АППАРАТ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Заявляемый объект относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован для испытаний электрической прочности изоляции жидких диэлектрических материалов.
Известен аппарат АИМ-90 для измерения электрической прочности жидких диэлектриков (паспорт 2ДЕ. 6.040 ПС, изготовитель МПО "Мосрентген"). [1]. Аппарат АИМ-90 содержит повышающий трансформатор, присоединенный выходом к электродам испытательной ячейки, а входом - к регулятору напряжения, подключенному к сети питания переменного тока и управляемому с помощью электромеханического привода, связанного с воздушным разрядником, причем электроды испытательной ячейки подключены к схеме управления, которая присоединена к индикатору. При испытаниях на электроды подают переменное напряжение, амплитуда которого изменяется со скоростью 2 кВ/с с помощью автоматического регулятора. В момент пробоя напряжение, подаваемое на электроды, фиксируется и его значение принимается за пробивное напряжение пробы жидкого диэлектрика.
Известны также полуавтоматический высоковольтный аппарат 16-0915 для испытаний пробы электроизоляционных масел германской фирмы Petrotest Instruments GmbH & Со (Лабораторное оборудование для контроля качества нефтепродуктов. Вып. 10, Petrotest, 1996, с. 18). [2]. Аппарат 16-0915 содержит повышающий трансформатор, схему управления, привод, автоматический регулятор напряжения и индикатор. Пробу жидкого диэлектрика наливают в испытательную ячейку, и на электроды с расстоянием между ними 2,5 мм автоматически подают переменное напряжение с нарастающей амплитудой. На индикаторе в момент пробоя фиксируется величина пробивного напряжения пробы жидкого диэлектрика.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является устройство для экспресс-контроля пробивного напряжения жидких диэлектриков (патент RU № 2220427, 28. 11. 2001). [3].
Устройство [3] содержит измерительную ячейку с электродами, подключенными к высоковольтному генератору синусоидальных колебаний, снабженному блоком управления и регистратором результатов испытания.
Устройство [3] было выбрано нами в качестве прототипа.
Недостаток прототипа [3], как и всех известных аналогов, выражается в наличии погрешностей в значениях результатов испытаний трансформаторного масла, вызванных отклонением рабочего напряжения, подаваемого на электроды измерительной ячейки, от синусоидальной формы. Дело в том, что основной частью аппаратов испытания масла является генератор синусоидальных колебаний частотой 50 Гц. Достаточно жесткие требования у данных аппаратов предъявляются именно к синусоидальности. Коэффициент несинусоидальности (отклонение кривой тока от математической синусоиды) по требованиям ГОСТа не должен превышать 5%. В качестве источника питания для высоковольтного генератора обычно используется автотрансформатор 0-250 В, который питается от промышленной сети, синусоидальность которой не всегда соответствует норме.
Для исключения влияния сети и улучшения массогабаритных характеристик вместо автотрансформатора нами была разработана схема, формирующая синусоидальное напряжение 0-250 В.
Технический результат полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для экспресс-контроля пробивного напряжения жидких диэлектриков. Он достигается тем, что в аппарате для испытания трансформаторного масла, содержащего измерительную ячейку с электродами, подключенными к высоковольтному генератору синусоидальных колебаний, снабженному блоком управления и регистратором результатов испытания, высоковольтный генератор синусоидальных колебаний состоит из микроконтроллера, вырабатывающего неискаженные синусоидальные колебания с амплитудой от 0 до 5 В, подключенного к преобразователю синусоидальных колебаний в импульсы прямоугольной формы частотой 20 кГц длительностью от 1 до 50 мкс, пропорциональные амплитуде синусоидального напряжения, поступающих на силовую мостовую схему, запитанную от выпрямленного сетевого напряжения, при этом в диагональ моста подключена первичная обмотка высоковольтного генератора, на выходе которого формируется плавно изменяющееся напряжение от 0 до 90 кВ идеальной синусоидальности.
На прилагаемом рисунке приведена блок-схема предлагаемого аппарата для испытания трансформаторного масла.
Аппарат для испытания трансформаторного масла содержит измерительную ячейку 1, в которую заливается тестируемое трансформаторное масло 2. В ячейку 1 введены два электрода 3, подключенные к высоковольтному генератору синусоидальных колебаний 4. Высоковольтный генератор синусоидальных колебаний 4 состоит из микроконтроллера 5, вырабатывающего неискаженные синусоидальные колебания с амплитудой от 0 до 5 В, подключенного к преобразователю 6 синусоидальных колебаний в импульсы прямоугольной формы частотой 20 кГц длительностью от 1 до 50 мкс, пропорциональные амплитуде синусоидального напряжения, содержащего интегратор и схему сравнения (на рис. не показаны). Данная последовательность импульсов поступает на силовую мостовую схему 7, запитанную от выпрямленного сетевого напряжения. В диагональ моста 7 подключена первичная обмотка 8 высоковольтного генератора 9, на выходе которого формируется плавно изменяющееся напряжение от 0 до 90 кВ идеальной синусоидальности, которое подается на электроды 3 ячейки 1, в которой находится тестируемое трансформаторное масло 2.
Аппарат для испытания трансформаторного масла снабжен пультом управления 10, оснащенным индикатором 11, на котором отображаются результаты испытания.
Аппарат для испытания трансформаторного масла используется следующим образом. В измерительную ячейку 1 наливают испытуемое масло 2. От высоковольтного генератора синусоидальных колебаний 4 на электроды 3 подается переменное напряжение от 0 до напряжения пробоя. После пробоя высокое напряжение автоматически отключается. Результаты испытания отображаются на индикаторе 11.
Предложенный аппарат может быть использован для испытания любых жидких диэлектриков.
Новое техническое решение позволяет производить точные исследования диэлектрических свойств жидких диэлектриков при плохом качестве промышленной электрической сети.