АППАРАТ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Заявляемый объект относится к контрольно-измерительной технике и предназначен для проверки электрической прочности изоляции силовых высоковольтных кабелей и различных диэлектрических материалов.
Известно устройство контроля электроизоляционных свойств композиционных материалов (ПМ №24293 от 14.08.2001 [1]), предназначенное, в частности, для испытания пластичных и текучих материалов, таких как мастики и пасты. Устройство содержит верхний и нижний электроды, закрепленные в диэлектрических втулках, нижняя втулка имеет полость, в которую помещается исследуемый диэлектрик, а в верхней втулке и в верхнем электроде выполнены отверстия, образующие сквозные каналы, которые соединяют торцевую рабочую поверхность с внешней поверхностью втулки, предназначенные для вакуумирования образца для испытаний.
Недостатками данного технического решения [1] является ограниченная область применения, обеспечивающая возможность контроля электроизоляционных характеристик только для пластичных и текучих материалов.
Известно также устройство для испытания диэлектриков, состоящее из источника питания с регистрирующими приборами и системой управления, испытательной ячейки с жидким диэлектриком, снабженной электродами и пропеллерной мешалкой. Боковая стенка корпуса ячейки, параллельная оси электродов, выполнена с камерой, внутри которой горизонтально установлена пропеллерная мешалка. Вал мешалки перпендикулярен оси электродов по линии их центральной симметрии. Мешалка соединена с приводом через магнитную муфту (патент РФ № 2507524 С1 от 20.02.2014 [2]).
Недостатком аналога [2] является ограниченная область применения, обеспечивающая возможность контроля электроизоляционных характеристик только жидких диэлектриков.
Известен аппарат для испытания твердых диэлектриков АИГ70/55 выпрямленным электрическим напряжением до 70 кВ, а также для испытания твердых диэлектриков синусоидальным электрическим напряжением до 55 кВ частотой 50 Гц. (Аппарат для испытания диэлектриков АИГ-70/55 ross.com.ru/apparat-aid-70-55 [3])
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является аппарат, содержащий блок управления с регулировочным автотрансформатором, напряжение с выхода которого поступает на первичную обмотку высоковольтного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со схемой формирования выходного напряжения (Рентгенотехника: Справочник, Кн. 1 под общей редакцией В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1992, с. 197 [4]). Аналог [4] был выбран нами в качестве прототипа.
Недостатком прототипа [3] является то, что в его конструкции отсутствует устройство для автоматической коррекции выходного напряжения, поступающего на испытуемый диэлектрик.
Целью настоящей работы является создание аппарата для испытания диэлектриков, конструкция которого обеспечивает автоматическую коррекцию номинального значения выходного напряжения.
Технический результат полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для испытания диэлектриков. Он достигается тем, что в аппарате для испытания диэлектриков, содержащем блок управления с регулировочным автотрансформатором, напряжение с выхода которого поступает на первичную обмотку высоковольтного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со схемой формирования выходного напряжения, между автотрансформатором и высоковольтным трансформатором введен дополнительный блок с понижающим трансформатором, входная обмотка которого соединена через клеммы электромагнитного переключателя с автотрансформатором, а выходная обмотка - через клеммы электромагнитного переключателя с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора, а блок управления дополнен контроллером, снабженным микропроцессором, при этом вход контроллера соединен линией обратной связи со схемой формирования выходного напряжения, а выходы - с электродвигателем, регулирующим напряжение автотрансформатора, и электромагнитным переключателем.
Аппарат для испытания диэлектриков содержит блок управления 1 с регулировочным автотрансформатором AT, а также силовой блок 2 с высоковольтным трансформатором ВТ, входящим в состав высоковольтного генератора (ВВ.Ген.). Между блоком управления 1 и силовым блоком 2 введен дополнительный блок 3, содержащий понижающий трансформатор Т1 и электромагнитный переключатель 4. Электромагнитный переключатель 4 предназначен для подключения через клеммы КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3, КМ1.4 выхода автотрансформатора AT к первичной обмотке L1 высоковольтного трансформатора ВТ напрямую или через понижающий трансформатор Т1. Вторичная обмотка L2 высоковольтного трансформатора ВТ соединена со схемой формирования выходного напряжения 5. Схема формирования выходного напряжения 5 предназначена для получения рабочего напряжения (переменного или постоянного) на выходе высоковольтного генератора ВВ. Ген., между контактом 6 и электродом 7, которое используется при испытании диэлектриков. Рабочее напряжение переменного тока может доходить до 60 кВ, а постоянного - до 80 кВ. В состав блока управления 1 входит контроллер 8, снабженный микропроцессором, вход 9 которого связан со схемой формирования выходного напряжения 5 линией обратной связи 10. Выход 11 контроллера 8 соединен с электродвигателем M1, регулирующим напряжение автотрансформатора AT, а выход 12 - с электромагнитным переключателем 4.
Аппарат для испытания диэлектриков используется следующим образом. На блоке управления 1 устанавливают должные параметры испытания диэлектрика, например, номинальное значение постоянного напряжения на выходе аппарата +8 кВ и длительность испытания 20 мин. Контакт 6 и электрод 7 подключают к объекту исследования (на рисунке не показан) и включают аппарат. При отклонении выходного напряжения от номинального значения, например, на ±100 В, информация об этом в цифровом виде от схемы формирования выходного напряжения 5 по линии обратной связи 10 поступает на контроллер 8, снабженный микропроцессором. Контроллер 8, который работает по определенной программе, включает электродвигатель M1, корректирующий напряжение автотрансформатора AT до номинального значения на выходе высоковольтного генератора ВВ. Ген.
В обычном режиме (до 80 кВ на постоянном и 60 кВ на переменном) напряжение от сети поступает через автотрансформатор AT непосредственно на первичную обмотку L1 высоковольтного трансформатора ВТ.
В режиме до 10 кВ напряжение с автотрансформатора AT поступает через понижающий трансформатор Т1 на первичную обмотку L1 высоковольтного трансформатора ВТ, что позволяет повысить точность регулировки и измерения.