ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Высоковольтная испытательная установка
Полезная модель относится к технике высоких напряжений, в частности предназначена для использования в лабораторных условиях для исследований и испытаний изоляции электротехнического оборудования, а также сопротивлений утечки или пробивных напряжений различных высоковольтных устройств.
Известна высоковольтная испытательная установка на постоянное напряжение 2 MB для исследования процессов пробоя различных изоляционных сред и конструкций (см. В.А. Авруцкий, И.П. Кужекин, Е.Н. Чернов. Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента. /Под ред. И.П. Кужекина. -М.: МЭИ, 1983. -264 с.), которая выполнена по каскадной схеме с удвоением напряжения на каждом каскаде (по схеме Грайнахера), состоящим из выпрямителей и конденсаторов, при вертикальном расположении каскадов. Установка расположена в специально оборудованном помещении, питается от однофазного высоковольтного трансформатора и имеет выносной блок управления и контроля.
Однако такие установки громоздки и требуют большие площади для размещения.
Паиболее близкой по технической сущности является высоковольтная испытательная установка, выпускаемая согласно ТУ 25.05.2001-76 как источник высокого напряжения ИВИ-100, содержащая отдельный блок управления и контроля, цепь контроля выходного напряжения с высоковольтными непроволочными резисторами, индикатор напряжения в виде микроамперметра, трансформатор питания, рабочую камеру и маслонаполненный высоковольтный блок, выполненный по каскадной схеме с удвоением напряжения на каждом каскаде (по схеме Грайнахера) и состоящим из высоковольтных вентилей и конденсаторов, при горизонтальном расположении конденсаторов каскадов. Высоковольтный блок расположен в
200111ба г
МПК G01R 31/02, Н05Н1/24
специальном помещении вместе с технологическим оборудованием, в работе которого используется высокое напряжение. Выводы выходной обмотки трансформатора питания подключены ко входу высоковольтного блока.
Однако такая конструкция занимает значительную производственную площадь, треб тющую отдельного и удалённого размещения блока управления.
Техническая задача полезной модели является уменьшение масс и габаритных размеров установки и обеспечение безопасности обслуживающего персонала при работе с высоковольтной испытательной установкой.
Решение этой технической задачи достигается тем, что известная высоковольтная испытательная установка, содержащая блок управления и контроля, цепь контроля выходного напряжения, выполненную из высоковольтных непроволочных резисторов, индикатор напряжения, трансформатор питания, выводы выходной обмотки которого подключены ко входу высоковольтного блока, выполненного по каскадной схеме с удвоением напряжения на каждом каскаде и состоящим из высоковольтных вентилей и конденсаторов, соединённых своими выводами, при расположении конденсаторов в горизонтальной плоскости, и рабочую камеру, она снабжена заземлённым в одной точке металлическим каркасом с верхним и нижним ярусами, отделёнными друг от друга изолирующей пластиной из высокодобротного диэлектрика, например, плексиглаза, на горизонтальном изолирующем основании нижнего яруса расположены трансформатор питания и конденсаторы каскадов с удвоением напряжения, при этом конденсаторы установлены в продольном направлении в две параллельные линейки, расположенные на расстоянии друг от друга с образованием воздушного промежутка, и образующие соответствующие плечи высоковольтного блока, один вывод конденсатора первого каскада одного плеча высоковольтного блока и один вывод конденсатора первого каскада другого плеча высоковольтного блока, служащего выходом установки, являются входом высоковольтного блока, изолирующей прокладкой, расположенной над конденсаторами, и на которой установлены высоковольтные вентили.
проводящими шарами подключёиными к точке соединения выводов конденсаторов и высоковольтных вентилей оконечного каскада, высоковольтные непроволочные резисторы цепи контроля выходного напряжения соединены последовательно, расположены вдоль продольной оси и образуют протяжённый блок, размещённый в воздушном промежутке между параллельными линейками, при этом продольная ось протяжённого блока параллельна осям линеек, первый резистор протяжённого блока соединён с выводом конденсатора оконечного каскада, а последний его резистор подключён к одному из выводов индикатора напряжения, другой вывод которого соединён с другим выводом выходной обмотки трансформатора питания, рабочая камера установлена на изолирующей пластине в верхнем ярусе металлического каркаса, проходным изолятором с центральным отверстием, высоковольтным электродом, расположенным на проходном изоляторе, отрезком высоковольтного провода, проходящего через отверстие в проходном изоляторе и соединяющим с выводом конденсатора оконечного каскада, блок управления и контроля расположен в отсеке, отделённым от рабочей камеры дополнительно введённой вертикальной изолирующей пластиной, на внешней стороне металлического каркаса укреплены другие введённые пластины из изолрфующего диэлектрика, на одну из которых, ограничиваюшую отсек в верхнем ярусе, выведены органы управления и контроля, а другая, представляющая одну из стенок верхнего яруса, ограничивающая рабочую камеру, выполнена съёмной.
Существо полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схематическая конструкция высоковольтной испытательной установки, на фиг. 2 изображён внешний вид установки, на фиг. 3 приведена рабочая характеристика высоковольтной испытательной установки.
