RU45834U1

RU45834U1 - DEVICE FOR POLYMER CABLE INSULATION TEST

Info

Publication number: RU45834U1
Application number: RU2004138458/22U
Authority: RU
Inventors: В.В. Редько; Л.А. Редько
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Полезная модель относится к электрическим измерениям и испытаниям и предназначено для сухого испытания изоляции движущихся кабельных изделий на электрическую прочность и сплошность покрытия. Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, ее удешевление, при обеспечении требуемой ГОСТом 2990-78 точности установки испытательного напряжения. Устройство для испытания изоляции кабеля, содержащее источник постоянного напряжения связанный с генератором импульсов, вход которого через частотопонижающий элемент соединен с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора. К одному из выводов вторичной обмотки трансформатора подключен блок регистрации пробоя, один из выводов которого заземлен, а другой соединен с блоком управления, соединенным с генератором импульсов и с блоком измерения испытательного напряжения, подключенного к измерительной обмотке трансформатора. В устройстве для испытания полимерной изоляции кабеля с целью упрощения конструкции и сохранения точности измерений испытательного напряжения импульсное напряжение поступает на высоковольтный импульсный трансформатор через частотопонижающий элемент, а напряжение измеряется с вторичной обмотки трансформатора, являющейся измерительной, что позволяет исключить дорогостоящий элемент - емкостной делитель, входящий в измерительный блок прототипа. 1 Ил.The utility model relates to electrical measurements and tests and is intended for dry testing the insulation of moving cable products for electric strength and continuity of coating. The objective of the utility model is to simplify the design of the device, to reduce its cost, while ensuring the accuracy of the test voltage installation required by GOST 2990-78. A device for testing cable insulation, containing a constant voltage source connected to a pulse generator, the input of which is connected through a frequency-reducing element to the primary winding of a high-voltage transformer. A breakdown registration unit is connected to one of the terminals of the secondary winding of the transformer, one of which is grounded and the other connected to a control unit connected to a pulse generator and to a test voltage measuring unit connected to the measuring winding of the transformer. In the device for testing the polymer insulation of the cable, in order to simplify the design and maintain the accuracy of the measurement of the test voltage, the pulse voltage is supplied to the high-voltage pulse transformer through a frequency-lowering element, and the voltage is measured from the secondary winding of the transformer, which is a measuring one, which eliminates the expensive element - a capacitive divider included in measuring unit of the prototype. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электрическим измерениям и испытаниям и предназначена для сухого испытания изоляции движущихся кабельных изделий на электрическую прочность и сплошность покрытия.The utility model relates to electrical measurements and tests and is intended for dry testing the insulation of moving cable products for electric strength and continuity of coating.

Известно устройство для испытания полимерных элементов кабельных изделий [Пат. РФ №1772771 МПК 5 G 01 R 31/14, опубликованный 30.10.92, Бюл. №40], выбранное в качестве прототипа, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора, испытательный электрод, подключенный к вторичной обмотке этого трансформатора, блок фиксации дефектов, вход которого связан с выходом генератора импульсов, индикатор, блок обратной связи, выход которого подключен к управляющему элементу блока питания генератора импульсов, а вход блока обратной связи соединен с испытательным электродом.A device for testing polymer elements of cable products [Pat. RF №1772771 IPC 5 G 01 R 31/14, published on 10/30/92, Bull. No. 40], selected as a prototype, containing a pulse generator, the output of which is connected to the primary winding of a high voltage pulse transformer, a test electrode connected to the secondary winding of this transformer, a defect fixation block, the input of which is connected to the output of the pulse generator, an indicator, a feedback block the output of which is connected to the control element of the power supply unit of the pulse generator, and the input of the feedback unit is connected to the test electrode.

Вырабатываемое генератором напряжение с помощью высоковольтного трансформатора преобразуется в высоковольтные импульсы и подается на измерительный блок, содержащий высоковольтный емкостной делитель, предназначенный для измерения амплитуды импульсов испытательного напряжения, а так же на электрод, посредством которого высокое напряжение прикладывается к испытуемой изоляции.The voltage generated by the generator with the help of a high-voltage transformer is converted into high-voltage pulses and fed to a measuring unit containing a high-voltage capacitive divider designed to measure the amplitude of the pulses of the test voltage, as well as to the electrode, through which a high voltage is applied to the tested insulation.

Недостатком известного устройства является сложная конструкция устройства, за счет необходимости применения высоковольтного емкостного делителя напряжения.A disadvantage of the known device is the complex design of the device, due to the need to use a high-voltage capacitive voltage divider.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, ее удешевление, при обеспечении требуемой ГОСТом 2990-78 точности установки испытательного напряжения.The objective of the utility model is to simplify the design of the device, to reduce its cost, while ensuring the accuracy of the test voltage installation required by GOST 2990-78.

