RU2523075C2

RU2523075C2 - Insulation tester

Info

Publication number: RU2523075C2
Application number: RU2012122288/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Серебряков; Дмитрий Александрович Семенов
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2014-07-20
Also published as: RU2012122288A

Abstract

FIELD: instrumentation.

SUBSTANCE: invention relates to electric measurements. Proposed device comprises test voltage source (TVS), reference resistor (RR), charge switch (CS), test object (TO), discharge switch (DS) discharge resistor (DR), output terminals for connection of TO, duplex digital metre (DM) with memory with two data inputs and two control inputs, data display (DD), clock driver (CD) and control unit (CU) with START and RESET outputs. TVS first output is connected via CS to first output terminal of the device while second TVS output is connected via RR to second output terminal of the device. Discharge switch and reference resistor are connected in series to the device output terminals. DM output is connected with DD input. CD output is connected with DM first control input. Besides, this device comprises extra make and break contacts of CS make contact with DS, peak detector, differentiating element, zero-comparator, light indicator, time counter, voltage multiplier, digital indicator, two scale converters and DM control components. Note also that input terminals of the first scale converter are connected in parallel to the device output terminals. Its output is connected via CS break contact and DS make contact to the first data input of DM and inputs of differentiating elements of peak detector. Differentiating element output is connected to zero-comparator input zero-comparator output being connected to time counter input and light indicator. Time counter output is connected to voltage multiplier first input, multiplier second input being connected to output of peak detector. Voltage multiplier output is connected to input of second scale converter with its output connected to digital indicator input. TVS second output is connected via CS make contact with DM second data input. CD input is connected with control unit START output. DM second control input is connected with DM controls output. Reset inputs of peak detector and those of time counter are connected with RESET output of control unit.

EFFECT: direct measurement of residual life of insulation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для профилактических испытаний и диагностики изоляции электрических машин и трансформаторов, в частности для измерения оставшегося ресурса высоковольтной изоляции.The invention relates to techniques for electrical measurements and is intended for routine testing and diagnostics of the insulation of electrical machines and transformers, in particular for measuring the remaining life of high-voltage insulation.

Оценить качество электрической изоляции можно по нескольким параметрам: сопротивлению изоляции, коэффициенту абсорбции, напряжению саморазряда, возвратному напряжению и другим величинам [1]. Наиболее объективно оценить качество изоляции можно путем измерения параметров, обусловленных внутренним поглощенным зарядом в неоднородной изоляции, какой является изоляция высоковольтных электрических машин и трансформаторов [1, стр.89-106].The quality of electrical insulation can be estimated by several parameters: insulation resistance, absorption coefficient, self-discharge voltage, return voltage, and other values [1]. The most objective assessment of the quality of insulation is possible by measuring the parameters due to the internal absorbed charge in an inhomogeneous insulation, which is the insulation of high-voltage electrical machines and transformers [1, pp. 89-106].

Известно устройство для контроля качества электрической изоляции [2]. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет измерять возвратное напряжение.A device for controlling the quality of electrical insulation [2]. The disadvantage of this device is that it does not allow measuring the return voltage.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для контроля качества электрической изоляции [3], содержащее источник испытательного напряжения, эталонный резистор, зарядный ключ, испытуемый объект, разрядный ключ, разрядный резистор, выходные выводы, к которым подключают испытуемый объект, двухканальный цифровой измеритель с запоминающим устройством с двумя информационными и двумя управляющими входами, устройство отображения информации, генератор тактовых импульсов и блок управления с выходами «Пуск» и «Установка нуля», в котором первый вывод источника испытательного напряжения через зарядный ключ присоединен к первому выходному выводу устройства, а второй вывод источника испытательного напряжения через эталонный резистор присоединен ко второму выходному выводу устройства, к выходным выводам устройства параллельно подключены соединенные последовательно разрядный ключ и разрядный резистор, выход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством соединен с входом устройства отображения информации, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым управляющим входом двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством.The closest technical solution to the proposed invention is a device for controlling the quality of electrical insulation [3], containing a test voltage source, a reference resistor, a charging key, a test object, a discharge key, a discharge resistor, output terminals to which the test object is connected, a two-channel digital meter with a storage device with two information and two control inputs, an information display device, a clock generator and a control unit with outputs “Start” and “Zero setting”, in which the first output of the test voltage source through the charging key is connected to the first output terminal of the device, and the second output of the test voltage source through the reference resistor is connected to the second output terminal of the device, parallel to the output terminals of the device are connected in series a bit key and a bit resistor, the output of a two-channel digital meter with a storage device is connected to the input of the information display device, the output is generator of clock pulses connected to the first control input of the two-channel digital meter with a memory.

