СПОСОБ КАЛИБРОВКИ И ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ДЕФЕКТНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ
METHOD OF CALIBRATION AND VERIFICATION OF WINDING WIRES INSULATION DEFECTS MEASURING INSTRUMENTS

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, и может быть использовано, например, при калибровке и поверке измерителей дефектности изоляции обмоточных проводов.
В РФ при калибровке определяют действительные метрологические характеристики средств измерений (см. РМГ 29-2013), а при поверке сравнивают полученные при калибровке характеристики с заданными (как правило, характеристики приводятся в паспорте на средство измерения).
Известно, что кабели и изолированные линии обладают определенным сопротивлением пробою. Для кабелей и изолированных линий давно существуют искровые контрольные калибровочные и поверочные приборы, посредством которых в соответствии с различными стандартами при помощи испытательного напряжения проверяют изоляцию линий на наличие дефектов. Также в течение многих лет для этой цели существует европейский стандарт EN 50356, который описывает и оговаривает конструкцию устройств такого типа, а также испытательные напряжения различного вида, и, кроме того, предоставляет инструкции, как можно измерить чувствительность прибора при обнаружении дефектов изоляции. Обновленная версия европейского стандарта имеет наименование EN 62230:2007. В основе данного стандарта - испытательные напряжения различной формы: переменные напряжения частотой 40-62 Гц, переменные напряжения фактически синусоидальной формы и частотой 500 Гц-1 МГц или импульсное напряжение с крутым нарастанием и сильным демпфированием на спаде. Искровой испытательный прибор должен также содержать систему индикации для указания наличия дефекта либо световым сигналом или акустическим, когда изоляция или оболочка кабеля из-за дефекта изоляции или дефекта покрытия не держит определенное испытательное напряжение и возникает пробой на проводник с нулевым потенциалом. Устройство обнаружения дефекта должно запускать цифровой счетчик, так чтобы показывать каждый отдельный дефект. Устройство должно также суммировать дефекты по всей длине кабеля до его конца. Счетчик должен сохранять результат индикации, пока не будет зарегистрирован следующий дефект, или индикатор будет очищен вручную.
Для поверки чувствительности искрового испытательного прибора требуется, чтобы происходило включение индикатора дефекта, когда между определенным электродом и проводником нулевого потенциала искусственно создается состояние дефекта. Известно, что с этой целью создают, так называемые, имитаторы дефекта. Имитатор должен быть настроен так, чтобы для каждого имитируемого дефекта имитатор формировал разряд в искровом промежутке длительностью 0,025 с для напряжения переменного тока и напряжения высокой частоты и 0,0005 с для напряжения постоянного тока. Должна запускаться последовательность по меньшей мере из 20 разрядов такого типа, при этом не должно быть временного запаздывания более чем на 1 с. Чувствительность устройства обнаружения дефекта настраивают так, чтобы на каждый искусственно формируемый разряд происходила регистрация не более одного и не менее одного счетного импульса.
Известен имитатор дефектов, в котором выполнены вышеуказанные требования. Имитатор содержит диск из диэлектрического материала, который через передачу приводится во вращение от двигателя, и несет на себе электрод, который постоянно находится под нулевым потенциалом. Напротив указанного электрода установлен неподвижный игольчатый электрод, на который подают испытательное напряжение. Расстояние между игольчатым электродом и электродом диска заранее задано. Размеры игольчатого электрода также заданы (Приложение В к стандарту EN 62230:2007). Оператор фабрики-производителя кабеля, использующий искровое испытательное устройство, обязан время от времени проверять указанное устройство посредством имитатора. Поверку чувствительности рекомендуется выполнять по меньшей мере раз в год, а также после первоначальной установки, после каждого ремонта или серьезной регулировки устройства.
Наиболее близким к заявляемому объекту является способ, описанный в патенте (патент РФ №2473920) [1].
Способ для калибровки и поверки измерителей дефектности изоляции состоит в имитации дефектов при помощи искрового контрольного прибора, в котором испытательное напряжение от высоковольтного генератора прикладывают через электрод к непрерывному кабелю, распознают факты пробоя, отображают их посредством схемы обнаружения и суммируют посредством счетчика дефектов, при этом для поверки надежности распознавания дефектов к фиксированному разрядному промежутку прикладывают испытательное напряжение заранее заданного уровня, заданной длительности и частоты, при этом указанные импульсные испытательные напряжения формируют посредством высоковольтного генератора самого искрового контрольного прибора.