Поставленная задача достигается за счет того, что устройство для испытания полимерной изоляции кабеля, также как в прототипе, содержит генератор импульсов, высоковольтный трансформатор, электродный узел, подключенных к вторичной обмотке этого трансформатора, блок регистрации пробоя, блок управления.The task is achieved due to the fact that the device for testing the polymer insulation of the cable, as in the prototype, contains a pulse generator, a high voltage transformer, an electrode assembly connected to the secondary winding of this transformer, a breakdown registration unit, a control unit.

Согласно полезной модели источник постоянного напряжения связан с генератором импульсов, вход которого через частотопонижающий элемент соединен с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора к одному из выводов вторичной обмотки которого подключен блок регистрации пробоя, один из выводов которого заземлен, а другой соединен с блоком управления, соединенным с генератором импульсов и с блоком измерения испытательного напряжения, подключенного к измерительной обмотке трансформатора.According to a utility model, the DC voltage source is connected to a pulse generator, the input of which is connected through the frequency-reducing element to the primary winding of a high-voltage transformer to one of the terminals of the secondary winding of which a breakdown registration unit is connected, one of which is grounded and the other connected to a control unit connected to the generator pulses and with a unit for measuring the test voltage connected to the measuring winding of the transformer.

В устройстве для испытания полимерной изоляции кабеля с целью упрощения конструкции и сохранения точности измерений испытательного напряжения импульсное напряжение поступает на высоковольтный импульсный транс4юрматор через частотопонижающий элемент, а напряжение измеряется с вторичной обмотки трансформатора, являющейся измерительной, что позволяет исключить дорогостоящий элемент - емкостной делитель, входящий в измерительный блок прототипа.In the device for testing the polymer insulation of the cable, in order to simplify the design and maintain the accuracy of the measurement of the test voltage, the pulse voltage is supplied to the high-voltage pulse transformer using a frequency-lowering element, and the voltage is measured from the secondary winding of the transformer, which is a measuring one, which eliminates the costly element - a capacitive divider included in measuring unit of the prototype.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит: источник постоянного напряжения (ИПН) - 1, генератор импульсов (ГИ) - 2, блок управления (БУ) - 3, частотопонижающий элемент (ЧПЭ) - 4, блок измерений испытательного напряжения (БИИН) - 5, высоковольтный трансформатор (ВВТ) - 6, содержащий: первичную обмотку - 7, измерительную обмотку - 8, вторичную обмотку - 9, индуктивность рассеяния - 10; блок регистрации пробоя (БРП) - 11, электродный узел (ЭУ) - 12, сквозь который проходит испытуемое изделие - электрический кабель - 13.The device contains: a constant voltage source (IPN) - 1, a pulse generator (GI) - 2, a control unit (BU) - 3, a frequency-reducing element (NEC) - 4, a test voltage measurement unit (BIIN) - 5, a high-voltage transformer (IWT) ) - 6, comprising: the primary winding - 7, the measuring winding - 8, the secondary winding - 9, the leakage inductance - 10; breakdown registration unit (PDU) - 11, electrode assembly (EU) - 12, through which the test item passes - electrical cable - 13.

Источник постоянного напряжения 1 (ИПН) соединен с генератором импульсов 2 (ГИ). Выход генератора импульсов 2 (ГИ) соединен с первичной обмоткой 7 The DC voltage source 1 (IPN) is connected to a pulse generator 2 (GI). The output of the pulse generator 2 (GI) is connected to the primary winding 7

высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ), через частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ). Электродный узел 12 (ЭУ) соединен с одним из выводов вторичной обмотки 9 высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) через индуктивность рассеяния 10. Электродный узел 12 (ЭУ) заземлен. Блок регистрации пробоя 11 (БРП) включен последовательно между другим выводом вторичной обмотки 9 и заземлением. Выход блока регистрации пробоя 11 (ВРП) соединен с блоком управления 3 (БУ). Так же к блоку управления 3 (БУ) подключен выход блока измерения испытательного напряжения 5 (БИИН), который, в свою очередь, подключен к измерительной обмотке 8. Выход блока управления 3 (БУ) соединен с генератором импульсов 2 (ГИ).high-voltage transformer 6 (IHE), through a frequency-lowering element 4 (NPE). The electrode assembly 12 (EU) is connected to one of the terminals of the secondary winding 9 of the high voltage transformer 6 (IWT) through a leakage inductance 10. The electrode assembly 12 (EU) is grounded. The breakdown registration unit 11 (PDU) is connected in series between the other terminal of the secondary winding 9 and ground. The output of the breakdown registration block 11 (GRP) is connected to the control unit 3 (CU). Also, the output of the test voltage measuring unit 5 (BIIN) is connected to the control unit 3 (BU), which, in turn, is connected to the measuring winding 8. The output of the control unit 3 (BU) is connected to the pulse generator 2 (GU).

