SU920580A1

SU920580A1 - Device for checking quality of capacitor section insulation

Info

Publication number: SU920580A1
Application number: SU802950010A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Волгин; Владимир Иванович Горюнков; Валерий Николаевич Липатов; Владимир Сидорович Лисев
Original assignee: Предприятие П/Я А-7451
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1980-07-03
Publication date: 1982-04-15

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытани х секций конденсаторов в процессе их производства , в частности накопительных конденсаторов.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used when testing sections of capacitors during their production, in particular storage capacitors.

Накопительные конденсаторы большой энергоемкости широко примен ютс в импульсных модул торах, генераторах импульсных напр жений, генераторах излучений и т.д. В цел х уменьшени габаритов и энергоемкости секции пропитывают отвердевающими диэлектрическими компаундами.Вследствие неоптимальности технологических режимов пропитки секций компаундом или недостаточно хорошей адгезии компаунда к диэлектрическим материалам секции в последних могут образовыватьс значительные по величине неравномерности пропитки расслоени . Качество изол ции секций в значитель ной степени определ ютс количеством указанных дефектов.High energy storage capacitors are widely used in pulse modulators, pulse voltage generators, radiation generators, etc. In order to reduce the size and energy consumption, sections are impregnated with hardened dielectric compounds. Due to the non-optimal technological regimes of impregnation of sections with compound or insufficiently good adhesion of the compound to dielectric materials, sections of the latter can form significant non-uniformity of impregnation of the bundle. The quality of the insulation of the sections is largely determined by the number of these defects.

При приложении к секции напр жени в дефектах изол ции возникают внутренние или краевые (поверхностные ) частичные пробои изол ции, сопровождающиес спадом напр жени н секции конденсатора. Регистриру величину спада напр жени с помощьюпорогового индикатора, можно выбраковывать секции конденсаторов с дефектами изол ции, а также проводить When a voltage is applied to the section in the insulation defects, internal or edge (surface) partial insulation breakdowns occur, accompanied by a voltage drop across the capacitor section. By registering the magnitude of the voltage drop with the help of a threshold indicator, it is possible to reject sections of capacitors with insulation defects, as well as

10 своевременные меропри ти по их устранению: воздействие на свойства компаунда, диэлектрическа или технологические процессы в направлении уменьшени дефектов. Учитыва , что 10 timely measures to eliminate them: impact on the properties of the compound, dielectric or technological processes in the direction of reducing defects. Considering that

«5 степень опасности внутренних и поверхгностных пробоев различна, регистраци указанных пробоев должна производитьс раздельно, а индикаторы должны иметь различные значени по20 рогов, что обеспечивает более эффективный контроль качества изол ции секций."5 The degree of danger of internal and surface breakdowns is different, the registration of these breakdowns must be carried out separately, and the indicators must have different threshold values, which ensures more efficient control of the quality of the insulation of the sections.

