RU2195002C2 - Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables - Google Patents
Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables Download PDFInfo
- Publication number
- RU2195002C2 RU2195002C2 RU2000121517A RU2000121517A RU2195002C2 RU 2195002 C2 RU2195002 C2 RU 2195002C2 RU 2000121517 A RU2000121517 A RU 2000121517A RU 2000121517 A RU2000121517 A RU 2000121517A RU 2195002 C2 RU2195002 C2 RU 2195002C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specimen
- electromagnetic field
- relaxation time
- insulation
- strength
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, в частности для проверки качества нескольких образцов поливинилхлоридной (ПВХ) изоляции электрических проводов и кабелей. The invention relates to electrical engineering and can be used, in particular, to check the quality of several samples of polyvinyl chloride (PVC) insulation of electrical wires and cables.
Известен способ испытания электромагнитных аппаратов на электрическую прочность /1/, включающий помещение испытуемого аппарата в камеру и подачу на него напряжения. По достижении величины электрической прочности ионизированного воздуха, соответствующей нормируемому понижению давлению, прекращают измерение электрической прочности воздуха и измеряют электрическую прочность испытуемого ЭМКА. A known method of testing electromagnetic apparatus for electric strength / 1 /, comprising placing the test apparatus in the chamber and applying voltage to it. Upon reaching the value of the electric strength of ionized air corresponding to the normalized decrease in pressure, stop the measurement of the electric strength of the air and measure the electric strength of the test EMKA.
Известен способ контроля качества изоляционного покрытия провода /2/, состоящий в том, что на него воздействуют нарастающим напряжением, а о качестве изоляции судят по отношению напряжения пробоя. A known method of controlling the quality of the insulation coating of the wire / 2 /, consisting in the fact that it is affected by increasing voltage, and the quality of insulation is judged by the ratio of the breakdown voltage.
Известен способ проверки изоляции движущегося изолированного провода /3/ путем протягивания его через измерительное кольцо, соединенное с чувствительным электрическим усилителем. При прохождении дефектного места диэлектрического покрытия провода в цепи электрометрического усилителя наблюдается соответствующий импульс тока. A known method of checking the insulation of a moving insulated wire / 3 / by pulling it through a measuring ring connected to a sensitive electric amplifier. With the passage of the defective place of the dielectric coating of the wire in the circuit of the electrometric amplifier, a corresponding current pulse is observed.
Известен способ определения структурной электрической прочности пленочных диэлектрических материалов [4], заключающийся в том, что испытуемый образец располагается в жидком диэлектрике между цилиндрическими электродами и подают напряжение до пробоя испытуемого образца. A known method for determining the structural electric strength of film dielectric materials [4], which consists in the fact that the test sample is located in the liquid dielectric between the cylindrical electrodes and apply voltage until the breakdown of the test sample.
Недостатком известных способов является то, что они не позволяют определить электрическую прочность, величину релаксации и проводимости нескольких образцов из-за ограниченных технических возможностей. A disadvantage of the known methods is that they do not allow to determine the electric strength, the relaxation and conductivity of several samples due to limited technical capabilities.
Ближайшим аналогом является способ определения электрической прочности твердых диэлектриков /5/, при котором эталонный образец с известной электрической прочностью помещают на вращающийся диск, регистрируют электретную разность потенциалов эталонного образца для определения градуировочного коэффициента. Рядом с эталонным образцом помещают испытуемый образец, воздействуют на него электромагнитным полем, регистрируют максимальное значение электретной разности потенциалов при поляризации этого в электромагнитном поле коронного разряда и определяют величину электрической прочности по градуировочному коэффициенту. The closest analogue is a method for determining the dielectric strength of solid dielectrics / 5 /, in which a reference sample with known electrical strength is placed on a rotating disk, the electret potential difference of the reference sample is recorded to determine the calibration coefficient. A test sample is placed next to the reference sample, it is exposed to it by an electromagnetic field, the maximum value of the electret potential difference is recorded when this is polarized in the electromagnetic field of the corona discharge, and the magnitude of the electric strength is determined by the calibration coefficient.
