УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Полезная модель относится к электрическим измерениям и испытаниям и предназначена для сухого испытания изоляции движущихся кабельных изделий на электрическую прочность и сплошность покрытия.
Известно устройство для испытания полимерных элементов кабельных изделий [Пат. РФ №1772771 МПК 5 G 01 R 31/14, опубликованный 30.10.92, Бюл. №40], выбранное в качестве прототипа, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора, испытательный электрод, подключенный к вторичной обмотке этого трансформатора, блок фиксации дефектов, вход которого связан с выходом генератора импульсов, индикатор, блок обратной связи, выход которого подключен к управляющему элементу блока питания генератора импульсов, а вход блока обратной связи соединен с испытательным электродом.
Вырабатываемое генератором напряжение с помощью высоковольтного трансформатора преобразуется в высоковольтные импульсы и подается на измерительный блок, содержащий высоковольтный емкостной делитель, предназначенный для измерения амплитуды импульсов испытательного напряжения, а так же на электрод, посредством которого высокое напряжение прикладывается к испытуемой изоляции.
Недостатком известного устройства является сложная конструкция устройства, за счет необходимости применения высоковольтного емкостного делителя напряжения.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, ее удешевление, при обеспечении требуемой ГОСТом 2990-78 точности установки испытательного напряжения.
Поставленная задача достигается за счет того, что устройство для испытания полимерной изоляции кабеля, также как в прототипе, содержит генератор импульсов, высоковольтный трансформатор, электродный узел, подключенных к вторичной обмотке этого трансформатора, блок регистрации пробоя, блок управления.
Согласно полезной модели источник постоянного напряжения связан с генератором импульсов, вход которого через частотопонижающий элемент соединен с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора к одному из выводов вторичной обмотки которого подключен блок регистрации пробоя, один из выводов которого заземлен, а другой соединен с блоком управления, соединенным с генератором импульсов и с блоком измерения испытательного напряжения, подключенного к измерительной обмотке трансформатора.
В устройстве для испытания полимерной изоляции кабеля с целью упрощения конструкции и сохранения точности измерений испытательного напряжения импульсное напряжение поступает на высоковольтный импульсный транс4юрматор через частотопонижающий элемент, а напряжение измеряется с вторичной обмотки трансформатора, являющейся измерительной, что позволяет исключить дорогостоящий элемент - емкостной делитель, входящий в измерительный блок прототипа.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит: источник постоянного напряжения (ИПН) - 1, генератор импульсов (ГИ) - 2, блок управления (БУ) - 3, частотопонижающий элемент (ЧПЭ) - 4, блок измерений испытательного напряжения (БИИН) - 5, высоковольтный трансформатор (ВВТ) - 6, содержащий: первичную обмотку - 7, измерительную обмотку - 8, вторичную обмотку - 9, индуктивность рассеяния - 10; блок регистрации пробоя (БРП) - 11, электродный узел (ЭУ) - 12, сквозь который проходит испытуемое изделие - электрический кабель - 13.
Источник постоянного напряжения 1 (ИПН) соединен с генератором импульсов 2 (ГИ). Выход генератора импульсов 2 (ГИ) соединен с первичной обмоткой 7
высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ), через частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ). Электродный узел 12 (ЭУ) соединен с одним из выводов вторичной обмотки 9 высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) через индуктивность рассеяния 10. Электродный узел 12 (ЭУ) заземлен. Блок регистрации пробоя 11 (БРП) включен последовательно между другим выводом вторичной обмотки 9 и заземлением. Выход блока регистрации пробоя 11 (ВРП) соединен с блоком управления 3 (БУ). Так же к блоку управления 3 (БУ) подключен выход блока измерения испытательного напряжения 5 (БИИН), который, в свою очередь, подключен к измерительной обмотке 8. Выход блока управления 3 (БУ) соединен с генератором импульсов 2 (ГИ).
В качестве источника постоянного напряжения 1 (ИПН) может быть использован питающийся от сети выпрямитель с фильтром. В качестве генератора импульсов 2 (ГИ) может быть использован тиристорный или транзисторный генератор напряжения. В качестве частотопонижающего элемента 4 (ЧПЭ) могут быть использованы дроссель или катушка индуктивности. В качестве блока измерения испытательного напряжения 5 (БИИН) может быть использован двух или однополупериодный пиковый детектор. В качестве блока регистрации пробоя 11 (БРП) может быть использован детектор максимального тока, превышение которого означает пробой изоляции. В виде электродного узла 12 (ЭУ) могут быть использованы многочисленные гибкие нити из металлических шариков - бусинок, соединенные между собой и соприкасающиеся с изоляцией испытуемого кабеля 13.
От источника постоянного напряжения 1 (ИПН) напряжение поступает на генератор импульсов 2 (ГИ), после чего импульсное напряжение через частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ) поступает на высоковольтный трансформатор 6 (ВВТ), далее, на электродный узел 12 (ЭУ) и блок регистрации пробоя 11 (БРП). С помощью электродного узла 12 (ЭУ) высокое напряжение прикладывается к изоляции испытуемого кабеля. Измерение испытательного напряжения производится с помощью измерительной обмотки высоковольтного импульсного
трансформатора 8, а для снижения погрешности измерений в схему введен частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ). Снижение частоты заполнения импульсов приводит к снижению падения напряжения на индуктивности рассеяния 10 высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) при сохранении амплитуды испытательных импульсов.
Данное устройство было испытано на эквиваленте электрического кабеля 13 при изменении его емкости от 10 до 300 пикофарад и активного сопротивления от 3 до 10 мегаом. К изоляции электрического кабеля 13 прикладывались высоковольтные импульсы с регулируемой частотой следования 100 Гц при частоте заполнения высоковольтных импульсов от 2 до 3 кГц. Частота заполнения определялась параметрами разрядного конденсатора, входящего в состав генератора импульсов, высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) и испытуемого кабеля 13. При включении в схему частотопонижающего элемента 4 (ЧПЭ) (дросселя с индуктивностью 3 мГн) частота заполнения снижалась до значений 600-800 Гц. В свою очередь это приводило к уменьшению падения напряжения на индуктивности рассеяния трансформатора 10, нелинейности коэффициента трансформации, а следовательно погрешности измерения испытательного напряжения. В конкретном примере она составляла 2%, при требованиях ГОСТ 2990-78 не более 5% во всем диапазоне изменений нагрузки.