Известно устройство дл разбраковки по электрической прочности СЛЮДЯНЫХ ,конденсаторов, в котором параллельно измерительной RC-цепи подключен эталонный конденсатор большой емкости, сопротивление изме рительной RC-цепи соединено со входом усилител , подключенного к запо минающей триггерной чейке, а конденсатор RC цепи подключен через ограничительное сопротивление и контакты замыкател - к источнику испытательного напр жени f . . Недостатком указанных устройств вл етс то, что они не дают возмож ности производить раздельной регист рации внутренних и поверхностных частичных разр дов в изол ции, что исключает дифференцированный подход к нормам пороговых характеристик внутренних и поверхностных частичных разр дов и, следовательно, привод т к менееэффективному контролю качества изол ции. .Наиболее близким к предлагаемому по технической су-щности вл етс устройство, содержащее источник испы тательного напр жени , два измери-г тельных резистора, измерительный электрод, линейно пропускающий элемент , широкополосный делитель, одно пол рный усилитель-формирователь,индикатор 2 . Указанное устройство имеет следующие недостатки. Во-первых, регистра ци внутренних и поверхностных частичных разр дов може,т производитьс только поочередно, что увеличивает врем контрол качества изол ции и, следовательно, снижает производител ность устройства контрол . Во-вторых использование в указанном устройстве одного испытательного электрода, одного индикatopa и разных измери- : тельных RC-цепочек вызывает необходимость в дополнительных операци х: переключени испытательного электрода на другой торец издели , переключени порога индикатора, переключени измерительной цепи, что также увеличивает врем контрол качества изол ции издели . Целью изобретени вл етс увеличение производительности контрол качества изол ции секций конденсаторов . Эта цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее источник испытательного напр жени , первый и второй измерительные резисторы,первый измерительный электрод, первый 9 4 линейно пропускающий элемент, широкополосный усилитель, однопол рный усилитель-формирователь, индикатор, причем один из выводов источника испытательного напр жени соединен через защитный резистор с первым выводом конденсатора фильтра, второй вывод которого соединен с одним из выводов источника испытательного напр жени и общим выводом устройства , который соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора, через первый измерительный резистор с первым измерительным электродом и с входом однопол рного усилител формировател , а также через второй измерительный резистор. - с входом широкополостного усилител , выход которого соединен через первый линейно пропускающий элемент со входом первого индикатора, введены ключ, .фильтр высоких частот, зар дный резистор , конденсатор св зи, второй линейно пропускающий элемент, второй индикатор, второй измерительный электрод и переключающий элемент, причем первый вывод конденсатора фильтра через ключ соединен со входом фильтра высоких частот, выход которого через разр дный резистор соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора и с одним из выводов конденсатора св зи, другой вывод которого соединен с входом широкополост«ого усилител , выход которого через второй линейно переключающий элемент соединен с входом второго индикатора, второй измерительный электрод соединен с входом однопол рного усилител -формировател , выход которого соединен с входом переключательного элемента, один из выходов которого соединен с одним из входов первого линейно-пропускающего элемента , а другой - .с одним из входов второго линейно пропускающего элемента. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 графики импульсов напр жени на выходах соответствующих элементов схемы. Устройство содержит измерительный резистор 1, соединенный через конденсатор 2 св зи с испытуемым конденсатором 3, первый измерительный резистор , соединенный соответственно с первым и вторым измерительным элекп родами 5 и 6, образующими с торцовыми част м обкладки испытуемого конденсатора , конде1нсаторы св зи 7 и 8, широкополостный усилитель 9, соединенный через первый и второй линейно пропускающие элементы 10 и .11 с первым и вторым индикаторами 12 и 13 однопол рный усилитель-формирователь , соединенный через переключающий элемент 15.с первым и вторым линейно пропускающими элементами 10 и 11. В качестве переключающего элемента может быть использован заторможенный мультивибратор или блокин -генератор с выходами разнопол рных -импульсов напр жени , в качестве линейно пропускающего элемента - электронный ключ. Устройство содержит также источник 16 испытательного напр жени , защитный резистор 17, конденсатор 18 фильтра большой емкости, соединенный через ключ 19, в качестве которого используетс реле, фильтр 20 высоких частот и зар дный резистор 21. При положительной пол рности испытательного напр жени .пол рность усилител формировател выбираетс положительной , исходное состо ние первого линейно пропускного элемента 10 открытое , элемента 11 - закрытое. Устройство работает следующим образом . От источника 16 испытательного напр жени зар жаетс через защитный резистор 17 конденсатор 18 фильтра большой емкости, емкость которого выбираетс значительно больше емкости испытуемой секции конденсатора 3При замыкании контактов реле 19 чере фильтр 20 и зар дный резистор 21 зар жаетс испытуема секци конденсатора 3 (см. фиг. 2, график 22). Регистраци частичных разр дов в изол ции секции производитс в течение всего цикла нарастани напр жении, на секции. С помощью резистора 21 врем jзар да конденсатора выбираетс близКИМ к времени нарастани в схеме : Предполагаемого использовани иСпытуе iMoro конденсатора. Внутренние или поверхностные частичные разр ды вызы вают быстрое (за врем 10с) .уменьшение напр жени на испытуемом конденсаторе . С измерительного ре.зисто ра 1 снимаютс импульсы одинаковой пол рности как дл внутренних (см. график 23, импульсы а), так и дл поверхностных частичных разр дов (см. график 23, импульсы ($). На изме рительном резисторе внутренние частичные разр ды в испытуемом конденсаторе вызывают импульсы отрицательной пол рности небольшой амплитуды (см. график 2, импульсы CL), а поверхностные частотные разр ды - импульсы положительной пол рности значительно большей амплитуды (см. график 2, импульсы 5). Это обусловлено тем, что при внутреннем частичном эазр де ток разр да замыкаетс внутри обк.