УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОБИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
DEVICE TO DETERMINE BREAKTHROUGH VOLTAGE OF LIQUID DIELECTRICS

Изобретение относится к области электроизоляционной техники и используется для определения электрической прочности жидких диэлектриков.
Известно устройство для определения электрической прочности жидких диэлектриков (ГОСТ 6581-75, СТ СЭВ 3166-81, Издательство стандартов, 1981 г., стр.23-25), содержащее источник питания, испытательную ячейку для определения пробивного напряжения с электродами, помещенными в жидкий диэлектрик. Для определения значения пробивного напряжения после каждого испытания жидкий диэлектрик между электродами при помощи стеклянной палочки перемешивают.
Недостатки устройства: при перемешивании жидкого диэлектрика стеклянной палочкой после каждого испытания образуются воздушные пузырьки, что искажает значение пробивного напряжения.
Известно устройство для определения электрической прочности жидких диэлектриков (ОТ-60, испанская фирма CIRCUTOR, [http://www.analyzers.ru/analvzers/testers/ot/testerot.php]), содержащее источник питания с системой управления, испытательную ячейку для определения пробивного напряжения с электродами, помещенными в жидкий диэлектрик, расположенный на дне ячейки перемешивающий стержень из магнитного материала. При проведении испытаний после каждого пробоя жидкий диэлектрик перемешивается стержнем, движущимся по поверхности дна ячейки под воздействием внешнего магнитного поля.
Недостатки устройства: при движении магнитного стержня по поверхности дна ячейки происходит интенсивное перемешивание жидкого диэлектрика в придонном слое, в котором находятся осевшие частицы примесей, образовавшиеся при предыдущих пробоях жидкого диэлектрика, что приводит к попаданию этих частиц в межэлектродное пространство и соответственно к искажению значений (снижению) пробивного напряжения в последующих испытаниях.
Известно устройство для определения электрической прочности жидких диэлектриков (ASTM D 1816-67 (1971, США) Сборник стандартов США по испытанию электроизоляционных материалов: / перевод с англ. под ред. проф. Н.В.Александрова, стр.285-287), принятое за прототип, содержащее источник питания с регистрирующими приборами и системой управления, испытательную ячейку, снабженную пропеллерной мешалкой, установленной вертикально, электроды, смонтированные в испытательной ячейке с жидким диэлектриком.
Недостатки устройства: при перемешивании жидкого диэлектрика пропеллерной мешалкой за счет вращения вертикально установленного вала пропеллерной мешалки на границе раздела воздух - жидкий диэлектрик вблизи поверхности вала происходит захват жидкостью воздуха и образование воздушных пузырьков, которые искажают значения пробивного напряжения жидкого диэлектрика. Одновременно с этим при вращении пропеллера, установленного вблизи дна ячейки, происходит интенсивное взмучивание жидкого диэлектрика в придонном слое, в котором находятся осевшие частицы примесей, что приводит к заносу этих частиц в межэлектродное пространство и искажению значений пробивного напряжения в последующих испытаниях.
Технический результат - повышение точности измерения пробивного напряжения.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения пробивного напряжения жидких диэлектриков, состоящем из источника питания с регистрирующими приборами и системой управления, испытательной ячейки с жидким диэлектриком, снабженной электродами и пропеллерной мешалкой, согласно изобретению боковая стенка корпуса ячейки, параллельная оси электродов, выполнена с камерой, внутри которой горизонтально установлена пропеллерная мешалка, вал которой перпендикулярен оси электродов по линии их центральной симметрии, соединенная с приводом через магнитную муфту.
На чертеже представлено устройство для определения пробивного напряжения жидких диэлектриков.