Недостаток его заключается в том, что оно не позволяет непосредственно измерить оставшийся ресурс высоковольтной изоляции по параметрам возвратного напряжения.Its disadvantage is that it does not allow to directly measure the remaining resource of high-voltage insulation according to the parameters of the return voltage.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение эксплуатационной надежности высоковольтного испытуемого электрооборудования за счет более объективной оценки состояния электрической изоляции, в частности за счет непосредственного измерения оставшегося ресурса изоляции.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device and increase the operational reliability of the high-voltage tested electrical equipment due to a more objective assessment of the state of electrical insulation, in particular by directly measuring the remaining insulation resource.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля качества электрической изоляции, содержащее источник испытательного напряжения, эталонный резистор, зарядный ключ, испытуемый объект, разрядный ключ, разрядный резистор, выходные выводы, к которым подключают испытуемый объект, двухканальный цифровой измеритель с запоминающим устройством с двумя информационными и двумя управляющими входами, устройство отображения информации, генератор тактовых импульсов и блок управления с выходами «Пуск» и «Установка нуля», в котором первый вывод источника испытательного напряжения через зарядный ключ присоединен к первому выходному выводу устройства, а второй вывод источника испытательного напряжения через эталонный резистор присоединен ко второму выходному выводу устройства, к выходным выводам устройства параллельно подключены соединенные последовательно разрядный ключ и разрядный резистор, выход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством соединен с входом устройства отображения информации, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым управляющим входом двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством, введены замыкающий и размыкающий блок-контакты зарядного ключа, замыкающий блок-контакт разрядного ключа, пиковый детектор, дифференцирующий элемент, нуль-компаратор, световой индикатор, счетчик времени, блок умножения напряжений, цифровой индикатор, два масштабных преобразователя и органы управления двухканальным цифровым измерителем с запоминающим устройством, причем входные выводы первого масштабного преобразователя подключены параллельно выходным выводам устройства, а его выход через размыкающий блок-контакт зарядного ключа и замыкающий блок-контакт разрядного ключа подключен к первому информационному входу двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством и к входам дифференцирующего элемента и пикового детектора, выход дифференцирующего элемента подключен к входу нуль-компаратора, выход нуль-компаратора подключен к входу счетчика времени и световому индикатору, выход счетчика времени подключен к первому входу блока умножения напряжений, второй вход которого подключен к выходу пикового детектора, выход блока умножения напряжений подключен к входу второго масштабного преобразователя, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, второй вывод источника испытательного напряжения соединен через замыкающий блок-контакт зарядного ключа с вторым информационным входом двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом «Пуск» блока управления, второй управляющий вход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством соединен с выходом органов управления двухканальным цифровым измерителем с запоминающим устройством, обнуляющие входы пикового детектора и счетчика времени соединены с выходом «Установка нуля» блока управления.This goal is achieved by the fact that in a device for controlling the quality of electrical insulation containing a test voltage source, a reference resistor, a charging key, a test object, a discharge key, a discharge resistor, output terminals to which the tested object is connected, a two-channel digital meter with a storage device with two information and two control inputs, an information display device, a clock pulse generator and a control unit with outputs "Start" and "Zero", in which The first output of the test voltage source through the charging key is connected to the first output terminal of the device, and the second output of the test voltage source through the reference resistor is connected to the second output terminal of the device, the discharge key and the discharge resistor connected in series are connected in parallel, the output of the two-channel digital meter with a storage device is connected to the input of the information display device, the output of the clock generator is connected with the first control input of a two-channel digital meter with a storage device, the closing and opening blocking contacts of the charging key, the closing blocking contact of the discharge key, peak detector, differentiating element, zero-comparator, light indicator, time counter, voltage multiplier, digital indicator are introduced , two scale converters and controls for a two-channel digital meter with a storage device, and the input terminals of the first scale converter are connected in parallel At the output terminals of the device, and its output through the opening block contact of the charging key and the closing block contact of the discharge key is connected to the first information input of the two-channel digital meter with a storage device and to the inputs of the differentiating element and the peak detector, the output of the differentiating element is connected to the input zero comparator, the output of the null-comparator is connected to the input of the time counter and the light indicator, the output of the time counter is connected to the first input of the voltage multiplication unit, the second One of which is connected to the output of the peak detector, the output of the voltage multiplier is connected to the input of the second scale converter, the output of which is connected to the input of the digital indicator, the second output of the test voltage source is connected via the closing block contact of the charging key to the second information input of the two-channel digital meter with a storage device , the input of the clock generator is connected to the “Start” output of the control unit, the second control input of the two-channel digital meter with a storage device is connected to the output of the controls of a two-channel digital meter with a storage device, zeroing inputs of the peak detector and time counter are connected to the “Zero setting” output of the control unit.