падок испытуемого конденсатора и на измерительный резистор k через конденсаторы 7 и 8 св зи малой емкости передаетс импульс отрицательной пол рности небольшой амплитуды . При поверхностном частичном разр де ток разр да замыкаетс через измерительный резистор , формиру на нем импульс положительной пол рности значительно большей амплитуды. Только при поступлении на усилительформирователь Т4 импульсов положительной пол рности, последний формирует синхронизирующий импульс на переключающий элемент (см. график 25), котор{5|й выдает запрещающий сигнал на первый линейно пропускающий элемент 10 и разрешающий сигнал на второй линейно пропускающий элемент 11 ,. который пропускает на второй индикатрр 13 импульсы напр жени , соответствующие поверхностным частичным разр дам (см. график 2б). Импульсы напр жени , соответствующие внутренним частичным разр дам, в испытуемом конденсаторе передаютс первым линейно пропускающим элементом 10 при отсутствии запрещающего импульса на первый индикатор 12 (см. график 27). Устройство может примен тьс дл контрол качества изол ции секций конденсаторо.в в процессе испытаний, когда секции имеют различные отбраковочные нормы на внутренние и поверхностные частичные пробои, изол ции. Пороговые значени напр жений индикаторов выбираютс на основе предварительных испытаний большой партии секций конденсаторов. Данное устройство позвол ет одновременно регистрировать внутренние и поверхностные частичные разр ды в секции конденсатора , производить контроль поверхностных частичных разр дов одновременно с обоих торцов обкладок секции, исключить дополнительные операции по переключению измерительных каналов, порогов индикатора. Указанные преимущества позвол ют сократить в k раза врем на контроль качества изо.л ции каждой секции. формула изобретени Устройство контрол качества изол ции секций конденсаторов, содержащее источник испытательного напр жени , первый и второй измерительные резисторы, первый измерительный электрод, первый линейно пропускающий элемент, широкополосный усилитель однопол рный усилитель-формирователь индикатор, один из выводов источника испытательного напр жени соединен через защитный резистор с первым выводом конденсатора фильтра, второй вывод которого соединен с одним из выводов источника испытательного напр жени и общим выводом устройства, который соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора,через первый измерительный резистор - с пер первым измерительным электродом и с входом однопол рного усилител -формировател , а также через второй измерительный резистор - с входом широкополосного усилител , выход которого соединен через первый линейно-пропускающий элемент с входом первого инди катора, отли чающее.с тем что, с целью повышени производитель ности контрол , в него введены ключ. 4)ильтр высоких частот, зар дный резистор , конденсатор св зи, второй 9 0 8 линейно пропускающий элемент, второй индикатор, второй измерительный электрод и переключающий элемент, причем первый вывод конденсатора фильтра через ключ соединен с входом фильтра высоких частот, выход которого через разр дный резистор соединен с одним из выводов контролируемого конденсатора и с одним из выводов конденсатора св зи, другой вывод которого соединен с входом широкополосного усилител ,- выход которого через второй линейно пропускающий элемент соединен с входом второго И1с1дикатора,второй измерительный электрод соединен с входом однопол рного усилител формировател , выход которого соединен с входом переключающего элемента , один из выходов которого соединен с одним из входов первого линей- , но пропускающего элемента, а другойс одним из входов второго линейно пропускающего элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If , кл. G 01 R 31/1, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № ,, кл. G 01 R 31/Н, 1972 ( прототип).It is known a device for screening the dielectric strength of FORCE, capacitors, in which a reference capacitor of large capacity is connected parallel to an measuring RC circuit, the resistance of an measuring RC circuit is connected to the input of an amplifier connected to a trigger cell, and the RC capacitor is connected through a limiting resistance and the contacts are closed to the source of the test voltage f. . The disadvantage of these devices is that they do not allow for the separate recording of internal and surface partial discharges in the insulation, which excludes a differentiated approach to the norms of the threshold characteristics of internal and surface partial discharges and, consequently, leads to less efficient control. insulation quality. The closest to the proposed technical condition is a device containing a source of test voltage, two measuring resistors, a measuring electrode, a linear transmissive element, a wideband divider, one polar amplifier shaper, an indicator 2. The specified device has the following disadvantages. First, the registration of internal and surface partial discharges can only be done alternately, which increases the time required to control the quality of the insulation and, consequently, reduces the performance of the control device. Secondly, the use of one test electrode, one indicator and different measuring RC chains in the specified device necessitates additional operations: switching the test electrode to the other end of the product, switching the indicator threshold, switching the measuring circuit, which also increases the monitoring time insulation quality of the product. The aim of the invention is to increase the productivity of the quality control of the insulation of the capacitor sections. This goal is achieved in that the device containing the test voltage source, the first and second measuring resistors, the first measuring electrode, the first 9 4 linear-transmissive element, the broadband amplifier, the unipolar driver, the indicator, and one of the terminals of the test voltage is connected via a protective resistor to the first terminal of the filter capacitor, the second terminal of which is connected to one of the terminals of the test voltage source and the common terminal of the device, which is connected Inen with one of the terminals of the controlled capacitor, through the first measuring resistor with the first measuring electrode and with the input of the unipolar amplifier of the driver, as well as through the second measuring resistor. - a key, a high pass filter, a charging resistor, a coupling capacitor, a second linear transmitting element, a second indicator, a second measuring electrode and a switching element, are inserted into the input of the broadband amplifier, the output of which is connected through the first linearly transmissive element to the input of the first indicator. the first terminal of the filter capacitor is connected via a switch to the input of the high-pass filter, the output of which is connected to one of the terminals of the monitored capacitor via the discharge resistor and to one of the terminals A communication sensor, another output of which is connected to the input of a wideband amplifier, the output of which is connected via the second linear switching element to the input of the second indicator, the second measuring electrode is connected to the input of a unipolar shaping amplifier, the output of which