Способ обнаружения процесса ионизации в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей Советский патент 1952 года по МПК H01B19/00 

Предметом настоящего изобретения является способ обнаружения процесса ионизации и дефектных мест в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей.

Известные способы обнаружения процесса ионизации недостаточно точны и не дают возможности визуально наблюдать процесс ионизации в его динамическом развитии.

Предлагаемый способ состоит в том, что поверх изоляции исследуемого кабеля помещают прозрачный электрод и между последним и жилой кабеля создают разность потенциалов, достаточную для образования поля, вызывающего видимую ионизацию. Подобный способ позволяет более точно определить дефектные места в изоляции кабелей и дает возможность визуально наблюдать процесс ионизации в его динамическом развитии.

В качестве указанного прозрачного электрода могут быть применены заполненные токопроводящей жидкостью стеклянные или пластмассовые трубки, либо металлическая сетка, через ячейки которой можно наблюдать процесс ионизации, либо металлическая трубка, снабженная окнами для наблюдения.

Для наблюдения за возникновением и развитием процессов ионизации в ленточной сложной изоляции предлагаемым способом может быть применен кабель с различным направлением намотки слоев.

Для определения дефектных мест в изоляции кабеля предлагаемым способом возможно применение фотоэлемента.

Па фиг. 1, 2, 3 и 4 представлены различные формы выполнения прозрачных электродов, используемых при исследованиях кабелей по предлагаемому способу; на фиг. 5- устройство для осуи ествления предлагаемого способа в примении его к контролю качества и к определению дефектнь х мест в изоляции кабеля или провода; на фиг. 6-устройство для наблюдения процессов ионизации и контроля качества изоляции непрерывно движущегося кабеля или провода; на фиг. 7 и 8- устройства внещних электродов в

виде металлических сеток; на фи1. 9, 10 и I -устройства для применения предла1аел1ого способа к исследо 5анню ионизации в ленточной нз(),и11; на фнг. 12 -лстройство для нрнменения предлагаемого способа к исс.педованию нроцеесов HOIHIзацнн в изоляции, состоящей нз диэлектрика и гр.зп, нахОхТ,ягце1ося иод определенным давлением.

На токоироводян.1у1о жилу / (фнг. ) наложена изо.ляция 2 из бумажных liiibix лент. Некоторые елоп этих .чент иа;10же1НзГ с перекрытием, иекоторые с зазорами 3. Но концам нспытусм15гй отрезок кабеля енабжен подмоткой 4 и 4а с цел1з о повысить напряжепие перекрытия, как это нормально делается при разде.шах выводных KOIHIOB кабеля. Увеличение диаметра подмотки про.нзводптся плавно (напрнмер по параболической поверхности); подмотка выполняется из той же нзоляцно1Н ОЙ ленты, и оеновная нзоляцня жилы, но может к некоторых случаях вр полняться нз особой ленты с высокой пробивной прочностью. Новерх обеих концевых нодмоток надвинута стеклянная трубка 5, снабженная токопроводянщм выводом 6. Нроетранство под стеклянной трубкой заполнено водой или другой прозрачной токопроводянд,ей жидкостью. В тех случаях, когда изоляция выполнена не из влагостойкой изоляции, ее поверхность покрывается тонким слоем 7 прозрачно о влагоетойкого лака (например нолистиролового лака, триацетатцеллюлозного лака, латекса).

Токопроводиилая жнла / присоединяется к одному полюсу источ1П1ка высокого напряжения, а вода, окружающая изоляцию, присоединяется ко второму НОЛ юсу того же источника напряжения. Процессы ионизации, происходящие в изоляции, наблюдаются визуально, так как все элементы еистемьг вплоть до токопроводящей жилы (проводника) выполиены прозрачиыми.

Другая форма выполнения прозрачного электрода представлена на фиг. 2. На то-чопроводянхую жилу / насажены прозрачные изоляционные колпачки 8, 8а и 86 или изоляционные щайбы 9 и 9а. На них надвинута

стеклянная трубка 10, которую охватывает вторая стеклянная трубка 11. Между пей и трубкой 10 вставлены

rfo::;.краям уплотняющие шайбы 12 и

Г2а. Объем внутри трубки // заполijeii водой, на которую подается напряже1Н1е с помонц ю токопроводящего вывода 13. Наблюдение за процеесамн ноиизаци) и за разрядами по иоверхноети ко.чиачков и. шайб производится через прозрачные

трубки 10 и //.

