Устройство для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам
Владельцы патента RU 2723227:
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (RU)
Изобретение относится к испытаниям обмоточных проводов со стекловолокнистой или пленочной изоляцией. Сущность: устройство для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам содержит термошкаф, внутри которого на противоположных боковых стенках выполнены направляющие. На направляющих горизонтально установлен металлический заземленный цилиндр для намотки образца провода. Диаметр цилиндра составляет не менее пяти диаметров образца провода по изоляции. Под цилиндром параллельно ему расположена горизонтальная планка из диэлектрического материала, которая зафиксирована на внутренних боковых стенках термошкафа. На планке закреплен зажим для крепления одного конца образца провода. В верхнюю часть термошкафа вставлен проходной керамический изолятор, один контакт которого предназначен для соединения со вторым концом образца провода. Второй контакт изолятора соединен с трансформатором, который заземлен. К источнику питания последовательно подключены автомат защиты, счетчик времени наработки, процессорный модуль и трансформатор. Технический результат: определение стойкости изоляции к коронным разрядам. 2 ил.
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к испытаниям обмоточных проводов со стекловолокнистой или пленочной изоляцией, и может быть использовано в электромашиностроении, в производстве трансформаторов, в сфере производства и применения обмоточных проводов.
Известна установка для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к поверхностным разрядам [RU 2491565 С1, МПК G01R 31/12 (2006.01), опубл. 27.08.2013], которая содержит аппарат испытаний, соединенный с испытательным блоком. Испытательный блок представляет собой ванну из диэлектрического материала, в которой параллельно дну размещен металлический плоский электрод, например, из бронзы, и насыпана стальная дробь. В противоположных боковых стенках ванны выполнены отверстия для размещения и фиксации образца испытуемого провода. Диаметр отверстий составляет 1,5-2,5 диаметра провода. Отверстия в боковых стенках ванны выполнены на расстоянии не менее 10 мм от слоя дроби для предотвращения ее высыпания. Слой дроби в ванне покрывает испытуемый образец провода. Диаметр дроби не более двойного диаметра провода. Металлический электрод подсоединен к аппарату испытаний. Испытуемый образец провода заземлен. Размеры ванны достаточны для размещения прямой, полностью погруженной, испытуемой части образца провода, длиной не менее 125 мм, в дробь (согласно ГОСТ 14340.7-74). На испытуемую часть каждого образца провода воздействуют переменным напряжением от 4 до 5 кВ через металлический плоский электрод. О стойкости изоляции судят по времени от подачи напряжения до пробоя изоляции испытуемой части каждого образца провода, сравнивая значения времени для разных образцов провода.
Недостатком этого устройства является то, что на образец провода воздействуют поверхностные разряды, не приводящие к появлению стабильного светящегося коронного разряда. Не всегда видна разница в стойкости для проводов различных марок, что не позволяет точно определить способность изоляции эмалированных проводов выдерживать действие коронных разрядов. Испытания проводят при комнатной температуре, что не соответствует условиям эксплуатации изоляции эмалированных проводов реальных обмоток.
Известно устройство для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к коронным разрядам [RU 2630549 C1, МПК G01R 31/14 (2006.01), опубл. 11.09.2017 г.), выбранное в качестве прототипа, содержащее термошкаф, в котором размещен испытуемый образец в виде стандартной скрутки эмалированного провода, один конец которого и термошкаф заземлены. Источник питания соединен с автоматом защиты, который через счетчик времени наработки соединен с процессорным модулем, который соединен с трансформатором, который заземлен. Высоковольтный вывод трансформатора подсоединен к другому концу испытуемого образца эмалированного провода.
Недостатком этого устройства является невозможность испытаний проводов со стекловолокнистой или пленочной изоляцией, так как при подготовке скруток возникают недопустимые деформации в изоляции провода, приводящие к образованию сквозных дефектов.
Техническим результатом изобретения является создание устройства для определения стойкости к коронным разрядам изоляции обмоточных проводов со стекловолокнистой или пленочной изоляцией.
Устройство для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам, также как в прототипе, содержит термошкаф, в котором размещен испытуемый образец провода, источник питания к которому последовательно подключены автомат защиты, счетчик времени наработки, процессорный модуль и трансформатор, который заземлен.
Согласно изобретению внутри термошкафа, на его противоположных боковых стенках, выполнены направляющие, на которых горизонтально установлен металлический цилиндр для намотки образца провод. Цилиндр заземлен и его диаметр составляет не менее пяти диаметров образца провода по изоляции. Под цилиндром, параллельно ему, расположена горизонтальная планка из диэлектрического материала, которая зафиксирована на внутренних боковых стенках термошкафа. На планке закреплен зажим для крепления одного конца образца провода. В верхнюю часть термошкафа вставлен проходной керамический изолятор, один контакт которого предназначен для соединения со вторым концом образца провода. Второй контакт изолятора соединен с трансформатором.