Суть изобретения (рисунок 1) заключается в следующем. Известно, что один из эффективных неразрушающих методов тестового контроля состояния главной изоляции основан на использовании явления абсорбции. О состоянии изоляции и степени ее старения судят по току утечки и по току абсорбции, или, точнее, по коэффициенту абсорбции, который определяют как отношение одноминутного значения сопротивления изоляции к пятнадцатисекундному значению ее.The essence of the invention (Figure 1) is as follows. It is known that one of the effective non-destructive methods for testing the state of the main insulation is based on the use of the absorption phenomenon. The state of insulation and the degree of aging is judged by the leakage current and by the absorption current, or, more precisely, by the absorption coefficient, which is defined as the ratio of the one-minute value of the insulation resistance to the fifteen-second value of it.

Коэффициент абсорбции и индекс поляризации дают объективную оценку состояния изоляции, так как учитывают заряд абсорбции, поглощенный в системе изоляции. Однако контроль заряда абсорбции по току абсорбции неудобен тем, что ток абсорбции мал и промышленные помехи сильно искажают его. Поэтому удобнее пользоваться другими методами обнаружения явления абсорбции. Так, например, на практике можно применить метод измерения напряжения саморазряда и возвратного напряжения [1]. По мере старения изоляции напряжение саморазряда и возвратное напряжение уменьшаются. В качестве оценки состояния изоляции предложено использовать напряжение саморазряда u_c15, измеренное на 15 секунде после начала процесса измерения напряжения саморазряда, и возвратное напряжение u_в30, измеренное на тридцатой секунде после начала процесса измерения возвратного напряжения. Как показала практика, по мере старения изоляции изменяется не только максимальное значение возвратного напряжения, но и момент времени его наступления. У состарившейся изоляции время наступления максимального возвратного напряжения уменьшаетсяThe absorption coefficient and polarization index give an objective assessment of the state of insulation, since they take into account the absorption charge absorbed in the insulation system. However, the control of the absorption charge by the absorption current is inconvenient in that the absorption current is small and industrial interference greatly distorts it. Therefore, it is more convenient to use other methods for detecting the absorption phenomenon. So, for example, in practice, you can apply the method of measuring the self-discharge voltage and the return voltage [1]. As the insulation ages, the self-discharge voltage and the return voltage decrease. It is proposed to use the self-discharge voltage u _c15 , measured at 15 seconds after the start of the process of measuring the self-discharge voltage, and the return voltage u at ₃₀ , measured at the thirtieth second after the start of the process of measuring the return voltage, as an assessment of the state of insulation. As practice has shown, as the insulation ages, not only the maximum value of the return voltage changes, but also the time instant of its onset. In aged insulation, the onset of maximum return voltage decreases

На рисунке 1 показаны зависимости возвратного напряжения двух трансформаторов: нового трансформатора при вводе его в эксплуатацию (кривая 1) и трансформатора после 28 лет эксплуатации (кривая 2).Figure 1 shows the dependences of the return voltage of two transformers: a new transformer when it was put into operation (curve 1) and a transformer after 28 years of operation (curve 2).