Недостатком способа-прототипа является невозможность калибровать и поверять измерители дефектности изоляции обмоточных проводов, использующих газоразрядный датчик дефектов.
Техническая задача, поставленная в рамках данного изобретения, заключается в создании возможности калибровки и поверки измерителей дефектности изоляции обмоточных проводов использующих газоразрядный датчик дефектов.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе калибровки и поверки измерителей дефектности изоляции обмоточных проводов, заключающимся в подаче через электрод напряжения к непрерывному изолированному проводу, и в распознавании факта дефекта посредством схемы обнаружения для имитации непрерывного изолированного провода, размещают отрезок изолированного провода на образующей поверхности диэлектрического цилиндрического диска, причем укладку провода в осуществляют так, чтобы он образовывал замкнутую окружность, концы указанного отрезка провода выводят на боковую поверхность указанного диэлектрического диска и электрически соединяют с металлической осью, на которой закреплен диск, ось через скользящий контакт заземляют, создают в изоляции провода один дефект в виде точечного прокола изоляции до жилы провода, к поверхности упомянутого провода прижимают подпружиненный металлический дискообразный свободно вращающийся на оси электрод–датчик дефектов, на ось которого через скользящий контакт подают высокое постоянное напряжение, подсоединяют к оси резистивный делитель напряжения, низковольтное плечо которого подсоединяют к схеме обнаружения дефекта, в качестве которой используют осциллограф, приводят диэлектрический диск во вращение, измеряют скорость перемещения провода, и многократно протягивают упомянутый дефектный участок изоляции провода через электрод - датчик дефектов, и при каждом прохождении дефектного участка изоляции провода через электрод-датчик дефектов, снимают с него осциллографом сигналы импульсов дефекта, с использованием которых калибруют и осуществляют поверку измерителей дефектности.
p
2. Для определения рабочего напряжения измерителя, согласно п. 2 формулы, в процессе многократного протягивания дефектного участка провода через электрод-датчик дефектов, на упомянутый электрод подают постоянное напряжение, которое после каждого очередного протягивания дефектного участка через электрод ступенчато увеличивают до тех пор, пока на осциллографе не появится импульс дефекта, при этом уровень напряжения, при котором на осциллограф поступил сигнал дефекта принимают в качестве рабочего напряжения контроля U.
p
p
p
cp
cp
ci
i
ci
ci
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msup><mi>S</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mrow>
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>l</mi><mrow><mi>c</mi><mi>p</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><msup><mo stretchy="false">)</mo><mn>2</mn></msup></mrow>
2
3. Для определения разрешающей способности измерителя, согласно п. 3 формулы изобретения, при многократном протягивании дефектного участка изоляции провода через электрод-датчик дефектов, на упомянутый датчик подают рабочее напряжение U, и при каждом очередном протягивании дефектного участка через датчик-электрод снимают осциллограммы сигнала дефекта, с использованием которых определяют разрешающую способность электрода-датчика L по формуле L=2(l+3σ), где l= - среднее значение отрезка провода, прошедшего через электрод-датчик дефектов за время tсигнального импульса дефекта; V-провода при i-м протягивании дефектного участка через электрод–датчик дефектов; σ= - среднее квадратическое отклонение отрезка провода, прошедшего через электрод–датчик дефектов за время t сигнального импульса дефекта; S= - дисперсия отрезка провода, прошедшего через электрод-датчик дефектов за время tсигнального импульса дефекта.
На фиг. 1 приведено устройство, реализующее заявляемый способ. На фиг. 2 представлена типовая осциллограмма сигнала с электрода, при прохождении через него дефектного участка изоляции провода.
д
На фиг. 1 введены следующие обозначения: 1 - диэлектрический цилиндрический диск; 2 - изолированный провод; 3 - электрод, служащий датчиком дефектов; 4 - ось диэлектрического диска; 5 - ось электрода; 6 - источник регулируемого постоянного напряжения; 7, 8 - клеммы источника; 9 - двухлучевой осциллограф, служащий в качестве схемы обнаружения дефекта; 10 - калибруемый измеритель дефектности; R1 - разрядное напряжение; R2, R3 - делитель напряжения; R4 - токоограничительное сопротивление; C - разрядная емкость датчика; позицией l - обозначен дефект в изоляции провода.
