RU2491562C1 - Способ контроля изоляции кабельного изделия - Google Patents
Способ контроля изоляции кабельного изделия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491562C1 RU2491562C1 RU2012109968/28A RU2012109968A RU2491562C1 RU 2491562 C1 RU2491562 C1 RU 2491562C1 RU 2012109968/28 A RU2012109968/28 A RU 2012109968/28A RU 2012109968 A RU2012109968 A RU 2012109968A RU 2491562 C1 RU2491562 C1 RU 2491562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- voltage
- current
- defects
- cable
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к дефектоскопии изоляции кабельных изделий электроискровым методом неразрушающего контроля. К участку поверхности изоляции движущегося кабельного изделия при заземленных электропроводящих элементах посредством электрода непрерывно прикладывают высокое (до 40 кВ) гармоническое напряжение измеренных уровня и частоты, одновременно с этим идет процесс измерения уровня тока через изоляцию. Используя полученные значения тока и напряжения, рассчитывают значения полного сопротивления и его комплексных составляющих. Дефектный участок изоляции вызывает изменение этих параметров, а в случае со «сквозными» дефектами - электроискровой пробой и скачкообразное повышение уровня тока. По изменению электрических параметров изоляции и повышению уровня тока судят о физических свойствах диэлектрика и о наличии дефектов. Изобретение применимо для кабельных изделий с номинальным рабочим напряжением до 3 кВ в процессах наложения изоляции из резин и пластикатов на жилы и заготовки. Технический результат заключается в повышении выявляемости дефектов и информативности электроискрового метода контроля изоляции кабельных изделий. 1 ил.
Description
Изобретение относится к дефектоскопии изоляции кабельных изделий электроискровым методом неразрушающего контроля.
Известен способ контроля целостности изоляции кабельных изделий высоким гармоническим напряжением с использованием электроискровых дефектоскопов (Патент US 5132629, IC G01R 31/02, опубл. 21.07.1992 г.). Способ контроля основан на использовании электроискрового метода неразрушающего контроля (ГОСТ 2992-78. Кабели, провода и шнуры. Методы испытания напряжением) и заключается в непрерывном прикладывании к поверхности движущегося кабельного изделия посредством электрода высокого гармонического напряжения, при этом токопроводящие элементы кабельного изделия заземляют. При появлении дефектного участка в зоне высокого напряжения происходит скачкообразное повышение тока через изоляцию вследствие электрического пробоя, что детектируется схемами дефектоскопа и определяется как дефект.
Недостатком данного способа контроля является то, что многие «несквозные» дефекты (утонение изоляции, пустоты в диэлектрике), влияющие на электрическую прочность и износостойкость изоляции, электроискровым методом не выявляются. Также к недостатку способа можно отнести отсутствие возможности получения информации об электрических свойствах объекта контроля, которые могли бы повысить выявляемость дефектов и обеспечить возможность выбора наиболее эффективных режимов работы дефектоскопов.
Упомянутые выше дефекты в изоляции, не выявляемые электроискровым методом контроля, обнаруживают способом непрерывного измерения емкости участков кабельных изделий (Патент US 6498499, IC G01R 27/26, опубл. 24.12.2002 г.). Данный способ заключается в подаче известного напряжения высокой частоты (порядка десятков кГц) к измерительной трубе (электроду), через которую движется контролируемое кабельное изделие, и измерении значения тока в цепи. Измерительную трубу во время контроля помещают в ванну с водой. Вода позволяет обеспечить электрический контакт нужного качества с поверхностью изоляции. Проводящие элементы кабельного изделия заземляют. Непрерывно измеряя значение тока и используя известные значения напряжения и частоты, рассчитывают электрическую емкость изоляции. По значению емкости судят освойствах диэлектрика.
Недостатком способа является то, что, в целях обеспечения электробезопасности, измерительные напряжения выбирают низкими (десятки вольт). Необходимая чувствительность измерения достигается тем, что прикладываемое напряжение имеет высокую частоту. Но при использовании низкого напряжения не обнаруживаются «сквозные» дефекты малых размеров (микротрещины), пустоты в изоляции и инородные включения, т.к. общая емкость всего участка меняется незначительно. Условия измерений емкости с использованием высоких и низких напряжений не могут быть взаимозаменяемыми из-за различий в протекающих в диэлектрике физических процессов.
