плохая стабилизгщия электриЧбской дуги, вследствие иесимметричного воздействия на нее аэродинамических сил, вызываемого несимметричной конфигургщией камеры горения. Необходимость проведения большого количества опытов, вследствие наличия в камере горения одного смотрового окна, через которое возможна регистргщия только одного параметра, характеризующего исследуемой процесс (проведение скоростной киносъемки или спектрографических исследований

to и т4п.). Устройство взрывоопасно, поскольку в нем не предусмотрены соответствующие элементы защиты.

Цель изобретения - повышение точности сопоставляе ых результатов,

ts улучшение условий труда и безопасности, уменьшение стоимости исследований «

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследования ду20гОстРЙкости материалов в среде газа, находящегося под давлением, содержащее камеру горения, электрод, установленный на ее кринке, съемный бак, дополнительно введены не менее двух

2S съемных идентичных бака, расположеншш симметрично вокруг оси камеры гсфеиия, л к торцу камеры со стороны, .противоположной ее крышке приникает цилиндр с патрубками, установ30ленный на .баке для сбора газа.

Камера горения и цилиндр с патрубками имеют защитные мембраны.

На чертеже представлено предлагаемое устройство для исследования дугостойкости материалов, общий вид.

Устройство состоит из нижнего бака 1, цилиндра 2с тремя патрубками 3, камеры 4 горения с тремя патрубками 5 , к которым крепятся три бака б, верхней крышки 7, сквозь которую проходит электрод 8. Испытуе ий образец 9 устанавливается между камерой 4 горения и цилиндром. Патрубки имеют фланцы 10, между которыми устанавливаются оптически прозрачные пластины 11. На одном патрубке камеры горения, а также на одном патрубке цилинд ра устанавливаются предохранительные мембраны 12, служащие для предотвращения взрыва устройства. Манометры 13 и 14 снабжены запорными вентилями и служат для измерения давления в камере 4 горения, цилиндре и нижнем баке. Все фланцевые соединения имеют термостойкие уплотнения. Уплотнения между камерой горения, испытуемым образцом и цилиндром - повышенной термостойки. Камера горения и цилиндр имеют штуцера 15, служащие для откачки и наполнения газом или смесью. Каждый из штуцеров снабжен краном. Баки съемные. При испытаниях тонких образцов баки снимаются и между фланцами патрубков камеры горения устанавливаются оптически прозрачные пластины и предохранительная мембрана.

Перед проведением испытаний камера горения и верхние баки заполняются газом или смесью газов до соответствующего давления. При подаче напряжения на электрод между его концом, выполненным из дугостойкого сплава и испытуемым образцом возникает элект рическая дуга, зажигаемая с помощью тонкой проволоки, вставляемой в отверстие электрода. Регистрация процессов, сопровождающих горение дуги внутри камеры 4 горения, ведется с помощью скоростных киносъемочных ка мер через окна в патрубках баков; снаружи аппарата - с помощью скоростных киносъемочных камер через окна в патрубках цилиндра. Через, те же окна проводятся спектрографические исследования. Регистрация давления осуществляется с помощью датчиков давления, устанавливаемых внутри камеры 4 горения и цилиндра. Регистрация тока, падения напряжения в дуге, запись времени, давления и других величин производится е помощью электромагнитного и катодного осциллографов Расстояние между концом электрода и испытуеким образцом можно изменять.

При сквозном прожоге испытуемого образца газ или смесь газов из камеры 4 горения поступает в цилиндр и нйзкний бак. Перед испытанием цилиндр н нижний бак заполняются газом или

смесью газов до атмосферного давления. После испытаний газ (смесь газов) из всех полостей установки перекачивается компрессором в баллоны для хранения.

При возникновении электрической дуги, вследствие симметричного расположения патрубков баков, дуга находится под воздействием симметричны газовых потоков, что способствует ее стабилизации.

Благодаря тому,, что баки являются съемными,.испытания можно проводить при различных объёмах пространства, в котором горит дуга, что позволяет достаточно подробно изучить вопрос о связи между величиной тока короткого за1 1кания, объемом элемента КРУ временем горения дуги и повышением давления. .В случае необходимости ба.ки можно снять или заменить на другие большего или меньшего объема.

Конструкцией устройства предусматривается воз жность одновременного проведения наблюдений за процессами, связанными с воздействием дуги на испытуемый материал в зоне, заполненной газом или смесью через несколько смотровых окон, что позволяет сократить число необходимых опыто (возможна Одновременная съемка процесса прожога скоростными кинокамерами и запись спектрографических данных и т.п.).

Прожог испытуемого образца не приводит к порче рассматриваемого устроства и после замены испытуемого образца оно может быть снова многократно использовано.

Возможность взрива устройства устраняется наличием защитных мембран.

Наличие бака для сбора газа или смеси устраняет потери газа или смеси, что при проведении большого количества опытов приводит к значительной экономии в их расходе и стоимости. Во много раз сокращаются транспортные расходы, связанные с доставкой газа или смесей к месту проведения испытаний.Отсутствие выброса газов (смесей) в атмосферу улучшает условия труда.

Уменьшение необходимого количества экспе.риментов, благодаря возможности; одновременного проведения ряда оптических исследований, сокращает число смен и связанных с ними затрат

Увеличение достоверности экспериментальных данных позволит более правильно выбрать материал оболочек, более точно определить необходимую толщину оболочек элементов КРУ,, что обеспечит значИт ельную экономию металла, идущего на их изготовление. При массовом выпуске высоковольтного оборудования экономия металла может достигать многих сотен тонн.

Все это Обеспечит повышение надежиости работы комплектных распределительных устройств и системы энергоснабжения. Достигаемая при этом экономия может быть весьма значительной Формула изобретения 1. Устройство для исследования дугоотойкости материалов в среде газа, находящегося под давлением, содержащее камеру горения, электрод, установленный на ее крьанке, съемный бак, отличаюшееся тем, что, с целью повЕлиения точности измерений и повьиения безопасности про ведения исследований, дополнительно введены не менее двух съемных идеитйчных бака, расположенных симметрично вокруг оси камеры горения, а к торцу камеры со стороны, противоположной ее Крышке примыкает цилиндр с патрубками, установленный на баке для сбора газа. 2. Устройство по п. 1, отлич а ю 1Д е е с я тем, что камера горения и цилиндр с патрубками снабжены защитными мембранами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1. Brown Boveri Mittei1ungen. 1974, 4Г c. 143-151. 2. ETZ-A, Bd 96(1975) H. 12, (C. 569-572 (прототип).