р
с
На фиг. 2 введены следующие обозначения t-время с момента зажигания коронного разряда до момента погасания коронного разряда при прохождении одного дефекта в зоне электрода-датчика дефектов; t - время стабильного горения коронного разряда при прохождении единичного дефекта под электродом - датчиком дефектов.
Сущность изобретения заключается в следующем. В соответствии с ГОСТ Р МЭК 60851-5-2008 [2], целостность изоляции выражается числом точечных повреждений на проводе определенной длины, зафиксированных с помощью электрического испытательного устройства. При этом для контроля дефектов изоляции проводов на изоляции проводов от 0,050 до 0,25 мм используемый высоковольтный электрод (датчик) выполняют в виде двух. Ролики в устройстве должны быть из нержавеющей стали и обеспечивать, каждый, контакт с проводом на длине (25±2,5) мм.
При контроле на точечные изоляции проводов с номинальным размером жилы провода 0,250 до 1,600 мм применяют один высоковольтный электрод в виде ролика. Ролик должен быть из нержавеющей стали и обеспечивать контакт с проводом на длине 25÷30 мм.
Недостатком указанного контроля является, во-первых, малая универсальность датчика, так как для проводов, с диаметром жилы, лежащей в диапазоне от 0,050 до 0,25 мм, используют электрод - датчик, выполненный в виде двух роликов, и контролируемый провод протягивается через 4 ролика, два из которых являются направляющими, а два других - электродами датчика. Для проводов с диаметром, лежащим в диапазоне от 0,25 до 1,600 мм, этот датчик уже не применим, и взамен него используют один высоковольтный электрод большего диаметра.
Во-вторых, как при контроле проводов с диаметром жил, лежащей в диапазоне от 0,050 до 0,25 мм, так и при контроле проводов с диаметром, лежащим в диапазоне от 0,25 до 1,600 мм, провод многократно перегибается. Это приводит к высоким механическим нагрузкам на изоляцию провода со стороны роликов, что приводит не только к ослаблению механической и электрической прочности изоляции контролируемого провода, но и вызывает появление дополнительных дефектов в изоляции провода. Поэтому при помощи упомянутого контроля осуществляют только выборочный контроль, при постоянной и относительно малой скорости протягивания провода, равной (275±25) мм/с.
Некоторые недостатки указанного контроля дефектности изолированного провода, устраняются контролем, изложенным в работе [3]. Устройство для контроля дефектности изоляции провода, содержит датчик-электрод, источник высокого напряжения, первый выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов дефектов, выходом подключенного к входу счетчика количества дефектов, в него введен формирователь импульсов скорости и датчик скорости, причем второй выход источника высокого напряжения подсоединен к датчику-электроду, датчик скорости через формирователь скорости подключен к второму входу формирователя импульсов дефектов, при этом последний состоит из источника опорного напряжения, формирователя переднего и заднего фронтов и дифференциального усилителя, первый, второй входы и выход которого подключены соответственно к первому входу формирователя импульсов дефектов, к выходу источника опорного напряжения и к первому входу формирователя переднего и заднего фронтов, второй вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом формирователя импульсов дефектов.
Недостатком указанного контроля, как и аналогичных способов контроля дефектности изоляции обмоточных проводов [4,5], является отсутствие таких метрологических данных, как напряжение контроля, чувствительность прибора к дефектам, разрешающая способность газоразрядного электрода-датчика дефектов и других важных характеристик контроля. Отсутствие таких данных приводит к неоправданно высоким напряжениям, подаваемым на электрод-датчик при контроле, и к высоким погрешностям при определении количества дефектов в изоляции контролируемого провода и их протяженностей.
Для устранения указанных недостатков при контроле дефектности изоляции обмоточных проводов необходимо проводить калибровку средств контроля и их периодическую поверку.
В РФ при калибровке определяют действительные метрологические характеристики средств измерений (См. РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения), а при поверке сравнивают полученные при калибровке характеристики с заданными (как правило, характеристики приводятся в паспорте на средство измерения).
Рассмотрим подробнее, к каким недостаткам приводит отсутствие калибровки и поверки измерителей дефектности обмоточных проводов.
На фиг. 2. приведена типичная осциллограмма сигнала с электрода - датчика дефектов, при прохождении в зоне его действия дефектного участка изоляции. Эта осциллограмма сигнала с электрода-датчика дефектов была снята при отрицательном потенциале на упомянутом датчике, равном f=-2 кВ.
