Способ обнаружения процесса ионизации в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей

Фиг. 2

7/

12а

Фиг. 3

Фиг. 4

/

21

Фиг. 8

Фиг. 9

Фиг. 11

3 19 30

Предметом настоящего изобретения является способ обнаружения процесса ионизации и дефектных мест в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей .

Известные способы обнаружения процесса ионизации недостаточно точны и не дают возможности визуально наблюдать процесс ионизации в его динамическом развитии.

Предлагаемый способ состоит в том, что поверх изоляции исследуемого кабеля помещают прозрачный электрод и между последним и жилой кабеля создают разность потенциалов , достаточную для образования поля, вызывающего видимую ионизацию. Подобный способ позволяет более точно определить дефектные места в изоляции кабелей и дает возможность визуально наблюдать процесс ионизации в его динамическом развитии.

В качестве указанного прозрачного электрода могут быть применены заполненные токопроводящей жидкостью стеклянные или пластмассовые трубки, либо металлическая сетка , через ячейки которой можно наблюдать процесс ионизации, либо металлическая трубка, снабженная окнами для наблюдения.

Для наблюдения за возникновением и развитием процессов ионизации в ленточной сложной изоляции предлагаемым способом может быть применен кабель с различным направлением намотки слоев.

Для определения дефектных мест в изоляции кабеля предлагаемым способом возможно применение фотоэлемента .

Па фиг. 1, 2, 3 и 4 представлены различные формы выполнения прозрачных электродов, используемых при исследованиях кабелей по предлагаемому способу; на фиг. 5- устройство для осуи ествления предлагаемого способа в примении его к контролю качества и к определению дефектнь х мест в изоляции кабеля или провода; на фиг. 6-устройство для наблюдения процессов ионизации и контроля качества изоляции непрерывно движущегося кабеля или провода; на фиг. 7 и 8- устройства внещних электродов в

виде металлических сеток; на фи1. 9, 10 и I -устройства для применения предла1аел1ого способа к исследо 5анню ионизации в ленточной нз(),и11; на фнг. 12 -лстройство для нрнменения предлагаемого способа к исс.педованию нроцеесов HOIHIзацнн в изоляции, состоящей нз диэлектрика и гр.зп, нахОхТ,ягце1ося иод определенным давлением.

На токоироводян.1у1о жилу / (фнг. ) наложена изо.ляция 2 из бумажных liiibix лент. Некоторые елоп этих .чент иа;10же1НзГ с перекрытием , иекоторые с зазорами 3. Но концам нспытусм15гй отрезок кабеля енабжен подмоткой 4 и 4а с цел1з о повысить напряжепие перекрытия , как это нормально делается при разде.шах выводных KOIHIOB кабеля . Увеличение диаметра подмотки про.нзводптся плавно (напрнмер по параболической поверхности); подмотка выполняется из той же нзоляцно1Н ОЙ ленты, и оеновная нзоляцня жилы, но может к некоторых случаях вр полняться нз особой ленты с высокой пробивной прочностью . Новерх обеих концевых нодмоток надвинута стеклянная трубка 5, снабженная токопроводянщм выводом 6. Нроетранство под стеклянной трубкой заполнено водой или другой прозрачной токопроводянд,ей жидкостью . В тех случаях, когда изоляция выполнена не из влагостойкой изоляции , ее поверхность покрывается тонким слоем 7 прозрачно о влагоетойкого лака (например нолистиролового лака, триацетатцеллюлозного лака, латекса).

Токопроводиилая жнла / присоединяется к одному полюсу источ1П1ка высокого напряжения, а вода, окружающая изоляцию, присоединяется ко второму НОЛ юсу того же источника напряжения. Процессы ионизации , происходящие в изоляции, наблюдаются визуально, так как все элементы еистемьг вплоть до токопроводящей жилы (проводника) выполиены прозрачиыми.

Другая форма выполнения прозрачного электрода представлена на фиг. 2. На то-чопроводянхую жилу / насажены прозрачные изоляционные колпачки 8, 8а и 86 или изоляционные щайбы 9 и 9а. На них надвинута

стеклянная трубка 10, которую охватывает вторая стеклянная трубка 11. Между пей и трубкой 10 вставлены

rfo::;.краям уплотняющие шайбы 12 и

Г2а. Объем внутри трубки // заполijeii водой, на которую подается напряже1Н1е с помонц ю токопроводящего вывода 13. Наблюдение за процеесамн ноиизаци) и за разрядами по иоверхноети ко.чиачков и. шайб производится через прозрачные

трубки 10 и //.