Из рисунка 1 видно, что в течение срока эксплуатации изоляция стареет и возвратное напряжение снижается. Установлено, что возвратное напряжение u_в30 снижается примерно на 6-7 В за год. Существенно изменяется и момент времени, при котором наблюдается максимум возвратного напряжения.From figure 1 it is seen that during the life of the insulation, the aging becomes old and the return voltage decreases. It is established that the return voltage u _in30 decreases by about 6-7 V per year. The time moment at which the maximum of the return voltage is observed also changes substantially.

Трансформаторы, у которых u_в30 меньше 15 В, следует считать изношенными по изоляции более чем на 90% и при возможности заменять их новыми трансформаторами.Transformers with u ₃₀ less than 15 V should be considered more than 90% worn out in insulation and, if possible, replaced with new transformers.

В зарубежной практике для оценки состояния бумажно-масляной изоляции кабелей по возвратному напряжению пользуются соотношением существенных параметров формы возвратного напряжения (рисунок 1):In foreign practice, to assess the state of paper-oil insulation of cables by the return voltage, the ratio of the essential parameters of the shape of the return voltage is used (Figure 1):

$p = \frac{t'}{t_{\max}}$

,

p = \frac{t''}{t_{\max}}

,

где t_max - время, при котором наблюдается максимум возвратного напряжения, t' - время, при котором прямая, проведенная под углом начального фронта кривой возвратного напряжения, достигнет значения максимального возвратного напряжения. Коэффициент p увеличивается со старением изоляции. Эта тенденция наблюдается и у трансформаторов. Например, у новой изоляции он составляет 0,3, а у старой - 0,5. Однако это увеличение не такое характерное, так как диапазон изменения p невелик. Авторы предлагают на основе опыта другое соотношение для ресурса изоляции P=U_max·t_max. Для новой изоляции ресурс составляет Р=240·25=6000 В·с. Для изоляции, проработавшей 28 лет, Р=200·2=400 В·с. В среднем за год эксплуатации ресурс уменьшается на 200 В·с. При Р<100 В·с изоляцию следует считать изношенной. Определение оставшегося ресурса изоляции важно для практики потому, что ресурс изоляции определяет и ресурс высоковольтных электрических машин и трансформаторов.where t _max is the time at which the maximum return voltage is observed, t 'is the time at which the straight line drawn at the angle of the initial front of the return voltage curve reaches the maximum return voltage. Coefficient p increases with aging insulation. This trend is also observed in transformers. For example, in the new insulation it is 0.3, and in the old - 0.5. However, this increase is not so characteristic, since the range of variation of p is small. The authors propose, on the basis of experience, a different ratio for the insulation resource P = U _max · t _max . For new insulation, the resource is P = 240 · 25 = 6000 V · s. For insulation, having worked for 28 years, P = 200 · 2 = 400 V · s. On average, over a year of operation, the resource is reduced by 200 V · s. At P <100 V · s the insulation should be considered worn. Determination of the remaining insulation resource is important for practice because the insulation resource determines the resource of high-voltage electrical machines and transformers.

Итак, о старении изоляции без ее разрушения, как показали исследования, можно судить по характеру провесов поляризации, а именно по величине возвратного напряжения, как ни по одному другому параметру. Это доказывается следующими положениями.So, aging of the insulation without its destruction, as studies have shown, can be judged by the nature of the polarization sag, namely, by the magnitude of the return voltage, as by no other parameter. This is proved by the following propositions.