В известных, приведенных выше способах контроля дефектности изоляции проводов для обнаружения дефектного участка изоляции провода используется явление зажигания коронного разряда между датчиком дефектов и заземленной жилой провода при прохождения дефектного участка изоляции в зоне действия датчика дефектов.
0
0
Коронный разряд является самостоятельным разрядом в сравнительно плотном газе. Если к двум электродам, между которыми находится газовый промежуток, приложить электрическое поле, то при определенной разности потенциалов между электродами, которую назовем критической и обозначим через U, возникает коронный разряд. Величина U существенным образом зависит от конфигурации электродов, состава газовой среды в области электродов и от количества свободных электронов в межэлектродной области и ряда иных факторов. Непосредственное визуальное наблюдение коронного разряда указывает на ряд прерывистых явлений в короне. Прерывистый характер коронного разряда был обнаружен Тричелем [5]. Коронный ток, как показал Тричель, слагается из периодических и правильно чередующихся импульсов. При повышении напряжения сила тока в каждом импульсе остается неизменной, а общая сила тока коронного разряда увеличивается за счет увеличения частоты чередования импульсов. Каждый регулярный импульс представляет собой обычным образом развивающийся ряд лавин, сопровождаемой фотоионизацией в окружающем объеме газа.
н
Типичный сигнал с датчика дефектов при прохождении через него поврежденного участка изоляции провода приведен на фиг. 2. На фиг. 2 приведена осциллограмма напряжения (верхняя часть осциллограммы) и тока (нижняя часть осциллограммы), снятая при помощи двухлучевого осциллографа. В зоне А осциллограммы выделен участок осциллограммы в увеличенном масштабе. Видно, что ток сигнала имеет импульсную форму, что подтверждает тот факт, что вид разряда - коронный. В сигнале с датчика дефектов иногда возникает несколько импульсов напряжения. На фиг. 2 их два: один менее, а другой более продолжительный и более стабильный. Длительность более стабильного участка на осциллограмме обозначена как t. Возможность появления в сигнале с датчика дефектов при прохождении через датчик только одного дефектного участка нескольких импульсов обусловлено тем, что при перемещении провода и приближении передней границы дефекта изоляции к датчику дефектов коронный разряд может загораться, затем гаснуть, и через некоторое время загораться вновь.
Этот процесс зажигания и погасания разряда зависит от ряда причин, таких как уровень напряжения на электроде-датчике дефектов, степень загрязнения провода, поперечные колебания провода и т.д.
p
Определение количества дефектов в изоляции контролируемого провода в способах и устройствах, использующий газоразрядный датчик дефектов осуществляют по количеству сигнальных импульсов напряжения, пришедших в счетчик количества дефектов с датчика дефектов. Таких нестабильных зон при прохождении под датчиком одного дефектного участка может быть несколько, на осциллограмме фиг. 2 их два. При этом каждый импульс напряжения в сигнале с датчика может быть ошибочно посчитан, как дефект.Снижение напряжения контроля на электроде - датчике дефектов приводит к уменьшению вероятности возникновения нескольких импульсов напряжения в сигнале с электрода-датчика дефектов. Поэтому уровень напряжения на электроде - датчике является очень важным параметром контроля. От уровня этого напряжения зависит чувствительность датчика к дефектам, а также величина систематической погрешности, которую вносит датчик в определение количества дефектов и их протяженность в процессе контроля. Под чувствительностью к дефектом будем понимать такой минимальный уровень напряжения на электроде-датчике дефектов, при котором любой точечный дефект в виде прокола изоляции будет обнаружен со 100% вероятностью. Обозначим это напряжение через U и назовем его рабочим напряжением датчика дефектов.
Величина абсолютной систематической погрешности при контроле протяженности дефектов зависит от зоны разрешения датчика, под которой следует понимать длину пути, пройденную точечным, пренебрежительно малым по протяженности дефектом в зоне датчика за интервал времени от момента зажигания, до момента погасания коронного разряда между датчиком и жилой провода в месте дефекта.
Величина упомянутой систематической погрешности определяется разрешающей способностью электрода - датчика дефектов. Под разрешающей способностью электрода – датчика дефектов условимся понимать то минимальное расстояние между границами двух соседних дефектов, при котором упомянутые дефекты регистрируются раздельно.
Наименьшее линейное расстояние между двумя точечными дефектами в изоляции провода, начиная с которого их изображения сливаются и перестают быть различимыми, называется линейным пределом разрешения.
