RU2446408C1 - Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics - Google Patents
Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446408C1 RU2446408C1 RU2010139911/28A RU2010139911A RU2446408C1 RU 2446408 C1 RU2446408 C1 RU 2446408C1 RU 2010139911/28 A RU2010139911/28 A RU 2010139911/28A RU 2010139911 A RU2010139911 A RU 2010139911A RU 2446408 C1 RU2446408 C1 RU 2446408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- transformer
- indicator
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля изоляционных свойств жидких диэлектриков (ЖД).The invention relates to instrumentation and can be used to control the insulating properties of liquid dielectrics (ID).
Известен аппарат для испытаний ЖД АИМ-90 (паспорт 2ДЕ.6.040ПС, изготовитель МПО "Мосрентген", РФ). На электроды, между которыми располагается порция ЖД, подается нарастающее высоковольтное напряжение, создаваемое с помощью автотрансформатора, и измеряется напряжение в момент пробоя слоя ЖД.The known apparatus for testing the railway AIM-90 (passport 2DE.6.040PS, manufacturer MPO "Mosrentgen", Russia). An increasing high-voltage voltage generated by an autotransformer is applied to the electrodes, between which a portion of the railway is located, and the voltage is measured at the time of breakdown of the railway.
Напряжение измеряется на части обмотки, подключенной к источнику питания, а к электродам прикладывается повышенное напряжение со всей обмотки автотрансформатора, что увеличивает погрешность измерения пробивного напряжения. За счет использования испытательного напряжения, достигающего 100 кВ, предъявляются высокие требования по электробезопасности.The voltage is measured on the part of the winding connected to the power source, and increased voltage is applied to the electrodes from the entire winding of the autotransformer, which increases the measurement error of the breakdown voltage. Through the use of a test voltage of up to 100 kV, high electrical safety requirements are met.
Известно устройство для экспресс-контроля пробивного напряжения ЖД (RU 2220427, С2 G01R 31/12, 31/14, 2003 г. - принято за прототип).A device for express control of the breakdown voltage of railway (RU 2220427, C2 G01R 31/12, 31/14, 2003 - adopted as a prototype).
Устройство содержит испытательную ячейку (ИЯ) с электродами, повышающий трансформатор, схемы управления, удвоение напряжения, масштабирования, а также генератор пилообразного напряжения, два разнополярных ключа и индикатор. Линейно нарастающее напряжение через ключи подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, а повышенное с помощью схемы удвоения переменное напряжение преобразуется в нарастающее постоянное напряжение, которое подается на электроды в ИЯ. В момент электрического пробоя слоя ЖД между электродами фиксируется напряжение генератора пилообразного напряжения. Через схему масштабирования зафиксированное напряжение поступает на индикатор.The device contains a test cell (IJ) with electrodes, a step-up transformer, control circuits, voltage doubling, scaling, as well as a sawtooth voltage generator, two bipolar switches and an indicator. A linearly increasing voltage is supplied through the keys to the primary winding of the step-up transformer, and an alternating voltage increased by means of a doubling circuit is converted into an increasing constant voltage, which is supplied to the electrodes in the IN. At the time of electrical breakdown of the railway layer between the electrodes, the voltage of the sawtooth voltage generator is fixed. Through the scaling scheme, the recorded voltage is supplied to the indicator.
Преимущество устройства - небольшая величина межэлектродного зазора, что снижает энергозатраты и повышает электробезопасность.The advantage of the device is a small value of the interelectrode gap, which reduces energy consumption and increases electrical safety.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- сложность конструкции, так как используются разнополярные ключи, повышающий трансформатор обязательно должен содержать две одинаковые половины первичной обмотки, а измерительная цепь должна быть высокоомной;- design complexity, since bipolar switches are used, the step-up transformer must necessarily contain two identical halves of the primary winding, and the measuring circuit must be high-resistance;
- низкая точность измерения, так как схема, использующая генератор линейного напряжения, не учитывает нелинейный характер преобразования за счет повышающего трансформатора.- low measurement accuracy, since the circuit using the linear voltage generator does not take into account the non-linear nature of the conversion due to the step-up transformer.
Технический результат - повышение точности измерения и упрощение конструкции устройства.The technical result is an increase in measurement accuracy and simplification of the design of the device.