Существует способ измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь изоляции кабельных изделий с помощью высоковольтных уравновешенных мостов переменного тока (ГОСТ 9486-79. Мосты переменного тока измерительные. Общие технические условия; ГОСТ Р 51978-2002. Кабели грузонесущие геофизические бронированные. Общие технические условия).
Недостатком этого способа измерения является то, что он применяется только при выходном контроле готового изделия и неприменим в случае с движущимся кабельным изделием. К недостатку также можно отнести то, что указанные мосты работают при напряжениях, не превышающих 10 кВ, что в 3-5 раз ниже напряжений, используемых в электроискровом методе неразрушающего контроля.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ контроля, используемый в электроискровых дефектоскопах (Патент US 5302904, IC G01R 31/08, опубл. 12.04.1994 г.), согласно которому к участку поверхности изоляции движущегося кабельного изделия при заземленных электропроводящих элементах посредством электрода непрерывно прикладывают высокое гармоническое напряжение измеренных уровня и частоты, фиксируют скачки тока через изоляцию, возникающие при электрическом пробое изоляции, по которым судят о наличии дефекта.
Недостатком способа контроля является то, что он не позволяет выявлять различные виды «несквозных» дефектов. К таким дефектам можно отнести утонение и утолщение изоляции, структурные неоднородности в диэлектрике, пустоты и инородные включения. Эти дефекты в большинстве случаев проходят незамеченными, потому что их нахождение в зоне высокого напряжения не приводит к электрическому пробою, т.к. электрическая прочность диэлектрика в местах таких дефектов часто остается выше, чем пробивное напряжение. Еще одним недостатком является отсутствие возможности получения информации о физических свойствах диэлектрика.
Задачей, решаемой предлагаемым способом контроля, является повышение выявляемости дефектов и повышение информативности электроискрового метода контроля.
Поставленная задача достигается тем, что к участку поверхности изоляции движущегося кабельного изделия при заземленных электропроводящих элементах посредством электрода прикладывают высокое (до 40 кВ) гармоническое напряжение измеренных уровня и частоты, фиксируют скачки тока через изоляцию, возникающие при электрическом пробое изоляции, по которым судят о наличии дефекта. Одновременно с этим проводится измерение тока через изоляцию, при использовании значений уровней тока и напряжения, определяют полное сопротивление участка изоляции, по комплексным составляющим которого судят о физических свойствах диэлектрика изоляции участка изделия.
На фиг.1 изображена схема устройства, которое реализует предлагаемый способ контроля изоляции кабельных изделий.
Устройство состоит из генератора 1, соединенного последовательно с датчиком тока 2 и первичной обмоткой 3 высоковольтного трансформатора 4. Вторичная высоковольтная обмотка 5 высоковольтного трансформатора 4 при помощи высоковольтного кабеля соединена с электродом 6, сквозь который проходит контролируемое кабельное изделие 7. При этом токопроводящую жилу 8 контролируемого кабельного изделия 7 заземляют. Схема вычислений 10 соединена с датчиком тока 2, низковольтной вторичной обмоткой 9 высоковольтного трансформатора 4 и с устройством отображения и передачи информации 11. Устройство работает следующим образом. С помощью генератора 1 генерируется гармоническое напряжение нужной формы и частоты, уровень которого увеличивается высоковольтным трансформатором 4. Датчик тока 2 производит непрерывное измерение уровня тока в цепи. Образовавшееся на выходе вторичной высоковольтной обмотки 5 высокое напряжение с помощью электрода 6 прикладывается к поверхности контролируемого кабельного изделия 7. Высоковольтный трансформатор 4 имеет низковольтную вторичную обмотку 9, с помощью которой осуществляется измерение уровня прикладываемого напряжения. Для проведения вычислений и обработки измерений в устройстве используется схема вычислений 10. В частности, схема 10 проводит вычисление комплексных составляющих R и ХС полного сопротивления
и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ с использованием следующих зависимостей:
где
- полное сопротивление участка изоляции;
- комплексная амплитуда прикладываемого напряжения;
- комплексная амплитуда тока; j - мнимая единица; ω - угловая частота; ХС - емкостное сопротивление изоляции; С - емкость изоляции; R - активное сопротивление изоляции.
К схеме вычисления 10 подключены датчик тока 2 и измерительная обмотка 9 с тем, чтобы измеренные значения напряжения и тока использовались в вычислении вышеупомянутых величин.