На фиг. 3 показана третья форма выполнения прозрачногО э.пектрода. На токопроводящую жи.п} / наложена нрозрачная нли полунрозрачная изоляция 2 (сн.понщая ii.:iH .чеиточиая). На том участке кабеля, который подлежит испытанию, надвимуга стекля1И1ая двухстенная трубка /,-занолнегщая водой. С номогцью токопроводян1его вывода /5 на воду подается напряжение. Внутренний диаметр трхбкн 14 до.тжеп быть таким, чтобы зазор между трубкой 14 и изо.пирова.иным кабелем был минимальным. Толн1ина етенок трубки также должна быть мнинмальной. Оба нослед 1п.х требования вытекают из необходимости предотвратить возможные искажения , э.чектрического ноля .и нежелательное перераспределе)И1е градиента ианряжеиия по сра.Бнеиию с фактически имею1цимнся нолями в диэлектрике кабеля при нормальной его работе.

На фиг. 4 показана несколько иная форма выполнения токопроводящего прозрачного экрана, накладываемого на изоляцию кабеля и соединяемого с источником напряжения . Он изготовлен в виде тонкой трубки из прозрачной пластмассы. Трубка внутри смачивается токопроводящей жидкоетью и затем сплющивается .

Тонкий слой жидкости, остающийся на внутренней поверхности трубки , служит токопроводян,им экраном . Для повыгпения его проводимости внутрь трубки в продольном ее направлении закладывается одна нлн несколько медных проволок /б, которые присоединяютея к источнику напряжения.

На фиг. 5 представлено устройство для осунлеетвления предложо 1пого спосооа в применении .его к контролю качества и к определению дефектных моет в изоляции кабеля илн провода. В резервуар 17, иапол |еи1 ый водой, погружается испытуемый кабель 18 в виде нескольких витков или в виде бухты. Токоироводящая жи.ма (ироводник) / присоединяется к одному из полюсов источника 11ап эяжения, а вода коитактируется с другим полюсом. Для наблюдеиия за процессами ионизации , происходящими в изоляции кабеля , по.меигение затемняют. Для облегчения наблюдений резерв ар выпо.тпяетея из прозрачного матеpna .ia, а на дне его устанавливается .1О. Бухту кабеля целесообразно устанавливать в резервуар так, чтобы се можно было поворачивать по отношению к наблюдателю для возможности обозрения ее со всех сторон. Поворачивание может производиться периодически.

На фиг. 6 представлено устройство д.1Я паблюдения прои,ессов ионизашн и кo ггpoля качества изоляции непрерывио движущегося кабеля или нровода. Оно еостоит из прозрачиой трубки 19, расположенной вертикально и наполненной водой. Через трубку проходит кабель 20 или ировод с прозрачной изоляцией. В нижней чгнти и кабе.чь уплотнены резиновым кольцом 21 ИЛ1ГНИЫМ обцдеизвестным нрнсиособлением . На токопроводящую жилу 1 (прово;и1ик) подается напряжение. Процессы ионизации наблюдаются в данном случае либо визуально, либо е помощью фотоэлементов. Последние могут быть вмонтированы внутрь трубки 19 на ее внутренней поверхности и связаны электрически с приспособлениями , фиксирующими расположеиие дефектных мест в изоляции подобно тому, как это делается на современных магнина.х для иепы-таиия иа пробой проводов с резиновой нзоляцией. Для облегчения визуального наблюдения или для сокращения числа фотоэлементов в трубке 19 могут быть расположены зеркала, отражающие картину ионизации в изоляции со стороны, недоступной непосредетвенному наблюдению .

На фиг. 7 представлена форма выполиеиия иаружиого э.юктрода в BI;де намотанной на изол1фова1И1ую жилу ленты 21 из , мета.ч.пической сетки и.чи. из ткани с вде.чанными в нее металлическими нитями. , .-. .чнческая сетка или ткань с метал,личеекими иитяли должны быть выполнены так, чтобы они были тонки , прозрачны пли полупрозрачны и обладали достаточной проводимостью . Намотка .тенты на изоляцию должна быть плотная и без зазоров. Применение на)уж11ого i)Kj)ana н виде еетки позволяет исиыть:в;:ть кабель в сухом виде (без HjinMoneiu воды), что необходимо д.тя кгюелей с гигроскон ческой зо.1яцией и изо .ляцнсй, работа1р1це под о 1;атым гаЗО 1 .

