Способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/01 G01N27/68 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ ПЛЕНОЧНЫХ И ЛИСТОВЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ К ДЕЙСТВИЮ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

1.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для испытаний твердых диэлектриков.

Известен способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов, основанный на помещении испытуемого образца в ячейку между двумя цилиндрическими электродами и создании электрического поля 1.

Недостатком этого способа является необходимость создания напряженности поля значительно превышающего рабочее, что приводит к ощибкам воспроизведения разрядных явлений, характерных для рабочих условий, невозможность сравнения материалов, отличающихся толщиной и диэлектрической проницаемостью и плохой воспроизводимостью результатов испытаний из-за зависимости интенсивности частичных разрядов от формы электродов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, основанный на измерении интенсивности частичных разрядов посредством, электродной системы типа игла-плотность при помещении испытуемого образца вблизи игольчатого злектро5 да 2.

Недостатком этого способа является невысокая точность и ограниченные функциональные возможности, не обеспечивающие возможность получения истинной информации о стой)Q кости материалов к действию частичных разрядов из-за больпшх напряженностей поля при испытании, разрушающих образец задолго до его полного разрушения частичными разрядами, и Невозможности сравнения стой15 кости разнородных материалов.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что согласно способу определения стойкости пленочных и листовых

20 диэлектриков к действию частичных разрядов, основанном на измерении интенсивности, частичных разрядов посредством электродной системы типа игла-плоскость при по39мещении испытуемого образца вблизи игольчатого электрода, между испытуемым образцом и плоским электродом располагают фоль . говый электрод диаметром 3-4 мм и слой диэлектрика, толщину и диэлектрическую про ницаемость которого выбирают из условия у би jТ/Ю-д- Ох«и где f)(j 2 И диэлектрическая проницаемость соответственно испытуемого об; разца и слоя диэлектрика; dy dfi толщина соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрикаизмеряют пробивное напряжение и устанавливают испьпательное напряжение, величину которого выбирают из условия .n, где Ux.np. - пробивное напряжение, и определяют стойкость испытуемого образца к действию частичных разрядов по величине : условной скорости разрушения, которую опре деляют по формуле Vy . ЗхЭисп где ТГу - время полного разрушения испытуемого образца; измеренная интенсивность частич ных разрядов при. выбранных условиях эксперимента. На чертеже представлена схема испытательной ячейки, реализующей измерения по предлагаемому способу. Ячейка содержит испытуемый образец 1 из твердого листового или пленочного материала, установленный вблизи игольчатого электрода 2, выполненного в виде тонкого стержня, и плоский электрод 3. На плоском электроде 3 устанавливают слой диэлектрика подложки 4, стойкого к частичным разрядам, например, из слюдосодержащего материала. Между образцом и подложкой размещают тонкий фольговый электрод 5 диаметром 3-4 мм. Испытательная ячейка оснащена устройством 6 для измерения чартдчных разрядов (фильтр высокой частоты) и выводом 7 в схему регистрации частичных разрядов и от ключения установки при пробое. Процесс измерения заключается в следующем. Предварительно для каждого образца, отличающегося толщиной подложки и величиной испытательного напряжения, определяют средний ток частичных разрядов. Jp . Подложку берут из слюдосодержащего материала, диэлек трическая проницаемость которого ц 4,0. Образец 1 устанавливают в ячейку, состоящую из игольчатого электрода 2 диаметром 0,2 (вконтакте или с зазором 0,1-0,3 мм) и плоского электрода 3, охлаждаемого водой. Между электродами под образцом толщиной dj( последовательно устанавливают фольговый электрод 5 диаметром 3,0 мм, подложку толщиной 2,0 мм или 4,0 мм. Между электродами прикладыва от напряжение, в зависимости от материала образца и его толщины, 5 10 к В. Фиксируют время ТГу до пробоя образца, которое определяют по моменту резкого изменения показаний измерителя части ных разрядов 6, подсоединенного к игольчатому электроду. Стойкость образцов определяют как скорость разрушения Uy , отнесенную к среднему току J исп . т.е. UK /Эисг, V.. : где Vjj - условная скорость разрушения. Наличие дополнительного промежуточного электрода 5 позволяет определять пробой образца. В этот момент возникают интенсивные разряды по периметру вспомогательного электрода, схема регистрации частичных разрядов 7 фиксирует возрастание среднего тока разрядов и с помощью триггерного исполнительного устройства производится отключение установки. Ограничение диаметра промежуточного электрода 5 величиной 3-4 мм обеспечивает отсутствие искажения эл:;ктрического поля в электродной системе. Использование предлагаемого способа определения стойкости пленочных и листовых материалов обеспечивает. возможность сравнения материалов с разными диэлектрическими проницаемостями и толщиной при пониженной напряженности электрического поля; возмож- . ность определения абсолютных показателей стойкости материалов к действию частичных разрядов -. скорости разрушения материала и зависимости долговечности материала от интенсивности частичных разрядов. Применение способа для .сравнительной оценки стойкости некоторых вариантов полимерных пленок (полиэтилена, фторпласта и полиамида) позволяет выбирать оптимальную конструкцию изоляции для статорных обмоток машин, работающих в условиях существования поверхностной короны. Формула изобретения Способ определения стойкости пленочных и листовых диэлектриков к действию частичных разрядов, основанный на измерении интенсивности частичных разрядов посредством 59 электродной системы типа игла-плоскость при помещении испытуемого образца вблизи игольчатого электрода, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, между испытуемым образцом и плоским элек тродом располагают фольговый электрод диаметром 3-4 мм и слой диэлектрика, толщину и диэлектрическую проницаемость которого выбирают из условия х аи где gy - диэлектрическая пройицаемость соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрика; ,- толщина соответственно испытуемого образца и слоя диэлектрика, . измеряют пробивное напряжение и. устанавливают испытательное напряжение, величину KOTO рого выбирают из условия Uv,cn50, Т. сц/ау1 где и X пр - пробивное напряжение, и определяют стойкость испытуемого образца к действию частичных разрядов по величине условной скорости разрушения, которую определяют по формуле j где - время полного разрушения испытуемого образца, исп измеренная , интенсивность;, частичных разрядов при Bbi6pam4ix условиях эксперимента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сборник стандартов США по испьгганию электроизоляционных материалов. М., Энергия;, 1979, с. 227-231. 2.New electrodes for pactial discharde endurance tests, JEEE Trans, an. El. Jus, v. E1-13, 1978, N° 6, p. 448-450 (прототип).