Технический результат достигается тем, что в устройство для контроля напряжения пробоя ЖД, содержащее ИЯ с электродами, повышающий трансформатор, схемы управления, формирования сигнала электрического пробоя, удвоения напряжения, масштабирования, один ключ положительной полярности, генератор пилообразного напряжения и индикатор, согласно изобретению дополнительно введены схема запоминания, выпрямитель и вторая вторичная обмотка в повышающий трансформатор, которая своим началом через выпрямитель, схемы запоминания и масштабирования соединена с первым входом индикатора, а концом соединена со вторым входом индикатора, при этом выход схемы формирования сигнала электрического пробоя подключен ко второму входу схемы запоминания, а конец первичной обмотки повышающего трансформатора присоединен к третьему входу генератора пилообразного напряжения.The technical result is achieved by the fact that in the device for controlling the breakdown voltage of the railroad drive, containing an IN with electrodes, a step-up transformer, control circuits, generating an electrical breakdown signal, doubling the voltage, scaling, one key of positive polarity, a sawtooth voltage generator and an indicator, according to the invention are additionally introduced a memory circuit, a rectifier and a second secondary winding into a step-up transformer, which with its beginning through a rectifier, a memory circuit and scaling connected to the first input of the indicator, and the end connected to the second input of the indicator, while the output of the electric breakdown signal generating circuit is connected to the second input of the storage circuit, and the end of the primary winding of the step-up transformer is connected to the third input of the sawtooth voltage generator.
На фиг. представлена структурная схема устройства.In FIG. presents a structural diagram of the device.
Устройство содержит генератор пилообразного напряжения 1, первый вход которого присоединен к первому выходу схемы управления 2, а второй вход генератора пилообразного напряжения присоединен к выходу схемы формирования сигнала электрического пробоя 3. Выход генератора пилообразного напряжения подключен ко входу ключа положительной полярности 4, выход которого подключен к началу первичной обмотки повышающего трансформатора 5. Первая вторичная обмотка 6 повышающего трансформатора 5 через схему удвоения 7 подключена к одному из электродов 8 ИЯ 9, а второй электрод вместе с выводом 10 первой вторичной обмотки 6 повышающего трансформатора 5 подключены ко входу схемы формирования сигнала электрического пробоя 3. На магнитопроводе 11 повышающего трансформатора 5 помещена вторая вторичная обмотка 12, начало которой подключено к соединенным последовательно выпрямителю 13, схеме запоминания 14 и схеме масштабирования 15, выход которой присоединен к первому входу индикатора 16, а второй вход присоединен к концу второй вторичной обмотки 12. Второй вход индикатора 16 подключен ко второму выходу схемы управления 2. Выход схемы формирования сигнала электрического пробоя 3 подключен ко второму входу схемы запоминания 14.The device comprises a sawtooth voltage generator 1, the first input of which is connected to the first output of the control circuit 2, and the second input of the sawtooth voltage generator is connected to the output of the electric breakdown signal generation circuit 3. The output of the sawtooth voltage generator is connected to the input of the positive polarity switch 4, the output of which is connected to the beginning of the primary winding of the step-up transformer 5. The first secondary winding 6 of the step-up transformer 5 through a doubling circuit 7 is connected to one of the electrodes 8 IJ 9, and the second electrode, together with the output 10 of the first secondary winding 6 of the step-up transformer 5, is connected to the input of the electric breakdown signal generation circuit 3. A second secondary winding 12 is placed on the magnetic circuit 11 of the step-up transformer 5, the beginning of which is connected to the rectifier 13 connected in series memory 14 and the scaling circuit 15, the output of which is connected to the first input of the indicator 16, and the second input is connected to the end of the second secondary winding 12. The second input of the indicator 16 is connected to the second output row control circuit 2. The output of the signal conditioning circuit electrical breakdown 3 is connected to the second input of memory circuit 14.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
После очистки от загрязнителя рабочего объема ИЯ 9 порцию контролируемого ЖД помещают в ИЯ 9. Через некоторое время, необходимое для стабилизации состояния проверяемого ЖД, схема управления 2 сигналом с первого выхода запускает генератор пилообразного напряжения 1, а сигнал со второго выхода схемы управления 2 устанавливает в исходное состояние индикатор 16. По мере нарастания пилообразного напряжения с помощью ключа положительной полярности 4 на первичной обмотке повышающего трансформатора 5 формируется переменное напряжение, которое наводит на первой вторичной обмотке 6 переменное напряжение. Напряжение с первой, вторичной обмотки 6 с помощью схемы удвоения напряжения 7 преобразуется в изменяющееся постоянное напряжение, которое прикладывается к электродам 8 и, следовательно, на слой ЖД действует нарастающее напряжение. При достижении напряжением величины, равной напряжению электрического пробоя слоя ЖД, между электродами 8 происходит электрический разряд и схема формирования сигнала электрического пробоя 3 выдает сигнал на второй вход генератора пилообразного напряжения 1 и выключает его. Одновременно сигнал со схемы формирования сигнала электрического пробоя 3 подается на схему запоминания 14 и напряжение на второй вторичной обмотке 12 в момент электрического пробоя между электродами 8, после выпрямителя 13 запоминается схемой 14 и дальше поступает на схему масштабирования 15.After removing the contaminant from the working volume of the IN 9, a portion of the monitored railway is placed in the 9 initial state indicator 16. As the sawtooth voltage increases with the help of a positive polarity key 4, an alternating voltage is formed on the primary winding of the step-up transformer 5, which drives an alternating voltage on the first secondary winding 6. The voltage from the first, secondary winding 6 with the help of a voltage doubling circuit 7 is converted into a variable constant voltage, which is applied to the electrodes 8 and, therefore, an increasing voltage acts on the railway layer. When the voltage reaches a value equal to the voltage of the electrical breakdown of the railway layer, an electric discharge occurs between the electrodes 8 and the electrical breakdown signal generation circuit 3 gives a signal to the second input of the sawtooth voltage generator 1 and turns it off. At the same time, the signal from the electric breakdown signal generating circuit 3 is supplied to the storage circuit 14 and the voltage on the second secondary winding 12 at the time of the electrical breakdown between the electrodes 8, after the rectifier 13 is stored by the circuit 14 and then goes to the scaling circuit 15.