is connected to the input of the switching element. whose outputs are connected to one of the inputs of the first linear-transmissive element, and the other with one of the inputs of the second linear-transmissive element. FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 graphs of voltage pulses at the outputs of the corresponding circuit elements. The device contains a measuring resistor 1, connected through a coupling capacitor 2 with the test capacitor 3, a first measuring resistor connected respectively to the first and second measuring rods 5 and 6, forming with the end portions the plates of the test capacitor, coupling capacitors 7 and 8, broadband amplifier 9, connected through the first and second linear transmitting elements 10 and .11 with the first and second indicators 12 and 13, a unipolar amplifier-driver connected through the switching element 15. with the first and m 10 and 11. The second linear transmission element as the switching element can be used or braked multivibrator blokin-generator with outputs Hetero molecular -pulses voltage as a linear transmission element - an electronic key. The device also contains a test voltage source 16, a protective resistor 17, a high-capacity filter capacitor 18 connected via a switch 19, which uses a relay, a high-pass filter 20, and a charging resistor 21. With a positive polarity of the test voltage. the driver of the driver is selected positive, the initial state of the first linear throughput element 10 is open, and element 11 is closed. The device works as follows. From the test voltage source 16, the capacitor 18 of the high-capacity filter is charged through the protective resistor 17, the capacitance of which is chosen significantly higher than the capacitance of the tested section of the capacitor 3 When the relay 19 closes the contacts through the filter 20 and the charging resistor 21 is charged, test the section of the capacitor 3 (see Fig 2, chart 22). The registration of partial discharges in the isolation section is performed during the entire voltage buildup cycle on the section. With the help of a resistor 21, the capacitor j.sub.j is selected close to the rise time in the scheme: Estimated use and Capacitor iMoro. Internal or surface partial discharges cause a rapid (within 10 s) reduction of the voltage on the test capacitor. The measuring resistor 1 removes pulses of the same polarity for both internal (see graph 23, pulses a) and surface partial discharges (see graph 23, pulses ($). On the measuring resistor, internal partial bits The pulses in the test capacitor cause small amplitude negative polarity pulses (see graph 2, CL pulses), and surface frequency discharges - positive polarity pulses of significantly greater amplitude (see graph 2, pulses 5). internal eaz The de-discharge current is closed internally, the capacitor under test falls and the measuring resistor k is transmitted through small capacitance capacitors 7 and 8 with a small amplitude negative polarity. At the partial discharge, the discharge current closes through the measuring resistor to form a pulse polarity of much greater amplitude.Only when pulses of a positive polarity arrive at the T4 amplifier, the latter generates a synchronizing pulse to the switching voltage item (see schedule 25) which {5 | th gives out a prohibiting signal to the first linearly transmissive element 10 and the enabling signal to the second linearly transmissive element 11,. which transmits voltage pulses to the second indicator 13, corresponding to surface partial discharges (see graph 2b). The voltage pulses corresponding to the internal partial discharges in the test capacitor are transmitted by the first linearly transmissive element 10 in the absence of a inhibitory pulse to the first indicator 12 (see graph 27). The device can be used to control the quality of the insulation of the capacitor sections during the test, when the sections have different reject standards for internal and surface partial breakdowns, insulation. The threshold values of the indicator voltages are selected based on preliminary testing of a large batch of capacitor sections. This device allows simultaneous recording of internal and surface partial discharges in a capacitor section, monitoring surface partial discharges simultaneously from both ends of the plates of the section, eliminating additional operations for switching measuring channels, indicator thresholds. These advantages make it possible to reduce by a factor of k time the quality control of the isolation of each section. The invention The device for monitoring the quality of the insulation of the capacitor sections, containing the source of the test voltage, the first and second measuring resistors, the first measuring electrode, the first linear-transmissive element, the wideband amplifier, the unipolar driver, an indicator, one of the terminals of the test voltage source is connected through a protective a resistor with the first lead of the filter capacitor, the second lead of which is connected to one of the leads of the test voltage source and the common lead the device, which is connected to one of the terminals of the monitored capacitor, through the first measuring resistor — to the first measuring electrode and to the input of the unipolar amplifier-former, and through the second measuring resistor — to the input of the broadband amplifier, the output of which is connected through the first linear amplifier; the transmissive element with the input of the first indicator, which is different from the fact that, in order to increase the performance of the control, a key is entered into it. 4) a high frequency filter, a charging resistor, a coupling capacitor, a second 9 0 8 linear-transmitting element, a second indicator, a second measuring electrode and a switching element, the first end of the filter capacitor being connected via a switch to the input of a high-pass filter, the output of which is A single resistor is connected to one of the terminals of a monitored capacitor and to one of the terminals of a coupling capacitor, the other terminal of which is connected to the input of a broadband amplifier, the output of which is through the second linearly transmissive connecting element Inen with the input of the second I1s1dikator, the second measuring electrode is connected to the input of the unipolar amplifier of the driver, the output of which is connected to the input of the switching element, one of the outputs of which is connected to one of the inputs of the first linear but passing element, and the other with one of the inputs of the second linearly passing an item. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR If, cl. G 01 R 31/1, 1963. 2. USSR author's certificate № ,, cl. G 01 R 31 / H, 1972 (prototype).