С увеличением срока эксплуатации изоляция изнашивается, ее электрическая прочность снижается. С ростом эксплуатации уменьшается и возвратное напряжение, которое может характеризовать состояние изоляции даже лучше, чем испытание повышенным напряжением. Дело в том, что пробивное напряжение характеризует лишь кратковременную прочность изоляции и в ряде случаев она может быть достаточно высокой. Однако электрическая прочность при длительном воздействии напряжения оказывается недостаточной из-за ухудшившихся электрических характеристик изоляции. В частности, в процессе старения изоляции увеличиваются диэлектрические потери, которые могут привести к тепловому пробою изоляции при длительном приложении напряжения.As the operating life increases, the insulation wears out, its electric strength decreases. With increasing operation, the return voltage decreases, which can characterize the state of insulation even better than the overvoltage test. The fact is that breakdown voltage characterizes only short-term insulation strength and in some cases it can be quite high. However, the electric strength during prolonged exposure to voltage is insufficient due to the deteriorated electrical characteristics of the insulation. In particular, dielectric losses increase during insulation aging, which can lead to thermal breakdown of insulation during prolonged application of voltage.

Для каждого вида изоляции существует свой внутренний ресурс, который характеризуется способностью изоляции в течение определенного времени выдерживать приложенное напряжение и противостоять разрушающему воздействию процессов, протекающих при этом напряжении.Each type of insulation has its own internal resource, which is characterized by the ability of the insulation to withstand the applied voltage for a certain time and withstand the destructive effects of the processes occurring at this voltage.

Внутренний ресурс у каждого вида новой изоляции есть величина постоянная, и естественно он постепенно уменьшается с ростом срока службы. Уменьшается и возвратное напряжение. Следовательно, величина возвратного напряжения в настоящее время лучше, чем какой-либо другой параметр, характеризует изношенность изоляции.The internal resource of each type of new insulation has a constant value, and naturally it gradually decreases with increasing service life. The return voltage is also reduced. Consequently, the value of the return voltage is now better than any other parameter that characterizes the deterioration of the insulation.

В качестве подтверждения вышесказанного, на рисунке 2 приведены зависимости сопротивления изоляции R и возвратного напряжения u_в от времени для двух трансформаторов, имеющих одинаковый срок эксплуатации 28 лет. Нагрузка второго трансформатора была больше, чем у первого. Он длительное время работал с перегрузкой. Поэтому его изоляция оказалась более изношенной, чем у первого Если судить о состоянии изоляции этих трансформаторов только по сопротивлению изоляции, то у второго трансформатора оно выше, чем у первого (R₂=380 МОм > R₁=145 МОм) и можно сделать ошибочный вывод о том, что состояние изоляции у второго трансформатора лучше, чем у первого. Однако, если рассчитать коэффициенты абсорбции для обоих трансформаторов, то окажется, что у первого трансформатора он выше (145/126=1,15>380/355=1,07). Если же судить о состоянии изоляции по возвратному напряжению u_в30, то видно, что поглощенный заряд абсорбции у второго трансформатора гораздо меньше, чем у первого (16 В < 48 В). Меньше и оставшийся ресурс (Р=100·2,5=250<200·2=400).As a confirmation of the above, Fig. 2 shows the dependences of the insulation resistance R and the return voltage u _in on time for two transformers with the same life of 28 years. The load of the second transformer was greater than that of the first. He worked with overload for a long time. Therefore, its insulation turned out to be more worn out than the first. If we judge the insulation status of these transformers only by the insulation resistance, then the second transformer is higher than the first (R ₂ = 380 MΩ> R ₁ = 145 MΩ) and an incorrect conclusion can be made that the insulation state of the second transformer is better than the first. However, if we calculate the absorption coefficients for both transformers, it turns out that the first transformer has it higher (145/126 = 1.15> 380/355 = 1.07). If we judge the state of insulation by the return voltage u ₃₀ , then it can be seen that the absorbed absorption charge of the second transformer is much less than the first (16 V <48 V). Less and the remaining resource (P = 100 · 2.5 = 250 <200 · 2 = 400).