Чтобы индикатор 16 показал напряжение в нормированном зазоре по методике испытаний ЖД, произведение коэффициента трансформации для второй вторичной обмотки 12 и коэффициент преобразования схемы масштабирования 15 выбирают равным напряжению электрического пробоя в нормированном зазоре.In order for the indicator 16 to show the voltage in the normalized gap by the railway test procedure, the product of the transformation coefficient for the second secondary winding 12 and the conversion coefficient of the scaling circuit 15 are chosen equal to the electric breakdown voltage in the normalized gap.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в предлагаемом устройстве снижаются требования к линейности выходного напряжения с генератора пилообразного напряжения, уменьшается количество элементов устройства и не требуется две равных половины первичной обмотки, что упрощает конструкцию устройства. Увеличение измеряемого напряжения повышает точность измерения, в том числе за счет уменьшения влияния внешних факторов, например, на характеристику пилообразного напряжения.Comparative analysis with the prototype shows that in the proposed device the requirements for linearity of the output voltage from the sawtooth generator are reduced, the number of elements of the device is reduced and two equal half of the primary winding are not required, which simplifies the design of the device. An increase in the measured voltage increases the accuracy of the measurement, including by reducing the influence of external factors, for example, on the characteristics of the sawtooth voltage.
В предлагаемом устройстве измерение можно проводить после окончания электромагнитных колебаний, используя запомненную величину напряжения в момент электрического пробоя, что снижает погрешность измерения. При этом есть возможность повторить процедуру вычислений, используя запомненную измеренную величину, тогда как в прототипе необходимо повторить весь цикл испытаний. Это снижает трудоемкость испытаний. Необходимо также учитывать, что в прототипе у пилообразного напряжения измеряют амплитудное значение, а при выпрямлении переменного напряжения с помощью схемы удвоения измеряют среднее значение напряжения, что усложняет схему масштабирования. Для стабилизации работы известного устройства во времени с учетом небольшого уровня измеряемого напряжения элементы измерительной схемы должны иметь небольшие токи утечки, что реализуется при применении элементов специального исполнения, а это дополнительно усложняет устройство. Для предлагаемого устройства уменьшение соотношения между напряжением, приложенным к электродам ИЯ, и измеряемым напряжением, а также уменьшение влияния внешних воздействующих факторов, например температуры окружающей среды, повышает точность измерений на 10-15%, а так как при этом уменьшается и разброс в показаниях, то повышается и достоверность результатов испытаний.In the proposed device, the measurement can be carried out after the end of electromagnetic oscillations, using the stored voltage at the time of electrical breakdown, which reduces the measurement error. In this case, it is possible to repeat the calculation procedure using the stored measured value, while in the prototype it is necessary to repeat the entire test cycle. This reduces the complexity of the test. It should also be borne in mind that in the prototype, the sawtooth voltage measures the amplitude value, and when rectifying an alternating voltage using the doubling circuit, the average voltage value is measured, which complicates the scaling scheme. To stabilize the operation of the known device in time, taking into account the small level of the measured voltage, the elements of the measuring circuit must have small leakage currents, which is realized when using elements of special design, and this additionally complicates the device. For the proposed device, reducing the ratio between the voltage applied to the electrodes of the IN and the measured voltage, as well as reducing the influence of external factors, such as ambient temperature, increases the accuracy of measurements by 10-15%, and since this also reduces the spread in readings, This increases the reliability of the test results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139911/28A RU2446408C1 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139911/28A RU2446408C1 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2446408C1 true RU2446408C1 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=46030947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010139911/28A RU2446408C1 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446408C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110658427A (en) * | 2019-10-21 | 2020-01-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | System and method for detecting liquid discharge characteristic |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3300468A1 (en) * | 1983-01-08 | 1984-07-12 | Heinrich C. Kosmeier GmbH, 4300 Essen | Test device for measuring the breakdown voltage of dielectric fluids |