Устройство содержит источник высокого напряжения 1 с регистрирующими приборами и системой управления, электроды 2, испытательную ячейку 3 с жидким диэлектриком 4. Испытательная ячейка 3 выполнена из материала, который не оказывает воздействия на испытываемые жидкости и не растворяется в жидких электроизоляционных материалах, например, из органического стекла. Боковая стенка корпуса ячейки 3, параллельная оси электродов 2, выполнена с камерой 5, внутри которой горизонтально в диэлектрическом подшипнике 6 установлен диэлектрический вал 7 пропеллерной мешалки 8 так, что вал 7 перпендикулярен оси электродов по линии их центральной симметрии. На валу 7 пропеллерной мешалки 8 жестко закреплена ведомая магнитная полумуфта 9, которая через стенку камеры 5 взаимодействует с ведущей магнитной полумуфтой 10, установленной на приводном валу 11, выполненном из диэлектрического материала. На чертеже приведен вариант исполнения устройства с торцевой электромагнитной муфтой. Приводной вал 11 с ведущей магнитной полумуфтой 10 установлен внутри диэлектрического колпака 12, закрепленного с внешней стороны камеры 5. Присоединение приводного вала 11 к приводу 13 выполняется через разъем, позволяющий оперативно снимать испытательную ячейку для смены и испытания очередного образца жидкого диэлектрика. При запуске привода 13 начинает вращаться приводной вал 11 с ведущей магнитной полумуфтой 10, которая увлекает ведомую магнитную полумуфту 9 с пропеллерной мешалкой 8.
Устройство работает следующим образом.
Устройство для определении пробивного напряжения жидких диэлектриков, выполненное согласно изобретению, может использоваться при соблюдении регламентов, установленных ГОСТ 6581-75, СТ СЭВ 3166-81 (Издательство стандартов, 1981 г., стр.23-25), стандартом ASTM D 1816-67 (1971, США (Сборник стандартов США по испытанию электроизоляционных материалов: / перевод с англ. под ред. проф. Н.В.Александрова, стр.285-287) и другим аналогичным нормативным документам.
Далее приведено описание работы устройства в соответствии с регламентом испытаний по ГОСТ 6581-75, СТ СЭВ 3166-81 (Издательство стандартов, 1981 г., стр.23-25).
При определении пробивного напряжения жидкого диэлектрика испытательную ячейку 3 предварительно обрабатывают растворителями. После промывки ячейки 3 от загрязнений ее заполняют жидким диэлектриком 4 так, чтобы струя жидкого диэлектрика стекала, не образовывая пузырьков воздуха. При наличии в жидкости пузырьков воздуха их удаляют с помощью пропеллерной мешалки 8. При испытании температура пробы жидкости не должна отличаться от температуры помещения. Через десять минут после заполнения ячейки на образец подают электрическое напряжение от источника высокого напряжения 1, плавно поднимают до пробоя и фиксируют значение пробивного напряжения. При одном заполнении ячейки жидким диэлектриком осуществляют шесть последовательных пробоев с интервалами пять минут. После каждого пробоя и в интервалах между ними жидкий диэлектрик 4 перемешивают при помощи пропеллерной мешалки 8 для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства. При вращении пропеллерной мешалки 8 формируется «затопленная струя» жидкого диэлектрика, направленная в межэлектродный промежуток перпендикулярно электродам по оси их центральной симметрии. Тем самым происходит смена порции жидкого диэлектрика между электродами. При этом в отличие от прототипа в объеме жидкого диэлектрика не образуются пузырьки воздуха, так как «затопленная струя» не выходит на границу раздела сред жидкость - воздух. Данный положительный эффект обусловлен также тем, что «затопленная струя» достигает противоположной стенки испытательной ячейки и плавно растекается по ней. В результате этого «затопленная струя» не затрагивает придонную область испытательной ячейки, в итоге осевшие на дне ячейки частицы примесей, образующиеся в результате предварительных пробоев жидкого диэлектрика, остаются на дне и в отличие от прототипа не участвуют в формировании пробоя жидкого диэлектрика.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает повышение точности определения пробивного напряжения, исключая образование пузырьков воздуха и попадание частиц примесей со дна ячейки в промежуток между электродами.