Устройство контроля качества изоляции секций конденсаторов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/14 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытаниях секций конденсаторов в процессе их производства, в частности накопительных конденсаторов.

Накопительные конденсаторы большой энергоемкости широко применяются в импульсных модуляторах, генераторах импульсных напряжений, генераторах излучений и т.д. В целях уменьшения габаритов и энергоемкости секции пропитывают отвердевающими диэлектрическими компаундами.Вследствие неоптимальности технологических режимов пропитки секций компаундом или недостаточно хорошей адгезии компаунда к диэлектрическим материалам секции в последних могут образовываться значительные по величине неравномерности пропитки расслоения. Качество изоляции секций в значитель ной степени определяются количеством указанных дефектов.

При приложении к секции напряжения в дефектах изоляции возникают внутренние или краевые (поверхностные) частичные пробои изоляции, сопровождающиеся спадом напряжения н секции конденсатора. Регистрируя величину спада напряжения с помощьюпорогового индикатора, можно выбраковывать секции конденсаторов с дефектами изоляции, а также проводить

10 своевременные мероприятия по их устранению: воздействие на свойства компаунда, диэлектрическая или технологические процессы в направлении уменьшения дефектов. Учитывая, что

«5 степень опасности внутренних и поверхгностных пробоев различна, регистрация указанных пробоев должна производиться раздельно, а индикаторы должны иметь различные значения по20рогов, что обеспечивает более эффективный контроль качества изоляции секций.