Предложенное устройство обеспечивает создание условий испытаний для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляцией обмоточных проводов к коронным разрядам.
На фиг. 2 представлена таблица 1, в которой приведены результаты определения среднего времени до пробоя изоляции образцов проводов со стекловолокнистой или пленочной изоляцией.
Устройство для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам содержит термошкаф 1, внутри которого, на противоположных боковых стенках выполнены направляющие 2. На направляющих 2 горизонтально установлен гладкий металлический цилиндр 3, диаметр которого составляет не менее пяти диаметров образца провода 4 по изоляции. Металлический цилиндр 3 заземлен. Под цилиндром 3 параллельно ему расположена горизонтальная планка 5 из диэлектрического материала, например, из текстолита, которая зафиксирована на внутренних боковых стенках термошкафа 1. На планке 5 закреплен болтовой зажим 6 для крепления одного конца образца провода 4. В верхнюю часть термошкафа 1 вставлен проходной керамический изолятор 7, один контакт которого предназначен для соединения с другим концом образца провода 4. Второй контакт изолятора 7, соединен с трансформатором источника модулированного напряжения 8 (ИМН).
Источник модулированного напряжения 8 (ИМН) содержит последовательно соединенные источник питания, автомат защиты, счетчик времени наработки, процессорный модуль и заземленный трансформатор [RU 2630549 C1]. Использован термошкаф ГП-20. Проходной керамический изолятор представляет собой, например, изолятор ИПУ-10.
Устройство должно быть смонтировано в специальном помещении, приспособленном для работы с высокими напряжениями и снабженном специальным ограждением в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ) и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ), утвержденными Госэнергонадзором. Также помещение должно быть оснащено системами вытяжной вентиляции, так как в зоне действия коронного разряда выделяется озон.
Один конец образца провода 4 со стекловолокнистой изоляцией, например, марки ПЭТВСД диаметром 0,85 мм, фиксируют в зажиме 6, наматывают на металлический цилиндр 3, а другой конец провода 4 с предварительно снятой изоляцией подсоединяют к контакту проходного керамического изолятора 7 в верхней части термошкафа 1. Диаметр металлического цилиндра 3 составил 25 ± 1 мм.
Образец провода 4 наматывают в несколько витков на металлический цилиндр 3 так, чтобы общая длина испытуемой части образца провода 4, соприкасающаяся с поверхностью металлического цилиндра 3 была не менее 125 мм [ГОСТ 14340.7-74], в данном случае количество витков провода составило два витка.
Термошкаф 1 с размещенным образцом провода 4 закрывают и нагревают до температуры, соответствующей классу нагревостойкости испытуемого провода (180°С в данном случае). При достижении требуемой температуры включают источник модулированного напряжения 8 (ИМН). С высоковольтного вывода источника модулированного напряжения 8 (ИМН) импульсный сигнал подают на испытуемый образец провода 4, тем самым создают среду действия коронных разрядов по его изоляции. Коронные разряды постепенно разрушают изоляцию испытуемого образца провода 4 со стекловолокнистой изоляцией и приводят к ее пробою. С помощью счетчика времени наработки импульсного источника напряжения 8 (ИМН) регистрируют время от момента подачи напряжения до пробоя стекловолокнистой изоляции провода, которое составило 146 мин.
Также были проведены испытания образцов провода ПСДКТ диаметром 1,0 и провода с пленочной изоляцией ППИ диаметром 2,65 мм. Диаметр металлического цилиндра 3 составлял 25 ± 1 мм.
Результаты определения стойкости стекловолокнистой изоляции к коронным разрядам показывают, что провод марки ПЭТВСД обладает значительно большей стойкостью изоляции, чем провод марки ПСДКТ (таблица 1). Пленочная изоляция провода ППИ обладает наибольшей стойкостью среди испытанных образцов.
Устройство для определения стойкости стекловолокнистой или пленочной изоляции обмоточных проводов к коронным разрядам, содержащее термошкаф, в котором размещен испытуемый образец провода, источник питания, к которому последовательно подключены автомат защиты, счетчик времени наработки, процессорный модуль и трансформатор, который заземлен, отличающееся тем, что внутри термошкафа на противоположных боковых стенках выполнены направляющие, на которых горизонтально установлен металлический цилиндр для намотки образца провода, причем цилиндр заземлен и его диаметр составляет не менее пяти диаметров образца провода по изоляции, под цилиндром, параллельно ему, расположена горизонтальная планка из диэлектрического материала, которая зафиксирована на внутренних боковых стенках термошкафа, на планке закреплен зажим для крепления одного конца образца провода, в верхнюю часть термошкафа вставлен проходной керамический изолятор, один контакт которого предназначен для соединения со вторым концом образца провода, второй контакт изолятора соединен с трансформатором.