При попадании в зону высокого напряжения дефектного участка изоляции, ее электрические параметры изменяются, а в случае электрического пробоя происходит скачкообразное повышения уровня тока в цепи. Во всех случаях схема вычислений 10 фиксирует эти изменения. При помощи схемы вычисления 10 задается диапазон значений измеряемых и вычисляемых параметров. Выход за границы этого диапазона означает дефект в изоляции, и схема сгенерирует сигнал о дефекте. От правильной установки диапазона значений зависит уровень чувствительности к определению дефектов. Таким образом, одновременно проводится контроль на повышение уровней тока через изоляцию и на изменение электрических параметров изоляции. Значения электрических параметров изоляции, уровни напряжения, тока и количество дефектов выводятся на устройство отображения и передачи информации 11.
В электроискровых дефектоскопах измерение тока и прикладываемого напряжения возможно при подключении соответствующих средств измерения во вторичную высоковольтную обмотку 5 высоковольтного трансформатора 4, при этом выбор типа средства измерения и параметров подключения его в цепь зависит от задач контроля. Токопроводящие элементы кабельного изделия, например, металлические жилы или экран, заземляются. Схема вычисления 10 может иметь различные варианты исполнения.
Использование в данном способе контроля высокого напряжения при определении составляющих полного сопротивления позволяет повысить выявляемость «несквозных» дефектов, что сложно выполнить, применяя низкие уровни напряжений. Существует разница в физике протекающих в диэлектрике процессов в областях слабых и сильных электрических полей. В области сильных электрических полей протекают процессы ионизации диэлектрика, газа или вещества с величиной диэлектрической проницаемости, отличающейся от величины диэлектрической проницаемости основного диэлектрика. В результате этих процессов на дефектных участках меняется проводимость (активное сопротивление) и емкость, в случаях с инородными включениями увеличивается интенсивность тепловых потерь в диэлектрике и повышается тангенс угла диэлектрических потерь (Сканави Г.И. «Физика диэлектриков. Область сильных полей», 1958 г.). Таким образом, по увеличению тангенса угла потерь становится возможным выявлять местные неоднородности, содержащие посторонние газовые или твердые инородные включения, приводящие к возникновению частичных разрядов и, со временем, к пробою изоляции. Изменение емкости указывает на протяженные во времени изменения толщины изоляции или местные несплошности (трещины, разрывы и т.п.).
Информативность контроля повышается за счет непрерывного анализа данных о различных электрических параметрах изоляции. Применяя указанные данные, судят о физических свойствах изоляции, об изменении химического состава или неоднородностях в структурах полимеров, которые влекут за собой локальные изменения диэлектрической проницаемости диэлектрика. Важным аспектом является то, что появляется возможность непрерывно проводить мониторинг условий контроля и своевременно координировать работу электроискрового дефектоскопа в соответствии с режимами эксплуатации.
Claims (1)
- Способ контроля изоляции кабельного изделия, заключающийся в том, что к участку поверхности изоляции движущегося кабельного изделия при заземленных электропроводящих элементах посредством электрода непрерывно прикладывают высокое гармоническое напряжение измеренных уровня и частоты, фиксируют скачки тока через изоляцию, возникающие при электрическом пробое изоляции, по которым судят о наличии дефекта, отличающийся тем, что измеряют уровень тока и, используя измеренные значения уровней тока и напряжения, определяют полное сопротивление участка изоляции, по комплексным составляющим которого судят о физических свойствах диэлектрика изоляции участка изделия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109968/28A RU2491562C1 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ контроля изоляции кабельного изделия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109968/28A RU2491562C1 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ контроля изоляции кабельного изделия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2491562C1 true RU2491562C1 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109968/28A RU2491562C1 (ru) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Способ контроля изоляции кабельного изделия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491562C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109272257A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-25 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种基于高次谐波数据库的电缆缺陷评估方法和系统 |
CN109541392A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-29 | 天津大学 | 一种适用于柔性直流输电系统的单端故障测距方法 |
CN111983397A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种绝缘介质击穿实验装置及方法 |