ISIS

/7/ 7

2121

2S2S

//

Claims

Claim

A device for monitoring the insulation quality of sections of capacitors containing a test voltage source, first and second measuring resistors, a first measuring electrode, a first linearly transmitting element, a broadband amplifier, a unipolar amplifier-driver, an indicator, one of the terminals of the test voltage source ι is connected through a protective resistor to the first output filter capacitor, the second terminal of which is connected to one of the source terminals of the test conjugation HA ¹ and the common terminal of the device to which is connected to one of the terminals of the monitored capacitor, through the first measuring resistor - with the first measuring electrode and with the i input of the unipolar amplifier-former, and also through the second measuring resistor - with the input of the broadband amplifier, the output of which is connected through the first linear-pass ? 5 a bent element with an input of the first indicator, characterized in that, in order to increase the control performance, a key, a high-pass filter, a charging resistor, a coupling capacitor, and a second one are introduced into it! 0

920580 '8 linearly transmitting element, second indicator, second measuring electrode ⁽ type and switching element, the first output of the filter capacitor through a key connected to the input of the high-pass filter, the output of which is connected through a discharge resistor to one of the terminals of the controlled capacitor and to one of the terminals of the coupling capacitor, the other terminal of which is connected to the input of a broadband amplifier, the output of which through the second linearly passing element is connected to the input of the second indicator, the second measuring electrode with one with the input unipolar usilitelyaformirovatelya whose output is connected to the input of the switching element, one output of which is connected to one input of a first linear transmission element and the other one of the inputs of a second linear transmission element.

USSR certificate 01 R 31/14, 1963.

USSR certificate

01 R 31/14, 1972