Опис експериментальної установки і методика виконання роботи

Дослідження імпульсних розрядних напруг ізоляторів та іскрових проміжків між стандартними електродами виконується на стенді, принципова схема якого представлена на рис.4.2. Основним елементом стенда є генератор імпульсних напруг ГІН, зібраний за прямою схемою з розподіленими по висоті генератора розрядними опорами. Джерелом зарядної напруги ГІН є схема подвоєння випрямленої напруги, яка складається з трансформатора Т1, напівпровідникових вентилів VD1 та VD2, трьох захисних опорів Rзі двох конденсаторів С1. Конденсатори С1 одночасно виконують функцію конденсаторів першого ступеня ГІН (С1 = 0,24 мкф; U= 50 кВ). Інші чотири ступені ГІН складені на конденсаторах типу КМ, ємністю по 0,12 мкф, напругою 100 кВ.

Подвоєння напруги в зарядному ланцюзі схеми дозволяє забезпечити необхідну величину зарядної напруги ступенів ГІН 100 кВ за допомогою трансформатора, напруга обмотки ВН якого дорівнює 50 кВ. Захисний опір розосереджений по трьох вітках схеми.

Це дозволяє заземлити один кінець обмотки ВН трансформатора і нижню кулю іскрового проміжку FS6,що при необхідності замінюється тригатроном для дистанційного керування спрацьовуванням ГІН. Заряд конденсаторів ГІН здійснюється через зарядні Rо, фронтові Rф і розрядні Rропори.

Рис. 4.2. Схема експериментальної установки

Пробої проміжків FS1 — FS6здійснюється автоматично, починаючи з проміжку FS6.Після цього, під час заряду ємності випробовуваного об'єкта, конденсатори ступеней ГІН з'єднуються послідовно через фронтові опори. Після закінчення заряду ємності випробовуваного об'єкта кожен конденсатор ступеня продовжує розряджатися через іскровий проміжок на розрядний опір ступеня, а на випробувальний об'єкт надходить сумарна напруга, знята з колони розрядних опорів.

Таким чином, основна ідея схеми ГІН полягає в автоматичному переключенні конденсаторів з паралельного з'єднання при заряді на послідовне з'єднання при розряді на випробовуваний об'єкт.

На виході ГІН утворюється напруга:

, (4.4)

де – напруга заряду конденсаторів ступенів;

– кількість ступенів;

– коефіцієнт використання ГІН.

За допомогою розрядних опорів регулюється тривалість імпульсу Т_і, азадопомогою демпферно–фронтових опорів — тривалість фронту Т_ф. Крім того, демпферно–фронтові опори Rф сприяють погашенню високочастотних коливань, що спотворюють форму вихідного імпульсу.

Напруга імпульсної хвилі ГІН регулюється з пульта керування. Для збільшення, наприклад, напруги варто збільшити відстань між іскровими проміжками FS1 — FS6, після чого необхідна частота імпульсів досягається підвищенням зарядної напруги ступенів.

Вимірювання амплітуди імпульсу, що приводить до перекриття випробовуваного об'єкта, проводиться в наступній послідовності. Вимірювальні кульові розрядники FS7розсовуються на відстань, при якій всі розряди ГІН супроводжуються або перекриттям випробовуваного об'єкта, або розрядом конденсаторів ГІН на розрядні опори.

Змінюючи відстань між іскровими проміжками FSI — FS6і встановлюючи за допомогою регулятора Т2частоту імпульсів приблизно один імпульс за 2 с, отримують таку напругу ГІН, при якій 50% спрацьовувань ГІН завершується перекриттям об'єкта. Потім, не змінюючи напругу трансформатора Т1і відстань між іскровими проміжками ступенів, зближають кулі вимірювального розрядника доти, поки електрична міцність проміжку між ними не стане рівною електричній міцності ізоляції випробовуваного об'єкта. В ідеальному випадку експеримент закінчується після того, як із 100 % розрядів ГІН 50 % приходиться на розрядні опори, 25 % викликають перекриття ізоляції об'єкта, а 25 % – перекриття між кулями вимірювального розрядника.

Знаючи діаметр вимірювальних куль і відстань між ними, визначають U_50%.

Доступ на дослідне поле можливий тільки після відключення рубильника видимого розриву S1, контактора КМ, зниження напруги на виході регулятора Т2і автоматичного розряду конденсаторів ГІН замикачами S2, S3. Після цього можна відкрити двері на дослідне поле і накласти переносне заземлення по черзі на конденсатори ступенів ГІН.