RU2744464C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Способ определения опасных зон в изоляции трёхжильных трёхфазных кабельных линий электропередач |
CN113702450A (zh) * | 2020-05-22 | 2021-11-26 | 新疆金风科技股份有限公司 | 磁极覆层缺陷的检测方法及装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1224751A1 (ru) * | 1984-07-13 | 1986-04-15 | Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта | Устройство дл определени места повреждени изол ции проводника |
SU1287055A1 (ru) * | 1985-03-07 | 1987-01-30 | Предприятие П/Я В-2156 | Устройство дл обнаружени мест повреждени кабел |
RU19420U1 (ru) * | 2001-05-18 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" | Устройство для измерения электрических параметров и определения места повреждения кабельных линий |
US6608488B2 (en) * | 2001-07-24 | 2003-08-19 | Henry H. Clinton | Apparatus for high voltage testing of insulated conductors and oscillator circuit for use with same |
-
2012
- 2012-03-14 RU RU2012109968/28A patent/RU2491562C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1224751A1 (ru) * | 1984-07-13 | 1986-04-15 | Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта | Устройство дл определени места повреждени изол ции проводника |
SU1287055A1 (ru) * | 1985-03-07 | 1987-01-30 | Предприятие П/Я В-2156 | Устройство дл обнаружени мест повреждени кабел |
RU19420U1 (ru) * | 2001-05-18 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Связьприбор" | Устройство для измерения электрических параметров и определения места повреждения кабельных линий |
US6608488B2 (en) * | 2001-07-24 | 2003-08-19 | Henry H. Clinton | Apparatus for high voltage testing of insulated conductors and oscillator circuit for use with same |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109541392A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-29 | 天津大学 | 一种适用于柔性直流输电系统的单端故障测距方法 |
CN109272257A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-25 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 一种基于高次谐波数据库的电缆缺陷评估方法和系统 |
CN113702450A (zh) * | 2020-05-22 | 2021-11-26 | 新疆金风科技股份有限公司 | 磁极覆层缺陷的检测方法及装置 |
CN111983397A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种绝缘介质击穿实验装置及方法 |
RU2744464C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-03-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Способ определения опасных зон в изоляции трёхжильных трёхфазных кабельных линий электропередач |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2491562C1 (ru) | Способ контроля изоляции кабельного изделия | |
EP2659278B1 (en) | Locating of partial-discharge-generating faults | |
RU2299399C2 (ru) | Определение профиля поверхности объекта | |
CN105158582A (zh) | 一种变间距叉指型相邻电容传感器 | |
US5760590A (en) | Cable integrity tester | |
Yin et al. | A capacitive-inductive dual modality imaging system for non-destructive evaluation applications | |
Yin et al. | Preliminary studies on the design principles of capacitive imaging probes for non-destructive evaluation | |
Witos et al. | Calibration and laboratory testing of computer measuring system 8AE-PD dedicated for analysis of acoustic emission signals generated by partial discharges within oil power transformers | |
RU2744464C1 (ru) | Способ определения опасных зон в изоляции трёхжильных трёхфазных кабельных линий электропередач | |
CN106092401B (zh) | 一种基于趋肤效应的铁磁质导体材料应力测量方法及系统 | |
Goldshtein et al. | Detection of insulation defects in automated in-process testing of electric wire during its extrusion | |
Nyamupangedengu et al. | Acoustic and HF detection of defects on porcelain pin insulators | |
Kone et al. | Experimental investigation of internal defect detection of a 69-kV composite insulator | |
RU2555493C1 (ru) | Способ выявления металлических и воздушных включений в изделиях из полимерных материалов | |
RU187120U1 (ru) | Устройство обнаружения локальных дефектов токопроводящего покрытия на основе измерения ёмкости с применением индуцирующего электрода | |
CN207232309U (zh) | 一种变压器内部间隙局部放电模型 | |
CN105548281B (zh) | 一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统及方法 | |
JP2000009414A (ja) | 表層厚さ測定方法 | |
CN104677955B (zh) | 一种非金属杂质检测方法 | |
RU2263333C2 (ru) | Способ обнаружения нарушений изоляционного покрытия подземного трубопровода | |
Guastavino et al. | A study about partial discharge measurements performed applying to insulating systems square voltages with different rise times | |
Ye et al. | An alternating current electric flux leakage testing methodology and experimental research for metallic materials | |
Yang et al. | Research on the diagnosis of MV power cable insulation based on PD and VLF-Tanδ | |
Polisetty | Partial discharge classification using acoustic signals and artificial neural networks and its application in detection of defects in Ceramic insulators | |
RU2593419C1 (ru) | Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140315 |