В качестве источника постоянного напряжения 1 (ИПН) может быть использован питающийся от сети выпрямитель с фильтром. В качестве генератора импульсов 2 (ГИ) может быть использован тиристорный или транзисторный генератор напряжения. В качестве частотопонижающего элемента 4 (ЧПЭ) могут быть использованы дроссель или катушка индуктивности. В качестве блока измерения испытательного напряжения 5 (БИИН) может быть использован двух или однополупериодный пиковый детектор. В качестве блока регистрации пробоя 11 (БРП) может быть использован детектор максимального тока, превышение которого означает пробой изоляции. В виде электродного узла 12 (ЭУ) могут быть использованы многочисленные гибкие нити из металлических шариков - бусинок, соединенные между собой и соприкасающиеся с изоляцией испытуемого кабеля 13.As a source of constant voltage 1 (IPN), a rectifier powered by a network with a filter can be used. As a pulse generator 2 (GI), a thyristor or transistor voltage generator can be used. As a frequency-reducing element 4 (NPE), a choke or inductor can be used. As a unit for measuring test voltage 5 (BIIN), a two or half wave peak detector can be used. As a breakdown detection unit 11 (PDU), a maximum current detector can be used, the excess of which means a breakdown of insulation. In the form of an electrode assembly 12 (EU) can be used numerous flexible threads of metal balls - beads, interconnected and in contact with the insulation of the test cable 13.

От источника постоянного напряжения 1 (ИПН) напряжение поступает на генератор импульсов 2 (ГИ), после чего импульсное напряжение через частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ) поступает на высоковольтный трансформатор 6 (ВВТ), далее, на электродный узел 12 (ЭУ) и блок регистрации пробоя 11 (БРП). С помощью электродного узла 12 (ЭУ) высокое напряжение прикладывается к изоляции испытуемого кабеля. Измерение испытательного напряжения производится с помощью измерительной обмотки высоковольтного импульсного From a constant voltage source 1 (IPN), the voltage is supplied to a pulse generator 2 (GI), after which the pulse voltage is supplied through a frequency-reducing element 4 (NPE) to a high-voltage transformer 6 (IHT), then to an electrode assembly 12 (EI) and a recording unit breakdown 11 (PDU). Using the electrode assembly 12 (EU), a high voltage is applied to the insulation of the cable under test. Test voltage is measured using a high-voltage pulse measuring winding.

трансформатора 8, а для снижения погрешности измерений в схему введен частотопонижающий элемент 4 (ЧПЭ). Снижение частоты заполнения импульсов приводит к снижению падения напряжения на индуктивности рассеяния 10 высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) при сохранении амплитуды испытательных импульсов.transformer 8, and to reduce the measurement error, a frequency-reducing element 4 (NPE) was introduced into the circuit. A decrease in the filling frequency of the pulses leads to a decrease in the voltage drop across the leakage inductance 10 of the high voltage transformer 6 (IHT) while maintaining the amplitude of the test pulses.

Данное устройство было испытано на эквиваленте электрического кабеля 13 при изменении его емкости от 10 до 300 пикофарад и активного сопротивления от 3 до 10 мегаом. К изоляции электрического кабеля 13 прикладывались высоковольтные импульсы с регулируемой частотой следования 100 Гц при частоте заполнения высоковольтных импульсов от 2 до 3 кГц. Частота заполнения определялась параметрами разрядного конденсатора, входящего в состав генератора импульсов, высоковольтного трансформатора 6 (ВВТ) и испытуемого кабеля 13. При включении в схему частотопонижающего элемента 4 (ЧПЭ) (дросселя с индуктивностью 3 мГн) частота заполнения снижалась до значений 600-800 Гц. В свою очередь это приводило к уменьшению падения напряжения на индуктивности рассеяния трансформатора 10, нелинейности коэффициента трансформации, а следовательно погрешности измерения испытательного напряжения. В конкретном примере она составляла 2%, при требованиях ГОСТ 2990-78 не более 5% во всем диапазоне изменений нагрузки.This device was tested on the equivalent of an electric cable 13 with a change in its capacitance from 10 to 300 picofarads and active resistance from 3 to 10 megohms. High voltage pulses with an adjustable repetition rate of 100 Hz were applied to the insulation of electric cable 13 at a filling frequency of high voltage pulses from 2 to 3 kHz. The filling frequency was determined by the parameters of the discharge capacitor, which is part of the pulse generator, high-voltage transformer 6 (IHT) and test cable 13. When a frequency-reducing element 4 (NPE) (inductor with 3 mH inductor) was included in the circuit, the filling frequency decreased to 600-800 Hz . In turn, this led to a decrease in the voltage drop across the dissipation inductance of the transformer 10, the non-linearity of the transformation coefficient, and therefore the measurement error of the test voltage. In a specific example, it was 2%, with the requirements of GOST 2990-78 no more than 5% in the entire range of load changes.

Claims

A cable insulation testing apparatus comprising a pulse generator. a high-voltage transformer, an electrode assembly connected to the secondary winding of this transformer, a breakdown registration unit, a control unit, characterized in that the DC voltage source is connected to a pulse generator, the input of which is connected through the frequency-reducing element to the primary winding of the high-voltage transformer. to one of the terminals of the secondary winding of which a breakdown registration unit is connected, one of the terminals of which is grounded and the other is connected to a control unit connected to a pulse generator and to a test voltage measuring unit connected to the measuring winding of the transformer.