По результатам обследования можно сделать следующий вывод. Первый трансформатор может спокойно работать до следующей проверки. Второй же трансформатор требует к себе повышенного внимания и, вероятнее всего, необходимо приготовиться к его замене.Based on the survey results, the following conclusion can be made. The first transformer can work quietly until the next test. The second transformer requires increased attention to itself and, most likely, it is necessary to prepare for its replacement.

В заключении отметим, что при неразрушающих испытаниях для оценки качества изоляции большое значение имеет изменение ее характеристик во времени. Поэтому с повышением частоты контроля увеличивается вероятность своевременного выявления дефектов.In conclusion, we note that in non-destructive tests to assess the quality of insulation of great importance is the change in its characteristics over time. Therefore, with an increase in the frequency of control, the likelihood of timely detection of defects increases.

Структурная схема предлагаемого устройства для контроля качества электрической изоляции представлена на рисунке 3. Устройство содержит источник испытательного напряжения 1, эталонный резистор 2, зарядный ключ 3, разрядный ключ 4, разрядный резистор 5, первый масштабный преобразователь напряжения 6, испытуемый объект 7, размыкающий блок-контакт 8 зарядного ключа, замыкающий блок-контакт 9 зарядного ключа, замыкающий блок-контакт 10 разрядного ключа, двухканальный цифровой измеритель с запоминающим устройством 11, устройство отображения информации 12, дифференцирующий элемент 13, нуль-компаратор 14, световой индикатор 15, пиковый детектор 16, счетчик времени 17, блок умножения напряжений 18, второй масштабный преобразователь 19, цифровой индикатор 20, блок управления 21 с выходами «Пуск» и «Установка нуля», генератор тактовых импульсов 22, органы управления 23 двухканальным цифровым измерителем с запоминающим устройством, выходные выводы 24 и 25.The block diagram of the proposed device for monitoring the quality of electrical insulation is shown in Figure 3. The device contains a test voltage source 1, a reference resistor 2, a charging key 3, a bit switch 4, a discharge resistor 5, the first scale voltage converter 6, the test object 7, the disconnect block contact 8 of the charging key, closing block contact 9 of the charging key, closing block contact 10 of the discharge key, two-channel digital meter with storage device 11, display device inform 12, differentiating element 13, null-comparator 14, light indicator 15, peak detector 16, time counter 17, voltage multiplier 18, second scale converter 19, digital indicator 20, control unit 21 with “Start” and “Zero setting” outputs ", A clock generator 22, controls 23 two-channel digital meter with a storage device, output terminals 24 and 25.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 4 замкнут, а ключ 3 разомкнут и электрические емкости объекта испытания 7 разряжаются через разрядный резистор 5, имеющий малое сопротивление. Необходимость введения разрядного резистора 5 вызвана соображениями электромагнитной совместимости, так как в разрядной цепи без разрядного резистора 5 в момент замыкания разрядного ключа 4 возникают большие экстратоки, электромагнитные помехи от которых могут приводить к сбою электронной аппаратуры. После разряда конденсаторов в течение одной минуты в соответствии с правилами устройства электроустановок блок управления 21 подает сигнал сначала на размыкание ключа 4 и затем на замыкание ключа 3. При указанном положении ключей 3 и 4 начинается процесс заряда изоляции объекта испытания 7. Блок-контакт 9 при этом замкнут и на второй вход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством 11 подается напряжение, пропорциональное току утечки объекта испытания. Сигнал с выхода «Пуск» блока управления 21 запускает генератор тактовых импульсов 22. Сигналы с выхода генератора тактовых импульсов с частотой 1 с поступают на первый управляющий вход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством 11 и значения напряжения, пропорциональные току утечки, через каждую секунду (или по желанию через 5 секунд) сохраняются в запоминающем устройстве измерителя 11. Через одну минуту после начала процесса заряда изоляции зарядный ключ 3 отключается. При этом блок-контакт 9 размыкается, а блок-контакт 8 замыкается и напряжение, пропорциональное напряжению саморазряда, подается на первый информационный вход двухканального цифрового измерителя с запоминающего устройства 11. Это напряжение через каждую секунду в течение одной минуты запоминается запоминающим устройством измерителя 11. По окончанию процесса саморазряда ключ 3 снова замыкается на одну минуту, в течение которой изоляция вновь заряжается, пополняя внутренний поглощенный заряд, израсходованный в период саморазряда.The device operates as follows. In the initial state, the key 4 is closed, and the key 3 is open and the electric capacitance of the test object 7 is discharged through a discharge resistor 5 having a low resistance. The necessity of introducing a discharge resistor 5 is caused by considerations of electromagnetic compatibility, since large extracurrents occur in the discharge circuit without a discharge resistor 5 at the time of closing of the discharge key 4, electromagnetic interference from which can lead to electronic equipment failure. After the discharge of the capacitors for one minute, in accordance with the rules of the electrical installation, the control unit 21 sends a signal first to open the key 4 and then to close the key 3. At the indicated position of the keys 3 and 4, the process of charging the insulation of the test object 7 starts. Block contact 9 when This is closed and a voltage proportional to the leakage current of the test object is applied to the second input of the two-channel digital meter with memory 11. The signal from the “Start” output of the control unit 21 starts the clock generator 22. The signals from the output of the clock generator with a frequency of 1 s go to the first control input of a two-channel digital meter with memory 11 and voltage values proportional to the leakage current every second (or if desired, after 5 seconds) are stored in the memory of the meter 11. One minute after the start of the process of charging the insulation, the charging key 3 is turned off. In this case, the block contact 9 closes, and the block contact 8 closes and a voltage proportional to the self-discharge voltage is supplied to the first information input of the two-channel digital meter from the storage device 11. This voltage is stored every second for one minute by the memory of the meter 11. By At the end of the self-discharge process, key 3 closes again for one minute, during which time the insulation is recharged, replenishing the internal absorbed charge expended during the self-discharge period.