Для определения рабочего напряжения и разрешающей способности нужно электрод–датчик дефектов откалибровать, что и отражено в заявляемом способе.
p
Зона разрешения электрода датчика дефектов зависит, в частности, от напряжения на датчике. Поэтому, для определения зоны разрешения (разрешающей способности датчика) первоначально нужно откалибровать датчик дефектов, и определить, при каком напряжении будет осуществляться контроль. Оптимальным напряжением контроля U, будет такое напряжение, при котором точечный дефект в виде прокола изоляции гарантированно, со 100% вероятностью будет зарегистрирован датчиком дефектов. Для определения величины упомянутого напряжения отбирается бездефектный участок провода и в его изоляции наносится точечный дефект, в виде прокола иглой изоляции до токопроводящей жилы провода.
p
д
с.
с.
p.
ci
На электрод - датчик дефектов 5 (фиг.1) подается напряжение от источника питания 6 такой величины, при котором коронный разряд при прохождении упомянутого дефектного участка изоляции провода гарантированно не зажигается. В процессе калибровки датчика многократно протягивают упомянутый дефектный участок изоляции 2 через электрод-датчик дефектов 5 и при каждом очередном протягивании повышают напряжение на датчике 5. Эта процедура повторяется до тех пор, пока указанный точечный дефект не будет гарантированно зарегистрирован электродом - датчиком дефектов 5. Свидетельством такого обнаружения дефекта служит появление импульсного сигнала на осциллографе 9. Напряжение, при котором это произойдет и будет рабочим напряжением U датчика дефектов. Поскольку точечный дефект выполнен в виде прокола изоляции, то в первом приближении, можно считать, что этот дефект имеет пренебрежительно маленькую протяженность, т.е. l ≈ 0. Однако, при прохождении упомянутого пренебрежительно малого по протяженности дефекта через датчик дефектов на последнем возникнет импульс, длительностью t Расстояние, на которое переместится провод за время t будет зависеть от разрешающей способности электрода–датчика. Для определения разрешающей способности электрода датчика дефектов, выбирают бездефектный участок изоляции провода 2 (фиг. 1) и в его изоляции наносят точечный прокол изоляции до жилы провода. После чего подготовленный отрезок провода, с нанесенными на него дефектом, многократно протягивают через электрод-датчик дефектов, на который подано напряжение U При каждом очередном протягивании провода измеряют скорость его перемещения относительно электрода-датчика дефектов, а при помощи осциллографа 9 (фиг.1) определяют время t (см. фиг..2) при каждом очередном i-ом протягивании.
p
p
cp
cp
ci
i
ci
ci
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msup><mi>S</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mrow>
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>l</mi><mrow><mi>c</mi><mi>p</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><msup><mo stretchy="false">)</mo><mn>2</mn></msup></mrow>
2
После чего определяют разрешающую способность электрода-датчика L по формуле L=2(l+3σ), где l= - среднее значение отрезка провода, прошедшего через электрод-датчик дефектов за время t сигнального импульса дефекта; V-провода при i-ом протягивании дефектного участка через электрод-датчик дефектов; n - количество протягиваний дефектного участка провода через электрод-датчик дефектов; σ= - среднее квадратическое отклонение отрезка провода, прошедшего через электрод–датчик дефектов за время tсигнального импульса дефекта; S= - дисперсия отрезка провода, прошедшего через электрод-датчик дефектов за время t сигнального импульса дефекта.
Пример конкретного выполнения. По заявляемому способу производилась калибровка электрода - датчика дефектов, в измерителе дефектности изоляции провода марки ПЭТВ диаметром 0,8 мм, на установке изображенной на фиг. 1.
4
Установка (фиг.1.) включала в себя диэлектрический диск 1 диаметром D=600 мм, вращаемый через редуктор двигателем постоянного тока. По образующей поверхности диска была проточена канавка, глубиной h=0,3 мм, в которую был уложен отрезок контролируемого провода 2 диаметром d=0,8 мм с нанесенным в его изоляции точечным дефектом, в виде прокола изоляции до жилы провода. Концы провода были выведены на боковую поверхность диска и электрически соединены с металлической осью 4, на которую был закреплен диск 1. Ось через скользящий контакт, резистор R, являющийся датчиком тока, была заземлена. Регулировка скорости вращения диска осуществлялась изменением напряжения питания двигателя. Частота υ вращения диска контролировалась тахометром ТЕМП-4. Скорость движения провода V относительно датчика дефектов определялась с использованием показаний тахометра по формуле V=υ×(D-d-h).
