ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР НИЗКОЧАСТОТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Заявляемое устройство относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для проведения диагностики и испытания кабелей повышенным напряжением с любым типом изоляции, в том числе и с синтетической изоляцией, без ее разрушения.
Испытываемый кабель обладает довольно большой электрической емкостью, именно поэтому кабели испытывают высоким напряжением низкой частоты, а не напряжением частотой 50 Гц, так как в этом случае от испытательной установки потребуется очень большая мощность.
Известно устройство контроля электрической прочности изоляции, включающее генератор-источник напряжения (Патент RU 2145421 от 1997.07.16 [1]), основным элементом которого является генератор-источник напряжения, выполненный в виде электростатической машины, которая может быть непосредственно подключена к испытуемой жиле кабеля.
Также известна высоковольтная испытательная установка сверхнизкой частоты для диагностики кабеля из сшитого полиэтилена (Патент RU 2392630 С1 от 19.05.2009 г. [2]).
Недостаток известных аналогов [1], [2] выражается в их конструктивной сложности.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому устройству является высоковольтный генератор, содержащий высоковольтный трансформатор с двухсекционной вторичной обмоткой, имеющей общий средний заземленный контакт, подключенной к диодному мосту (Рентгенотехника: Справочник, Кн. 1 под общей редакцией В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1992. - С. 220 [3]). Аналог [3] был выбран нами в качестве прототипа.
Недостатком прототипа [3] является то, что в его конструкции отсутствует схема формирования высоковольтных разнополярных низкочастотных импульсов большой длительности, которые необходимы для испытания высоковольтного кабеля с синтетической изоляцией, например, из сшитого полиэтилена.
Целью нашей работы является создание высоковольтного генератора разнополярных низкочастотных импульсов большой длительности.
Технический результат полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для проведения диагностики и испытания кабелей повышенным напряжением с любым типом изоляции, в том числе и с синтетической изоляцией, без ее разрушения. Он достигается тем, что высоковольтный генератор низкочастотных импульсов, содержащий высоковольтный трансформатор с двухсекционной вторичной обмоткой, имеющей общий средний заземленный контакт и подключенной к диодному мосту, дополнен коммутатором с двумя рентгеновскими трубками, подключенными к выходу диодного моста разнополярно; каждая рентгеновская трубка закреплена в защитном свинцовом кожухе, заполненном трансформаторным маслом, и соединена с трансформатором накала, при этом трансформаторы накала первой и второй рентгеновских трубок включаются поочередно микропроцессором, находящимся в блоке управления.
Далее описание сопровождается рисунками и пояснениями к ним. На фиг. 1 показана упрощенная схема высоковольтного генератора, а на фиг. 2 приведена осциллограмма выходного напряжения при нагрузке, имеющей емкостной характер.
Высоковольтный генератор низкочастотных импульсов, состоит из силового блока 1 и блока управления 2. Силовой блок 1 содержит повышающий трансформатор ТР1, на первичную обмотку 3 которого подается питающее напряжение 50 Гц с блока управления через автотрансформатор (на фиг. не показан). Вторичная обмотка трансформатора ТР1 состоит из двух секций 4 и 5. Средняя точка 6 вторичной обмотки подключена к общему проводнику 7. Высокое переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора ТР1 выпрямляется диодным мостом Д1, в результате чего на выходах «+» и «-» диодного моста образуется однополярное пульсирующее напряжение (положительной или отрицательной полярности соответственно) относительно общего проводника 7.
С целью формирования на выходе генератора положительных или отрицательных импульсов необходимой длительности применен коммутатор, состоящий из двух высоковольтных кенотронов Л1 и Л2, включенных разнополярно. Учитывая требования по мощности и диэлектрической прочности силового блока 1, в опытном образце генератора в качестве высоковольтных кенотронов Л1 и Л2 используются рентгеновские трубки с неподвижным анодом 3-15 БДМ 25-135, находящиеся в защитном свинцовом кожухе (на фиг. не показан), заполненном трансформаторным маслом. Защитный кожух требуется для защиты обслуживающего персонала от рентгеновского излучения. Нить накала 8 рентгеновской трубки Л1 подключена к трансформатору накала ТР2, а нить накала 9 рентгеновской трубка Л2 подключена к трансформатору накала ТР3. Управление работой высоковольтного коммутатора осуществляется с блока управления 2 путем поочередного включения трансформаторов накала ТР2 и ТР3 первой Л1 и второй Л2 рентгеновских трубок микропроцессором 10, через электронный переключатель 11. Микропроцессор 10 работает по специальной программе, обеспечивающей должную частоту и длительность высоковольтных импульсов на выходе 12 генератора.
H
На фиг. 2 приведена осциллограмма выходного напряжения генератора при нагрузке R, имеющей емкостной характер, свойственной для высоковольтного кабеля.
H
Тестируемый кабель R, например с электроизоляцией из сшитого полиэтилена, подсоединяют к выходу 12 генератора, на блоке управления 2 устанавливают должные параметры испытания кабеля, например напряжение высоковольтных импульсов 50 кВ, частоту импульсов 0,1 Гц и длительность 20 мин. После этого включают высоковольтный генератор и следят за состоянием тестируемого кабеля.