После этого разрядный ключ 4 замыкается на короткое время Δt, взятое нами равное 5 с, в течение которого геометрическая емкость объекта испытания 7 полностью разряжается до нуля, а емкость, обусловленная внутренним поглощенным зарядом, остается практически неразряженной, так как заряд внутреннего поглощения не может изменяться «мгновенно». Спустя время Δt разрядный ключ 4 размыкается. Зарядный ключ 3 остается разомкнутым. Начинается процесс измерения возвратного напряжения, которое образуется за счет заряда геометрической емкости зарядом внутреннего поглощения. Напряжение, пропорциональное возвратному напряжению, при этом подается через замкнутые блок-контакты 8 и 10 на первый информационный вход двухканального цифрового измерителя с запоминающим устройством 11, которое запоминает измеряемое напряжение через каждую секунду в течение одной минуты. В начале этого измерения сигналом «Установка нуля» обнуляется пиковый детектор и запускается счетчик времени 17. Когда возвратное напряжение достигнет максимума, производная его становится равной нулю и на выходе дифференцирующего элемента 13 сигнал также становится равным нулю и нуль-компаратор 14 срабатывает и останавливает счетчик времени 17, о чем сигнализирует световой индикатор 15. На выходе счетчика времени сохраняется сигнал, пропорциональный измеренному времени t_MAX, при котором наступает максимум возвратного напряжения U_MAX. Значение максимального возвратного напряжения фиксируется пиковым детектором. Блок умножения перемножает значения U_MAX и t_MAX и выдает с учетом второго масштабного преобразователя 19 на экране цифрового индикатора 20 значение оставшегося ресурса работы Р изоляции. После этого устройство выключается.After that, the discharge key 4 closes for a short time Δt, which we took equal to 5 s, during which the geometric capacity of the test object 7 is completely discharged to zero, and the capacity due to the internal absorbed charge remains practically uncharged, since the internal absorption charge cannot change "instantly". After a time Δt, the bit key 4 opens. Charging key 3 remains open. The process of measuring the return voltage begins, which is formed due to the charge of the geometric capacity by the charge of internal absorption. A voltage proportional to the return voltage is supplied through closed block contacts 8 and 10 to the first information input of a two-channel digital meter with a storage device 11, which stores the measured voltage every second for one minute. At the beginning of this measurement, the “Zero setting” signal resets the peak detector and starts the time counter 17. When the return voltage reaches its maximum, its derivative becomes zero and the output of the differentiating element 13 also becomes zero and the zero-comparator 14 is triggered and stops the time counter 17, as indicated by the indicator light 15. At the output of the time counter, a signal proportional to the measured time t _{MAX is} stored, at which the maximum return voltage U _MAX occurs. The value of the maximum return voltage is fixed by a peak detector. The multiplication unit multiplies the values of U _MAX and t _MAX and gives, taking into account the second scale converter 19 on the screen of the digital indicator 20, the value of the remaining operation resource P isolation. After that, the device turns off.