Недостатком известного способа является невозможность получения высоких поляризующих напряжений при малых расстояниях от коронирующего электрода до исследуемого образца, поскольку поляризация в известном способе осуществляется в воздушной атмосфере. Кроме того, он сложен из-за необходимости определения градуировочного коэффициента с помощью эталонного образца. The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining high polarizing voltages at small distances from the corona electrode to the test sample, since the polarization in the known method is carried out in an air atmosphere. In addition, it is complicated due to the need to determine the calibration coefficient using a reference sample.
Задачей изобретения является создание способа определения электрической прочности, позволяющего повысить поляризующее напряжение, что очень важно в случае исследования толстых слоев изоляции и расширить количество электротехнических характеристик при упрощении процесса без снижения точности. The objective of the invention is to provide a method for determining the electric strength, which allows to increase the polarizing voltage, which is very important in the case of studies of thick insulation layers and to expand the number of electrical characteristics while simplifying the process without reducing accuracy.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем помещение испытуемого образца на поверхность вращающего диска, воздействие электромагнитным полем на испытуемый образец, регистрацию максимального значения электретной разности потенциалов при поляризации этого образца в электромагнитном поле коронного разряда, определение электрической прочности, испытуемый образец, закрепленный в калиброванные отверстия кассеты, помещают в трансформаторное масло, электрическую прочность определяют абсорбционно-компенсационным методом, время релаксации измеряют после прекращения воздействия электромагнитного поля на испытуемый образец, а проводимость вычисляют исходя из времени релаксации и диэлектрической проницаемости образца. The problem is achieved by the fact that in the known method, which includes placing the test sample on the surface of the rotating disk, exposure to the test sample by the electromagnetic field, recording the maximum value of the electret potential difference during polarization of this sample in the electromagnetic field of the corona discharge, determining the electric strength, the test sample, fixed in calibrated holes of the cartridge, placed in transformer oil, the electrical strength is determined by absorption-compensation ion method, the relaxation time is measured after the cessation of the electromagnetic field on the test sample, and the conductivity is calculated based on the relaxation time and dielectric constant of the sample.
Измерение электротехнических характеристик изоляции абсорбционно-компенсационным методом в трансформаторном масле позволяет повысить поляризующее напряжение, упрощает процесс без снижения его точности и позволяет исследовать изделия в целом без удаления сердцевины проводов или кабелей при расширении количества показателей качества. Measurement of the electrical characteristics of the insulation by the absorption-compensation method in transformer oil can increase the polarizing voltage, simplify the process without reducing its accuracy and allow you to examine the product as a whole without removing the core of wires or cables while expanding the number of quality indicators.
Характерной и отличительной особенностью способа является то, что измерения производятся в жидкой изолирующей среде. A characteristic and distinctive feature of the method is that the measurements are made in a liquid insulating medium.
Помещение испытуемых образцов в калиброванные отверстия кассеты обеспечивает их надежное закрепление при вращении в трансформаторном масле и хороший электрический контакт, необходимый для точного измерения. The placement of the test samples in the calibrated holes of the cassette ensures their reliable fastening during rotation in transformer oil and good electrical contact, necessary for accurate measurement.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Способ поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для определения электрической прочности. The method is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for determining electrical strength.
Устройство содержит коронирующий электрод 1, испытуемый образец 2, закрепленный в калиброванном отверстии кассеты, расположенной на диске 3, установленном с возможностью вращения. Имеется измерительный электрод 4, резистор 5, проходная емкость 6, источник постоянного напряжения компенсации 7, осциллограф 8, электродвигатель 9, низковольтный источник напряжения питания электродвигателя 10, электронно-счетный частотомер 11 и специальная металлическая или диэлектрическая емкость, в которую заливается трансформаторное масло 12 и на которой в виде крышки закрепляется измерительный релаксометр. The device contains a corona electrode 1, a test sample 2, mounted in a calibrated hole of the cartridge located on the disk 3, mounted for rotation. There is a measuring electrode 4, a resistor 5, a passage capacitor 6, a constant voltage compensation source 7, an oscilloscope 8, an electric motor 9, a low-voltage power supply voltage of the electric motor 10, an electron-counting frequency meter 11, and a special metal or dielectric capacitor, into which transformer oil 12 and on which in the form of a cover the measuring relaxometer is fixed.