JP2002022792A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Osaka Gas Co Ltd | Withstand voltage testing device for insulating oil |
RU2220427C2 (en) * | 2001-11-28 | 2003-12-27 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт" | Method and device for short-time test of breakdown voltage of liquid dielectric |
RU2332677C1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт "НИТИ-ТЕСАР" (ОАО "НИТИ-ТЕСАР") | Method and device for liquid dielectric breakdown voltage control |
RU2383893C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method and device for detection of electric strength of insulating liquid |
-
2010
- 2010-09-28 RU RU2010139911/28A patent/RU2446408C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3300468A1 (en) * | 1983-01-08 | 1984-07-12 | Heinrich C. Kosmeier GmbH, 4300 Essen | Test device for measuring the breakdown voltage of dielectric fluids |
JP2002022792A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Osaka Gas Co Ltd | Withstand voltage testing device for insulating oil |
RU2220427C2 (en) * | 2001-11-28 | 2003-12-27 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт" | Method and device for short-time test of breakdown voltage of liquid dielectric |
RU2332677C1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт "НИТИ-ТЕСАР" (ОАО "НИТИ-ТЕСАР") | Method and device for liquid dielectric breakdown voltage control |
RU2383893C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method and device for detection of electric strength of insulating liquid |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110658427A (en) * | 2019-10-21 | 2020-01-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | System and method for detecting liquid discharge characteristic |
CN110658427B (en) * | 2019-10-21 | 2022-02-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | System and method for detecting liquid discharge characteristic |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shao et al. | A compact repetitive unipolar nanosecond-pulse generator for dielectric barrier discharge application | |
CN104422849A (en) | Short circuit simulation test circuit and test method thereof | |
RU2428707C1 (en) | Microcontroller device for diagnostic operation of insulation of asynchronous motor winding | |
CN205388610U (en) | High tension switchgear combined test conversion equipment | |
CN207051422U (en) | GIS epoxy resin surfaces charge characteristic and trap level distribution characterization apparatus | |
CN101840836A (en) | Radio frequency power supply for mass spectrometer | |
RU2446408C1 (en) | Device to monitor discharge voltage of liquid dielectrics | |
Möller et al. | Development of a test bench to investigate the breakdown voltage of insulation oil in a frequency range between 1 kHz and 10 kHz | |
CN202502205U (en) | Variable frequency series resonance withstand voltage test apparatus | |
Ren et al. | Solid-state Marx generator for application to dielectric barrier discharge | |
CN203720220U (en) | Direct-current high voltage generator used for measuring 3.3kV switch cabinet insulation resistor | |
JP5959385B2 (en) | AC voltage generator and voltage detector | |
Liu et al. | Study on firing conditions of multigap gas switch for fast linear transformer driver | |
CN106226604B (en) | Water-cooled generator stator winding dielectric loss measuring set and method | |
CN104659654A (en) | Luminescence analysis device | |
RU2220427C2 (en) | Method and device for short-time test of breakdown voltage of liquid dielectric | |
VanGordon et al. | High voltage production from shaped piezoelectric transformers and piezoelectric transformer based circuits | |
Anghel | Generation and investigation of a parallel-plate DBD driven at 1.6 MHz with flowing helium | |
Hartmann et al. | All-solid-state power modulator for pulsed corona plasma reactors | |
Zhao et al. | A test standard for winding insulation and air gaps of dry-type hv-hf transformer | |
Facta et al. | Implementation of photovoltaic and simple resonant power converter for high frequency discharge application | |
Zhang et al. | Compact megavolt pulse transformer with inner magnetic core and conical secondary windings | |
Seferi et al. | Effect of sampling rate and sensor bandwidth on measured transient signals in LV AC and DC power systems | |
Möller et al. | Investigation of the breakdown voltage of resin impregnated aramid fibers at medium frequency | |
Zhang et al. | Breakdown characteristics of protrusion on HV conductor in GIS under oscillating and standard lightning impulse voltages |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150929 |