На (liMi. 8 представ.тено В1 доизменеиие сетчатого экрана, выполненного в виде из нродолы-о накладываемой .на кабель сетчатой, ленты 22 с отбортрваиными краями 23 и 24. Для плотного обжили кабеля такой леитой применяются .т,ве металличеекие планки 25 и 26 с отверстиями 27. Планки зажимают отбортованные края 23 и 24 и скрепляются болтами 28. На фиг. 8 не ноказана жила, которая охватывается лентой, ввиду полиой ана.югии. в этой части с фиг. 7.

Фиг. 9, 10 и 11 иллюстрируют применение предлагаемого способа, д.тя исследования ионизации в ленточной изоляции (детали прозрачного электрода 29 на этих фиг. не показаны), наложенной спира.тыо иа токогизоводящую многопроволочную жилу.

Извеетно, что ионнзация диэлектрика происходит раньгие всего в местах наибольшего градиента напряжения , т. е. непосредственно у жилы, в маетности талг, где е.сть пустоты. В случае пропиташюй бумажно изоляции ионизация наступает раиьи1е в пропиточном составе, чем в- бумаге , так как диэлектрическая проницаемость пропиточного состава лежит в пре.телах 2,8--3,0, а дпэ.тектрнческая проницаемость пропитанной бумаги равна примерно 3,7. Поэтому слабыми в электрическом отношении меетали пропитанной изоляции будхт зазоры 30 между отдельиымп проволоками жилы (фиг. 11), зазоры 31 между изоляционными лентам (фиг. 9, 10 и 11), места пересечений 32 этих зазоров при перемене ийправления намотки лепт, а также морщины (складки) в изоляции.

Для того, чтобы различить места возникновения и развития процессов ионизации в ленточной слоистой изоляции , исследуемые образцы кабеля изготовляются (фиг. 9 и 10) так, что направление намотки слоев изоляц1и-1 строго (лжсируетея. Так, для того, чтобы исследовать процессы ионизации слоистой кабельной изоляции , оказалось достаточным наматывать на жилу первые три слоя изоляции (первые три ленты) в одном направлении, а следуюихие слои ( ленты)-в другом направлепии.

На фиг. 12 представлено устройство для исследования ионизации в изоляции, состоящей кз диэлектрика и газа, находя1це ося под определенным давлением.

Устройство состоит из трубки . надеваемой на исследуемый кабель. Внутри трубки 3:i может быть создано давление различной величины. Оно может регу.пироваться в зависимости от разв1ггия процессов ионизации в диэлектрике. При малых давлениях трубка 33 может быть сделана из стекла пли нластмассы. При высоких дав.пениях BIMCCTO стеклянной трубкн 33 до.;1жиа применяться стальная трубка, снабженная окнами 34 для визуального наблюдения. В случае иримеиения стальной трубки она должна быть изо„тирована от проводника / изоляционными шай6ai n-i (или втулками) 35 и уплотните .;1ями 36. От изс ляции 2 трубка 33 от.делена с помон1.ыо гнайб 37, которые могут быть выполиепы либо из металла, либо из изолирующего материала . Пространство между труб ,сой 33 и изоляцией 2 заполнено газом . Напряжение подается па прозрачный экран 38 с помощью токопроводящего вывода 39.

Камеры 40 быть наполнены газом, находящимся под, несколько :меньшим давлением, чем газ в пространстве между трубкой 33 и изоляцией 2.

Предлагаемый способ применим также для исследований ионизацирг в диэлектрике, заполненном маслами под разлнчны.м давлением.

Пред.мет изобретения

1.Способ обнаружения процесса ионизации в прозрачной или полупрозрачной изоляции электрических кабелей, о т л и ч а ю щ и и е я тем,, что, с целью визуального наблюде1 ,ия процесса ионизации, указанный изолированный кабель окрулсают прозрачным электродом и между иоследиим и токопроводяи1ей жилой кабеля создают электрическое напр .яжеиие, достаточное для образования поля, вызываюи1,его видимую ионизацию.

2.Способ по п. 1, отл и ч а юи; и йс я тем, что в качестве указаиHoio прозрачиого электрода прн.меняют 3ano, iHehnibie токопроводягцей жидкостью стеклянные или п.частмассовые трубки, либо металлнчеекие сетки, перез ячейки которы.к можно наблюдать процесс ионизации , либо металлические трубки, снабженные окнами для г{аблюдения .

3.Способ по п. 1, о т л и ч а и и с я тем, что для исследования используют кабель с различным наиравлением намотки слоев.

4.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что для определения дефектных мест в изоляции кабеля применяют фотоэлемент.