Известно устройство для разбраковки по электрической прочности СЛЮДЯНЫХ ,конденсаторов, в котором параллельно измерительной RC-цепи подключен эталонный конденсатор большой емкости, сопротивление изме рительной RC-цепи соединено со входом усилителя, подключенного к запо минающей триггерной ячейке, а конденсатор RC цепи подключен через ограничительное сопротивление и контакты замыкателя - к источнику испытательного напряжения f . . Недостатком указанных устройств является то, что они не дают возмож ности производить раздельной регист рации внутренних и поверхностных частичных разрядов в изоляции, что исключает дифференцированный подход к нормам пороговых характеристик внутренних и поверхностных частичных разрядов и, следовательно, приводят к менееэффективному контролю качества изоляции. .Наиболее близким к предлагаемому по технической су-щности является устройство, содержащее источник испы тательного напряжения, два измери-г тельных резистора, измерительный электрод, линейно пропускающий элемент, широкополосный делитель, одно полярный усилитель-формирователь,индикатор 2 . Указанное устройство имеет следующие недостатки. Во-первых, регистра ция внутренних и поверхностных частичных разрядов може,т производиться только поочередно, что увеличивает время контроля качества изоляции и, следовательно, снижает производител ность устройства контроля. Во-вторых использование в указанном устройстве одного испытательного электрода, одного индикatopa и разных измери- : тельных RC-цепочек вызывает необходимость в дополнительных операциях: переключения испытательного электрода на другой торец изделия, переключения порога индикатора, переключения измерительной цепи, что также увеличивает время контроля качества изоляции изделия. Целью изобретения является увеличение производительности контроля качества изоляции секций конденсаторов. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник испытательного напряжения, первый и второй измерительные резисторы,первый измерительный электрод, первый 9 4 линейно пропускающий элемент, широкополосный усилитель, однополярный усилитель-формирователь, индикатор, причем один из выводов источника испытательного напряжения соединен через защитный резистор с первым выводом конденсатора фильтра, второй вывод которого соединен с одним из выводов источника испытательного напряжения и общим выводом устройства, который соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора, через первый измерительный резистор с первым измерительным электродом и с входом однополярного усилителяформирователя , а также через второй измерительный резистор. - с входом широкополостного усилителя, выход которого соединен через первый линейно пропускающий элемент со входом первого индикатора, введены ключ, .фильтр высоких частот, зарядный резистор, конденсатор связи, второй линейно пропускающий элемент, второй индикатор, второй измерительный электрод и переключающий элемент, причем первый вывод конденсатора фильтра через ключ соединен со входом фильтра высоких частот, выход которого через разрядный резистор соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора и с одним из выводов конденсатора связи, другой вывод которого соединен с входом широкополост«ого усилителя, выход которого через второй линейно переключающий элемент соединен с входом второго индикатора, второй измерительный электрод соединен с входом однополярного усилителя-формирователя, выход которого соединен с входом переключательного элемента, один из выходов которого соединен с одним из входов первого линейно-пропускающего элемента, а другой - .с одним из входов второго линейно пропускающего элемента. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 графики импульсов напряжения на выходах соответствующих элементов схемы. Устройство содержит измерительный резистор 1, соединенный через конденсатор 2 связи с испытуемым конденсатором 3, первый измерительный резистор , соединенный соответственно с первым и вторым измерительным элекп родами 5 и 6, образующими с торцовыми частям обкладки испытуемого конденсатора, конде1нсаторы связи 7 и 8, широкополостный усилитель 9, соединенный через первый и второй линейно пропускающие элементы 10 и .11 с первым и вторым индикаторами 12 и 13 однополярный усилитель-формирователь , соединенный через переключающий элемент 15.с первым и вторым линейно пропускающими элементами 10 и 11. В качестве переключающего элемента может быть использован заторможенный мультивибратор или блокин -генератор с выходами разнополярных -импульсов напряжения, в качестве линейно пропускающего элемента - электронный ключ. Устройство содержит также источник 16 испытательного напряжения, защитный резистор 17, конденсатор 18 фильтра большой емкости, соединенный через ключ 19, в качестве которого используется реле, фильтр 20 высоких частот и зарядный резистор 21. При положительной полярности испытательного напряжения .полярность усилителя формирователя выбирается положительной, исходное состояние первого линейно пропускного элемента 10 открытое, элемента 11 - закрытое. Устройство работает следующим образом. От источника 16 испытательного напряжения заряжается через защитный резистор 17 конденсатор 18 фильтра большой емкости, емкость которого выбирается значительно больше емкости испытуемой секции конденсатора 3При замыкании контактов реле 19 чере фильтр 20 и зарядный резистор 21 заряжается испытуемая секция конденсатора 3 (см. фиг. 2, график 22). Регистрация частичных разрядов в изоля ции секции производится в течение всего цикла нарастания напряжении, на секции. С помощью резистора 21 время jзаряда конденсатора выбирается близКИМ к времени нарастания в схеме : Предполагаемого использования иСпытуе iMoro конденсатора. Внутренние или поверхностные частичные разряды вызы вают быстрое (за время 10с) .уменьшение напряжения на испытуемом конденсаторе. С измерительного ре.зисто ра 1 снимаются импульсы одинаковой полярности как для внутренних (см. график 23, импульсы а), так и для поверхностных частичных разрядов (см. график 23, импульсы ($). На изме рительном резисторе внутренние частичные разряды в испытуемом конденсаторе вызывают импульсы отрицательной полярности небольшой амплитуды (см. график 2, импульсы CL), а поверхностные частотные разряды - импульсы положительной полярности значительно большей амплитуды (см. график 2, импульсы 5). Это обусловлено тем, что при внутреннем частичном эазряде ток разряда замыкается внутри обк.падок испытуемого конденсатора и на измерительный резистор k через конденсаторы 7 и 8 связи малой емкости передается импульс отрицательной полярности небольшой амплитуды. При поверхностном частичном разряде ток разряда замыкается через измерительный резистор , формируя на нем импульс положительной полярности значительно большей амплитуды. Только при поступлении на усилительформирователь Т4 импульсов положительной полярности, последний формирует синхронизирующий импульс на переключающий элемент (см. график 25), котор{5|й выдает запрещающий сигнал на первый линейно пропускающий элемент 10 и разрешающий сигнал на второй линейно пропускающий элемент 11 ,. который пропускает на второй индикатрр 13 импульсы напряжения, соответствующие поверхностным частичным разрядам (см. график 2б). Импульсы напряжения, соответствующие внутренним частичным разрядам, в испытуемом конденсаторе передаются первым линейно пропускающим элементом 10 при отсутствии запрещающего импульса на первый индикатор 12 (см. график 27). Устройство может применяться для контроля качества изоляции секций конденсаторо.в в процессе испытаний, когда секции имеют различные отбраковочные нормы на внутренние и поверхностные частичные пробои, изоляции. Пороговые значения напряжений индикаторов выбираются на основе предварительных испытаний большой партии секций конденсаторов. Данное устройство позволяет одновременно регистрировать внутренние и поверхностные частичные разряды в секции конденсатора, производить контроль поверхностных частичных разрядов одновременно с обоих торцов обкладок секции, исключить дополнительные операции по переключению измерительных каналов, порогов индикатора. Указанные преимущества позволяют сократить в k раза время на контроль качества изо.ляции каждой секции. формула изобретения Устройство контроля качества изоляции секций конденсаторов, содержащее источник испытательного напряжения, первый и второй измерительные резисторы, первый измерительный электрод, первый линейно пропускающий элемент, широкополосный усилитель однополярный усилитель-формирователь индикатор, один из выводов источника испытательного напряжения соединен через защитный резистор с первым выводом конденсатора фильтра, второй вывод которого соединен с одним из выводов источника испытательного напряжения и общим выводом устройства, который соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора,через первый измерительный резистор - с пер первым измерительным электродом и с входом однополярного усилителя-формирователя, а также через второй измерительный резистор - с входом широкополосного усилителя, выход которого соединен через первый линейно-пропускающий элемент с входом первого инди катора, отли чающее.с я тем что, с целью повышения производитель ности контроля, в него введены ключ. 4)ильтр высоких частот, зарядный резистор, конденсатор связи, второй 9 0 8 линейно пропускающий элемент, второй индикатор, второй измерительный электрод и переключающий элемент, причем первый вывод конденсатора фильтра через ключ соединен с входом фильтра высоких частот, выход которого через разрядный резистор соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора и с одним из выводов конденсатора связи, другой вывод которого соединен с входом широкополосного усилителя,- выход которого через второй линейно пропускающий элемент соединен с входом второго И1с1дикатора,второй измерительный электрод соединен с входом однополярного усилителяформирователя, выход которого соединен с входом переключающего элемента , один из выходов которого соединен с одним из входов первого линей- , но пропускающего элемента, а другойс одним из входов второго линейно пропускающего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If , кл. G 01 R 31/1, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № ,, кл. G 01 R 31/Н, 1972 (прототип).

IS

/7

21

2S

/