На фиг. 3 показана третья форма выполнения прозрачногО э.пектрода. На токопроводящую жи.п} / наложена нрозрачная нли полунрозрачная изоляция 2 (сн.понщая ii.:iH .чеиточиая). На том участке кабеля, который подлежит испытанию, надвимуга стекля1И1ая двухстенная трубка /,-занолнегщая водой. С номогцью токопроводян1его вывода /5 на воду подается напряжение. Внутренний диаметр трхбкн 14 до.тжеп быть таким, чтобы зазор между трубкой 14 и изо.пирова.иным кабелем был минимальным. Толн1ина етенок трубки также должна быть мнинмальной. Оба нослед 1п.х требования вытекают из необходимости предотвратить возможные искажения, э.чектрического ноля .и нежелательное перераспределе)И1е градиента ианряжеиия по сра.Бнеиию с фактически имею1цимнся нолями в диэлектрике кабеля при нормальной его работе.

На фиг. 4 показана несколько иная форма выполнения токопроводящего прозрачного экрана, накладываемого на изоляцию кабеля и соединяемого с источником напряжения. Он изготовлен в виде тонкой трубки из прозрачной пластмассы. Трубка внутри смачивается токопроводящей жидкоетью и затем сплющивается.

Тонкий слой жидкости, остающийся на внутренней поверхности трубки, служит токопроводян,им экраном. Для повыгпения его проводимости внутрь трубки в продольном ее направлении закладывается одна нлн несколько медных проволок /б, которые присоединяютея к источнику напряжения.

На фиг. 5 представлено устройство для осунлеетвления предложо 1пого спосооа в применении .его к контролю качества и к определению дефектных моет в изоляции кабеля илн провода. В резервуар 17, иапол |еи1 ый водой, погружается испытуемый кабель 18 в виде нескольких витков или в виде бухты. Токоироводящая жи.ма (ироводник) / присоединяется к одному из полюсов источника 11ап эяжения, а вода коитактируется с другим полюсом. Для наблюдеиия за процессами ионизации, происходящими в изоляции кабеля, по.меигение затемняют. Для облегчения наблюдений резерв ар выпо.тпяетея из прозрачного матеpna.ia, а на дне его устанавливается .1О. Бухту кабеля целесообразно устанавливать в резервуар так, чтобы се можно было поворачивать по отношению к наблюдателю для возможности обозрения ее со всех сторон. Поворачивание может производиться периодически.

На фиг. 6 представлено устройство д.1Я паблюдения прои,ессов ионизашн и кo ггpoля качества изоляции непрерывио движущегося кабеля или нровода. Оно еостоит из прозрачиой трубки 19, расположенной вертикально и наполненной водой. Через трубку проходит кабель 20 или ировод с прозрачной изоляцией. В нижней чгнти и кабе.чь уплотнены резиновым кольцом 21 ИЛ1ГНИЫМ обцдеизвестным нрнсиособлением. На токопроводящую жилу 1 (прово;и1ик) подается напряжение. Процессы ионизации наблюдаются в данном случае либо визуально, либо е помощью фотоэлементов. Последние могут быть вмонтированы внутрь трубки 19 на ее внутренней поверхности и связаны электрически с приспособлениями, фиксирующими расположеиие дефектных мест в изоляции подобно тому, как это делается на современных магнина.х для иепы-таиия иа пробой проводов с резиновой нзоляцией. Для облегчения визуального наблюдения или для сокращения числа фотоэлементов в трубке 19 могут быть расположены зеркала, отражающие картину ионизации в изоляции со стороны, недоступной непосредетвенному наблюдению.

На фиг. 7 представлена форма выполиеиия иаружиого э.юктрода в BI;де намотанной на изол1фова1И1ую жилу ленты 21 из , мета.ч.пической сетки и.чи. из ткани с вде.чанными в нее металлическими нитями. , .-. .чнческая сетка или ткань с метал,личеекими иитяли должны быть выполнены так, чтобы они были тонки, прозрачны пли полупрозрачны и обладали достаточной проводимостью. Намотка .тенты на изоляцию должна быть плотная и без зазоров. Применение на)уж11ого i)Kj)ana н виде еетки позволяет исиыть:в;:ть кабель в сухом виде (без HjinMoneiu воды), что необходимо д.тя кгюелей с гигроскон ческой зо.1яцией и изо.ляцнсй, работа1р1це под о 1;атым гаЗО 1.