В металлическую или диэлектрическую емкость 12 заливают тщательно очищенное трансформаторное масло, в которое погружают диск электретного релаксометра. A thoroughly refined transformer oil is poured into a metal or dielectric container 12 into which the electret relaxometer disk is immersed.
Испытуемые образцы 2 закрепляют в калиброванных отверстиях кассеты. Размещенной на диске 3. На клеммы электродвигателя 9 от источника 10 подают необходимое напряжение, задавая тем самым скорость вращения диска 3 в трансформаторном масле, контролируемую частотометром 11 и синхронизированную с частотой развертки осциллографа 8. На коронирующий электрод 1, также погруженный в трансформаторное масло, подают плавно нарастающее высокое поляризующее напряжение до прекращения роста бегущего на экране осциллографа 8 импульсного сигнала от каждого испытуемого образца 2. Затем сигнал компенсируют при постоянном напряжении источника 7, ток короткого замыкания которого ограничивается резистором 5. Попадание постоянного напряжения компенсации на вход осциллографа 8 предотвращается проходной емкостью 6. Степень поляризации электроизоляционного материала каждого образца 2 в трансформаторном масле регистрируется с помощью измерительного электрода 4. Test samples 2 are fixed in calibrated holes of the cartridge. Located on the disk 3. The required voltage is applied to the terminals of the electric motor 9 from the source 10, thereby setting the rotation speed of the disk 3 in the transformer oil, controlled by the frequency meter 11 and synchronized with the sweep frequency of the oscilloscope 8. The corona electrode 1, also immersed in the transformer oil, is supplied smoothly increasing high polarizing voltage until the growth of the pulse signal running on the oscilloscope screen 8 from each test sample 2. Then the signal is compensated at constant voltage yazhenii source 7, the fault current is limited by resistor 5. Contact with DC compensation voltage to the input capacitance passage 8 is prevented oscilloscope 6. The degree of polarization of the electrically insulating material of each specimen 2 in transformer oil is registered by the measuring electrode 4.
При достижении пробивного поляризующего напряжения имеет место насыщение величины измеряемых сигналов, свидетельствующее о достижении критического значения напряженности электрического поля абсорбционного заряда. Таким образом регистрируют максимальное значение электретной разности потенциалов в трансформаторном масле. Измерив также амплитуду импульса, определяют пробивное напряжение, соответствующее электрической прочности образца 2 в трансформаторном масле. Выключив коронирующий электрод 1 следят за релаксацией сигнала от каждого образца 2 во времени, т.е. определяют время релаксации абсорбционного заряда в трансформаторном масле. Проводимость каждого образца 2 рассчитывают по результатам измерения времени релаксации абсорбционного заряда после отключения поляризующего напряжения. Upon reaching the breakdown polarizing voltage, saturation of the measured signals takes place, indicating the achievement of a critical value of the electric field of the absorption charge. In this way, the maximum value of the electret potential difference in the transformer oil is recorded. Measuring also the amplitude of the pulse, determine the breakdown voltage corresponding to the dielectric strength of sample 2 in transformer oil. Switching off the corona electrode 1 monitors the relaxation of the signal from each sample 2 in time, i.e. determine the relaxation time of the absorption charge in the transformer oil. The conductivity of each sample 2 is calculated by measuring the relaxation time of the absorption charge after switching off the polarizing voltage.
Пример. Example.