На практике удобно пользоваться относительным оставшимся сроком службы изоляции, оценивая его но отношению к сроку службы новой изоляции, измеренному при вводе высоковольтного электрооборудования в эксплуатацию.In practice, it is convenient to use the relative remaining life of the insulation, evaluating it in relation to the service life of the new insulation, measured when the high-voltage electrical equipment is put into operation.

Технико-экономический эффект от предложенного изобретения определяется повышением эксплуатационной надежности высоковольтного испытуемого электрооборудования за счет более объективной оценки состояния электрической изоляции и оценки оставшегося ресурса работы.The technical and economic effect of the proposed invention is determined by increasing the operational reliability of the high-voltage tested electrical equipment due to a more objective assessment of the state of electrical insulation and assessment of the remaining service life.

Источники информацииInformation sources

1. Серебряков А.С. Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Маршрут, 2005. - 280 с. (стр.104-106).1. Serebryakov A.S. Electrotechnical materials science. Electrical Insulating Materials: Textbook for High Schools transport. - M.: Route, 2005 .-- 280 s. (p. 104-106).

2. Авторское свидетельство СССР №601632, кл. G01R 27/00, 19.04.76.2. Copyright certificate of the USSR No. 601632, cl. G01R 27/00, 04.19.76.

3. Авторское свидетельство СССР 767667, кл. G01R 27/02, 1980.3. Copyright certificate of the USSR 767667, cl. G01R 27/02, 1980.

Claims

A device for controlling the quality of electrical insulation containing a test voltage source, a reference resistor, a charging key, an object under test, a discharge key, a discharge resistor, output terminals to which the test object is connected, a two-channel digital meter with a storage device with two information and two control inputs, information display device, clock generator and control unit with outputs "Start" and "Zero", in which the first output of the test source to voltage through the charging key is connected to the first output terminal of the device, and the second output of the test voltage source through the reference resistor is connected to the second output terminal of the device, the discharge key and the discharge resistor are connected in series to the output terminals of the device, the output of the two-channel digital meter with a storage device is connected to the input of the information display device, the output of the clock generator is connected to the first control input of the two-channel digital meter with a storage device, characterized in that it includes the closing and opening blocking contacts of the charging key, the closing blocking contact of the discharge key, peak detector, differentiating element, zero comparator, light indicator, time counter, voltage multiplier, a digital indicator, two scale converters and controls for a two-channel digital meter with a storage device, and the input terminals of the first scale converter are connected in parallel with the output the outputs of the device, and its output through the disconnecting block contact of the charging key and the closing block contact of the discharge key is connected to the first information input of the two-channel digital meter with a storage device and to the inputs of the differentiating element and the peak detector, the output of the differentiating element is connected to the input of the null comparator, the output of the null comparator is connected to the input of the time counter and the light indicator, the output of the time counter is connected to the first input of the voltage multiplication unit, the second input of which connected to the output of the peak detector, the output of the voltage multiplier is connected to the input of the second scale converter, the output of which is connected to the input of the digital indicator, the second output of the test voltage source is connected through the closing block contact of the charging key to the second information input of the two-channel digital meter with a storage device, input the clock generator is connected to the "Start" output of the control unit, the second control input of a two-channel digital meter with memory the device is connected to the output of the controls of a two-channel digital meter with a storage device, the zeroing inputs of the peak detector and the time counter are connected to the “Zero setting” output of the control unit.