На (liMi. 8 представ.тено В1 доизменеиие сетчатого экрана, выполненного в виде из нродолы-о накладываемой .на кабель сетчатой, ленты 22 с отбортрваиными краями 23 и 24. Для плотного обжили кабеля такой леитой применяются .т,ве металличеекие планки 25 и 26 с отверстиями 27. Планки зажимают отбортованные края 23 и 24 и скрепляются болтами 28. На фиг. 8 не ноказана жила, которая охватывается лентой, ввиду полиой ана.югии. в этой части с фиг. 7.

Фиг. 9, 10 и 11 иллюстрируют применение предлагаемого способа, д.тя исследования ионизации в ленточной изоляции (детали прозрачного электрода 29 на этих фиг. не показаны), наложенной спира.тыо иа токогизоводящую многопроволочную жилу.

Извеетно, что ионнзация диэлектрика происходит раньгие всего в местах наибольшего градиента напряжения, т. е. непосредственно у жилы, в маетности талг, где е.сть пустоты. В случае пропиташюй бумажно изоляции ионизация наступает раиьи1е в пропиточном составе, чем в- бумаге, так как диэлектрическая проницаемость пропиточного состава лежит в пре.телах 2,8--3,0, а дпэ.тектрнческая проницаемость пропитанной бумаги равна примерно 3,7. Поэтому слабыми в электрическом отношении меетали пропитанной изоляции будхт зазоры 30 между отдельиымп проволоками жилы (фиг. 11), зазоры 31 между изоляционными лентам (фиг. 9, 10 и 11), места пересечений 32 этих зазоров при перемене ийправления намотки лепт, а также морщины (складки) в изоляции.

Для того, чтобы различить места возникновения и развития процессов ионизации в ленточной слоистой изоляции, исследуемые образцы кабеля изготовляются (фиг. 9 и 10) так, что направление намотки слоев изоляц1и-1 строго (лжсируетея. Так, для того, чтобы исследовать процессы ионизации слоистой кабельной изоляции, оказалось достаточным наматывать на жилу первые три слоя изоляции (первые три ленты) в одном направлении, а следуюихие слои ( ленты)-в другом направлепии.

На фиг. 12 представлено устройство для исследования ионизации в изоляции, состоящей кз диэлектрика и газа, находя1це ося под определенным давлением.

Устройство состоит из трубки . надеваемой на исследуемый кабель. Внутри трубки 3:i может быть создано давление различной величины. Оно может регу.пироваться в зависимости от разв1ггия процессов ионизации в диэлектрике. При малых давлениях трубка 33 может быть сделана из стекла пли нластмассы. При высоких дав.пениях BIMCCTO стеклянной трубкн 33 до.;1жиа применяться стальная трубка, снабженная окнами 34 для визуального наблюдения. В случае иримеиения стальной трубки она должна быть изо„тирована от проводника / изоляционными шай6ai n-i (или втулками) 35 и уплотните.;1ями 36. От изс ляции 2 трубка 33 от.делена с помон1.ыо гнайб 37, которые могут быть выполиепы либо из металла, либо из изолирующего материала. Пространство между труб,сой 33 и изоляцией 2 заполнено газом. Напряжение подается па прозрачный экран 38 с помощью токопроводящего вывода 39.

Камеры 40 быть наполнены газом, находящимся под, несколько :меньшим давлением, чем газ в пространстве между трубкой 33 и изоляцией 2.

Предлагаемый способ применим также для исследований ионизацирг в диэлектрике, заполненном маслами под разлнчны.м давлением.

Пред.мет изобретения

1.Способ обнаружения процесса ионизации в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей, о т л и ч а ю щ и и е я тем,, что, с целью визуального наблюде1,ия процесса ионизации, указанный изолированный кабель окрулсают прозрачным электродом и между иоследиим и токопроводяи1ей жилой кабеля создают электрическое напр.яжеиие, достаточное для образования поля, вызываюи1,его видимую ионизацию.

2.Способ по п. 1, отл и ч а юи; и йс я тем, что в качестве указаиHoio прозрачиого электрода прн.меняют 3ano,iHehnibie токопроводягцей жидкостью стеклянные или п.частмассовые трубки, либо металлнчеекие сетки, перез ячейки которы.к можно наблюдать процесс ионизации, либо металлические трубки, снабженные окнами для г{аблюдения.

3.Способ по п. 1, о т л и ч а и и с я тем, что для исследования используют кабель с различным наиравлением намотки слоев.

4.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что для определения дефектных мест в изоляции кабеля применяют фотоэлемент.

Фиг. 2

7/

12а

Фиг. 3

Фиг. 4

/

21

Фиг. 8

Фиг. 9

Фиг. 11

3 19 30