Специальную карусель электретного релаксометра (например такую как /5/) погружают в специальную диэлектрическую или металлическую емкость с предварительно очищенным и просушенным трансформаторным маслом. Масло должно покрывать диск и испытуемые образцы электрической изоляции слоем не менее 30 мм. При этом острие коронирующего высоковольтного поляризующего электрода должно находиться в трансформаторном масле на глубине не менее 10 мм от поверхности масла. Измерительный электрод электретного релаксометра может располагаться как в среде трансформаторного масла, так и на воздухе, на небольшом расстоянии от поверхности трансформаторного масла. На клеммы электродвигателя 9 от источника 10 подают постоянное напряжение питания от 0 до 30 В. В зависимости от подаваемого напряжения скорость вращения электродвигателя и соответственно скорость вращения диска 3 может меняться в пределах от 0 до 3000 об/мин. На коронирующий электрод 1, погруженный в трансформаторное масло подают поляризующее постоянное или импульсное напряжение от 10 до 70 кВ. На экране осциллографа 8 появляется импульс напряжения 180 мВ, который компенсируется при постоянном напряжении 3600 В источника 7. Таким образом электрическая прочность образца ПВХ изоляции составляет 3600 В. A special carousel of an electret relaxometer (for example, such as / 5 /) is immersed in a special dielectric or metal container with previously cleaned and dried transformer oil. The oil should cover the disk and test samples of electrical insulation with a layer of at least 30 mm. In this case, the tip of the corona high-voltage polarizing electrode must be in the transformer oil at a depth of at least 10 mm from the surface of the oil. The measuring electrode of the electret relaxometer can be located both in the environment of transformer oil and in air, at a small distance from the surface of the transformer oil. A constant supply voltage of 0 to 30 V is supplied to the terminals of the electric motor 9 from the source 10. Depending on the supplied voltage, the rotational speed of the electric motor and, accordingly, the rotational speed of the disk 3 can vary from 0 to 3000 rpm. A polarizing constant or pulse voltage from 10 to 70 kV is supplied to the corona electrode 1 immersed in the transformer oil. A 180 mV voltage pulse appears on the screen of the oscilloscope 8, which is compensated for at a constant voltage of 3600 V of source 7. Thus, the electric strength of the PVC insulation sample is 3600 V.
После отключения поляризующего высокого напряжения измеряют время релаксации абсорбционного заряда в трансформаторном масле. Для ПВХ изоляции проводов время релаксации составляет 20 сек. Проводимость образца 2 рассчитывают по формуле
γ = ε•ε0/τ
где γ - проводимость, Ом-1м-1;
ε - диэлектрическая проницаемость поливинилхлорида (табличное значение);
ε0 - 8,85*10-12 Ф/м;
τ - время, с.After turning off the polarizing high voltage, the relaxation time of the absorption charge in the transformer oil is measured. For PVC insulation of wires, the relaxation time is 20 seconds. The conductivity of sample 2 is calculated by the formula
γ = ε • ε 0 / τ
where γ is the conductivity, Ohm -1 m -1 ;
ε is the dielectric constant of polyvinyl chloride (tabular value);
ε 0 - 8.85 * 10 -12 F / m;
τ is the time, s.
Для образцов ПВХ изоляции проводов
γ=3*8,85*10-12/20=1,32*10-12 Ом-1м-1.For samples of PVC wire insulation
γ = 3 * 8.85 * 10 -12 / 20 = 1.32 * 10 -12 Ohm -1 m -1 .
Необходимо подчеркнуть, что величина измеряемого сигнала в трансформаторном масле становится в ε раз меньше по сравнению с этим же сигналом, измеренным в воздушной среде. It must be emphasized that the value of the measured signal in the transformer oil becomes ε times smaller compared to the same signal measured in air.
Несомненным преимуществом проведения измерений в трансформаторном масле является возможность для тех же межэлектродных расстояний создавать значительно большие значения поляризующего высоковольтного напряжения. The undoubted advantage of conducting measurements in transformer oil is the ability to create significantly larger values of the polarizing high-voltage voltage for the same interelectrode distances.