1
c
p
p
ci
p
cp
cp
ci
i
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><mn>350</mn></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>3,5</mn><mi>м</mi><mi>м</mi></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msup><mi>S</mi><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><mn>0,0225</mn></mrow></msqrt></mrow>
К поверхности контролируемого провода прижимался подпружиненный вращающийся электрод-датчик дефектов, выполненный в виде ролика из нержавеющей стали, диаметром 13 мм. На ось 5 электрода-датчика дефектов через скользящий контакт подавалось от источника 6 с клеммы 8 высокое напряжение контроля. Параллельно разрядному промежутку присоединялась емкость С=90 пФ. С высоковольтного источника напряжение отрицательной полярности через токоограничивающее сопротивление R=500 кОм подавалось на электрод–датчик дефектов. На электрод - датчик дефектов 3 (фиг.1) подавалось напряжение от источника питания 6 такой величины, при котором коронный разряд при прохождении упомянутого дефектного участка изоляции провода гарантированно не зажигается. Это напряжение начиналось со 100 В. При каждом очередном протягивании повышали напряжение на электроде-датчике 3 на 50 В. Эта процедура повторялась до тех пор, пока указанный точечный дефект не был гарантированно зарегистрирован электродом - датчиком дефектов 3. Свидетельством такого обнаружения дефекта служит появление импульсного сигнала на осциллографе 9. Напряжение, при котором это произошло, равнялось 450 В. При указанном напряжении из осциллограммы дефекта исчезал предыимпульс, и время t становилось равным времени t(фиг.2). При этом напряжении дефектный участок 100 раз протягивали через электрод-датчик дефектов и все 100 раз он гарантированно регистрировался осциллографом. После этой процедуры величина U была принята в качестве рабочего напряжения электрода–датчика дефектов. При каждом протягивании, из 100 указанных выше, измерялась скорость провода Vi, снималась осциллограмма сигнала дефекта, по которой определялось время t (см. фиг. 2). По полученным результатам определялась разрешающая способность электрода–датчика дефектов по формуле L=2(l+3σ)=2(3,5+3×0,15)=7,9 мм, где l== - среднее значение отрезка провода, прошедшего через электрод–датчик дефектов за время tсигнального импульса дефекта; V-провода при i-ом протягивании дефектного участка через электрод-датчик дефектов; n - количество протягиваний дефектного участка провода через электрод-датчик дефектов; σ===0,15 мм,
ci
ci
2
2
<mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>l</mi><mrow><mi>c</mi><mi>p</mi></mrow></msub></mrow></mstyle><msup><mo stretchy="false">)</mo><mn>2</mn></msup></mrow>
- среднее квадратическое отклонение отрезка провода, прошедшего через электрод–датчик дефектов за время t сигнального импульса дефекта; S==0,0225 мм дисперсия отрезка провода, прошедшего через электрод-датчик дефектов за время tсигнального импульса дефекта.
После калибровки электрода-датчика дефектов, производилась поверка измерителя дефектности 10 (фиг. 1). Поверка производилась по методике, изложенной в заявляемом способе, только в качестве схемы обнаружения дефектов использовался не осциллограф, а измеритель дефектности. Поверка показала, что установленные при помощи заявляемого способа метрологические характеристики полностью соответствовали характеристикам измерителя.
По сравнению с аналогами [3,4], где напряжение контроля составляло (1,5 -2) кВ, калибровка по заявляемому способу позволила снизить напряжение контроля в 3,3 - 4,4 раза.
Таким образом, разработанный способ калибровки позволяет производить калибровку и поверку измерителей дефектности изоляции обмоточных проводов, чего невозможно сделать с помощью способа-прототипа.
Используемые источники:
1. Патент РФ№2011112057.Способ имитации дефектов при помощи искрового контрольного прибора и искровой контрольный прибор. Опубликовано 2012.10.10 (Прототип).
2. ГОСТ Р МЭК 60851-5-2008. Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 5. Электрические свойства.
3. Авторское свидетельство СССР №364885, кл. G01N27/00, 1971.
4. Патент РФ№2506601. //Способ контроля и ремонта изоляции проводов// Г.В.Смирнов, Д.Г. Смирнов. Опубликовано 10.02.2014 Бюл. №4.
5. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. - М.: Наука, 1987. - 592 с.