Высоковольтная испытательная установка содержит металлический каркас 1, выполненный в виде горизонтальных верхнего 2 и нижнего 3 ярусов, трансформатор питания 4 и высоковольтный блок, выполненный в виде каскадов удвоения напряжения на каждом каскаде и содержащий
конденсаторы 5, расположенные на горизонтальном изолирующем основании 6 в нижнем ярусе 3 металлического каркаса 1, Конденсаторы 5 расположены в продольном направлении в виде двух параллельных линеек 7 и 8 через воздушный промежуток 9, при этом каждая из параллельных линеек образуют плечи высоковольтного блока соответственно 7 и 8. Плечо 7 подключено к одному выводу 10 выходной обмотки трансформатора питания 4. Конденсатор 11 оконечного каскада высоковольтного блока подключён к другому выводу 12 выходной обмотки трансформатора питания 4. На изолирующей прокладке 13, расположенной над конденсаторами 5 установлены вентили 14. На соединениях высоковольтных выводов конденсаторов 5 и высоковольтных вентилей 14 оконечных каскадов расположены проводящие шары 15. Цепь контроля 16 выходного напряжения образована последовательно соединёнными высоковольтными непроволочными резисторами 17, первый из которых подключён к выводу конденсатора 11 оконечного каскада, который является выходом установки, а последний соединён с одним выводом индикатора напряжения 18, например, микроамперметра, другой вывод которого подключён к выводу 12 выходной обмотки трансформатора питания 4, причём высоковольтные непроволочные резисторы 17 размещены вдоль продольной оси и образуют протяжённый блок, расположенный в воздушном промежутке 9 между линейками 7 и 8, при этом указанная ось параллельна осям линеек 7 и 8. Рабочая камера 19 расположена в верхнем ярусе 2 металлического каркаса 1 и отделена от нижнего яруса 3 изолирующей пластиной 20 из высокодобротного диэлектрика, например, плексиглаза, на которой установлен проходной изолятор 21 с центральным отверстием. Высоковольтный электрод 22 расположен на проходном изоляторе 21 и подключён отрезком высоковольтного провода 23, проходящего через центральное отверстие в проходном изоляторе 21, к выводу конденсатора 11 оконечного каскада. Блок управления и контроля 24 расположен в отсеке 25, образованным отделённой от рабочей камеры 19 вертикальной стенкой. На внешней стороне металлического каркаса расположены диэлектрические
Ш ///(J.91
пластины 26, на одну 27 из которых, ограничивающую отсек в верхнем ярусе, выведены органы управления 28 и контроля 29, а другая 30 из которых, представляющая одну из стенок верхнего яруса 2, ограничивающая рабочую камеру 19, выполнена съёмной.
Высоковольтная испытательная установка работает по каскадной схеме Грайнахера с удвоением напряжения на каждом каскаде, каждый из которых образован высоковольтными вентилями 14 и конденсаторами 5.
Компактное расположение конденсаторов 5 в каждом каскаде удвоения напряжения в виде двух параллельных линеек 7 и 8 установленных на изолирующем основании в нижнем ярусе 3 каркаса 1 и разделённых воздушным промежутком 9 обеспечивает подавление короны и пробоев в воздушных зазорах и изоляции высоковольтной установки. Такое размещение каскадов удвоения позволяет достичь равномерности распределения электрического поля между оболочками конденсаторов 5 в параллельных плечах каскадов. Включение вентилей 14 параллельно между выводами конденсаторов 5 и размещение их над этими конденсаторами 5 на изолирующей прокладке 13 уменьщает опасность поверхностного пробоя в системе вентилей 14, Выполнение соединений высоковольтных выводов конденсаторов 5 и вентилей 14 в виде проводящих шаров 15 дополнительно выравнивает распределение напряжённости высоковольтного электрического поля, что препятствует возникновению коронного и тлеющего разрядов.
Выполнение цепи контроля 16 выходного напряжения в виде протяженного блока, образованного из последовательно соединенных непроволочных резисторов 17, расположенных вдоль продольной оси воздушного промежутка 9 между двумя параллельными линейками 7 и 8, позволяет исключить поверхностное перекрытие и возникновение тлеющего разряда на поверхности непроволочных резисторов 17, так как в продольном направлении каждый из этих непроволочных резисторов 17 находится в таком возрастающем (или убывающем) по напряженности квазипостоянном поле, которое обеспечивает изменение продольной разности потенциалов внешнего
М
ПОЛЯ, равное омическому падению напряжения на нем, вызванному протеканием по нему измерительных микротоков.
Расположение рабочей камеры 19 в верхнем ярусе 2 металлического каркаса 1, которая отделена изолирующей пластиной 20 от нижнего яруса 3, и наличие высоковольтного проходного изолятора 21с центральным отверстием, через которое пропущен отрезок высоковольтного провода 23, соединяющий вывод конденсатора И оконечного каскада установки с высоковольтным электродом 22, позволяет обеспечить надёжную изоляцию объема рабочей камеры 19 от электрических полей нижнего яруса 3 и предотвратить несанкционированные электрические разряды в рабочей камере 19.
Применение изолирующих пластин, отделяющих отсек 25, в котором размещен блок контроля и управления 24, а также диэлектрические платины 26, на одну из которых 27 выведены органы управления 28 и контроля 29 надежно изолирует обслуживаюпщй персонал от высоковольтных цепей при проведении высоковольтных испытаний.
Съемная диэлектрическая пластина 30, являющаяся одной из стенок верхнего яруса 2, и ограничивающая рабочую камеру 19, позволяет при надежной высоковольтной изоляции обслуживающего персонала в процессе проведения высоковольтных испытаний обеспечить доступ в рабочую камеру 19 для установки испытуемых изделий.
Кроме того, в высоковольтной испытательной установке выполнение проводящих шаров 15 с диаметром не менее 50 мм, а высоковольтного электрода 22 в виде шара с диаметром около 50 мм, позволяет решить проблемы короны и пробоев в воздушных зазорах и изоляции установки на выходное напряжение более 80 кВ.
Приведённая рабочая характеристика высоковольтной испытательной установки, показывает, что она обеспечивает выходное испытательное напряжение 100 кВт при токе нагрузки 500 мкА и входном напряжении 110 В.
HCyt-t-t il l