Источники информации, принятые во внимание
1. А.С. СССР 1636889, G 01 R 31/12, 1988 г.Sources of information taken into account
1. A.S. USSR 1636889, G 01 R 31/12, 1988
2. А.С. СССР 1370631, G 01 R 31/12, 1986 г. 2. A.S. USSR 1370631, G 01 R 31/12, 1986
3. Заявка ФРГ 2826528, G 01 R 31/12, 1980 г. 3. The application of Germany 2826528, G 01 R 31/12, 1980
4. А.С. СССР 1751701, G 01 R 31/12, 1989 г. 4. A.S. USSR 1751701, G 01 R 31/12, 1989
5. Патент РФ 2086995, G 01 R 31/12, 1997 г. 5. RF patent 2086995, G 01 R 31/12, 1997
Claims (1)
γ = ε•ε0/τ
где γ - проводимость, Ом-1м-1;
ε - диэлектрическая проницаемость поливинилхлорида (табличное значение);
ε0-8,85•10-12 Ф/м;
τ - время, с.The method for determining the electric strength, relaxation time and conductivity of insulation of electric wires and cables, including placing the test sample on the surface of the rotating disk, exposure to the test sample by an electromagnetic field, recording the maximum value of the electret potential difference during polarization of this sample in the electromagnetic field of the corona discharge, determining the electric strength characterized in that the test sample is fixed in the calibrated holes of the cartridge, which is they are pressed onto the surface of a rotating disk, placed in transformer oil, the dielectric strength is determined by the compensation method, and the relaxation time is measured after the exposure of the test sample to the electromagnetic field has ceased, and the conductivity of the sample is determined by the formula
γ = ε • ε 0 / τ
where γ is the conductivity, Ohm -1 m -1 ;
ε is the dielectric constant of polyvinyl chloride (tabular value);
ε 0 -8.85 • 10 -12 F / m;
τ is the time, s.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121517A RU2195002C2 (en) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121517A RU2195002C2 (en) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000121517A RU2000121517A (en) | 2002-08-10 |
| RU2195002C2 true RU2195002C2 (en) | 2002-12-20 |
Family
ID=20239118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121517A RU2195002C2 (en) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2195002C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624601C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of measuring cross-linking degrees of low and high density polyethylene (versions) and device for its realisation |
| CN109142992A (en) * | 2018-07-11 | 2019-01-04 | 国网上海市电力公司 | A kind of 35 KV cross-linked cable insulation ag(e)ing state evaluating methods |
-
2000
- 2000-08-10 RU RU2000121517A patent/RU2195002C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624601C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Method of measuring cross-linking degrees of low and high density polyethylene (versions) and device for its realisation |
| CN109142992A (en) * | 2018-07-11 | 2019-01-04 | 国网上海市电力公司 | A kind of 35 KV cross-linked cable insulation ag(e)ing state evaluating methods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nemeth | Measuring voltage response: A non-destructive diagnostic test method HV of insulation | |
| Tobazeon et al. | On the measurement of the conductivity of highly insulating liquids | |
| ATE93320T1 (en) | METHOD OF DETECTING AND/OR IDENTIFYING A BIOLOGICAL SUBSTANCE BY ELECTRICAL MEASUREMENTS AND DEVICE FOR PERFORMING SUCH PROCEDURE. | |
| Rahman et al. | A novel application of the cross-capacitive sensor in real-time condition monitoring of transformer oil | |
| JPH03209180A (en) | Method and device for inspecting insulating system condition | |
| Mason | Discharge detection and measurements | |
| Bartnikas et al. | Electrical Properties of Solid Insulating Materials | |
| US3866114A (en) | Electrostatic measurement system | |
| Mole | Improved methods of test for the insulation of electrical equipment | |
| RU2195002C2 (en) | Procedure establishing electrical strength, relaxation time and conductance of insulation of electric wires and cables | |
| Washabaugh et al. | Dielectric measurements of semi-insulating liquids and solids | |
| Konig et al. | Surface discharges on contaminated epoxy insulators | |
| US3320529A (en) | Method for testing a dielectric liquid | |
| RU2086995C1 (en) | Method for detection of electric strength of solid dielectric materials | |
| Pradhan et al. | A new approach to estimate activation energy of oil-impregnated pressboard stressed under switching impulse at different temperatures | |
| Takada et al. | Space charge measurements as a diagnostic tool for power cables | |
| Toigo et al. | Insulating materials characterization for the development of MV/HV DC equipment | |
| KR100805872B1 (en) | Method and device for estimating remaining service life of coil | |
| SU966584A1 (en) | Method of determining resistance of film and sheet dielectrics to effect of partial discharge | |
| RU2247974C1 (en) | Method for checking polyethylene cable insulation linking | |
| RU2234075C2 (en) | Non-contact method of determination of inductivity of the solid and liquid dielectrics | |
| RU2555493C1 (en) | Method of determination of metal and air inclusions in polymer products | |
| SU1744628A1 (en) | Method for determining resistance of film and sheet materials to action of partial discharges | |
| Anand et al. | Evidence of Partial Discharges in the Dielectric Liquid using Electro-Optic Probes | |
| RU2076331C1 (en) | Device testing electric strength of insulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070811 |