Обозначения:

a– ёмкость испытуемой модели за исключением участка 1. с газовым включением;

b – ёмкость изоляции, включенной последовательно с газовым включением;

c – ёмкость газового включения.

Пусть при приложении к испытуемому объекту напряжения в газовом включении под действием приходящегося на него напряжения возникнет частичный разряд.

Тогда, учитывая, что напряжение на последовательно соединенных конденсаторах распределяется обратнопропорционально ёмкостям и что напряжение на ёмкости b практически равно напряжению линиям :

Количество электричества в разряде в газовом включении равно . Если бы не было параллельно присоединенной ёмкости a т.е. если бы длина образца не превышала длины газового включения, то напряжение на ёмкости в последовательно включенной с газовым включением, возросло бы на величину . Но т.к. ёмкость включена параллельно ёмкости a , то напряжение на ней, а следовательно и на зажимах испытуемой модели изменится на величину:

Обозначая чувствительность осциллографа с усилителем η, найдем амплитуду пульсации δ осциллографа при возникновении частичного разряда:

– энергия разряда следовательно т.е. по размеру пульсации можно определить энергию разряда W.

Энергия разряда, зависящая от ёмкости всего испытуемого объекта и начального напряжения, приложенного ко всей толще диэлектрика, не определяет опасность и интенсивность процесса, происходящего в газовом включении, и его влияние на стенки диэлектрика, окружающего газовое включение. Интенсивность воздействия частичного разряда на диэлектрик определяет количество электричества в разряде т.е. количество электричества, обуславливающее изменение напряжения на ёмкости b т.е. заряд .

Под действием этого же заряда происходит и изменение напряжения на ёмкости a, соединенной в момент частичного разряда параллельно с ёмкостью b.

Учитывая , что ёмкость b на много меньше ёмкости a, .

Так как судить о процессах в испытуемом объекте можно только по измерению электрических параметров на его зажимах, то в соответствии с проектом между народной терминологии величину (интенсивность разряда)называют так же кажущимся зарядом и измеряют в пикокулонах. Для численного определения интенсивности разряда измерительная схема должна иметь приспособление для калибровки, которое позволяет установить:

- чувствительность схемы, т.е. наименьшую интенсивность разряда, которая может быть обнаружена при наличие имеющихся помех;

- соотношение между отклонением осциллографа и интенсивностью разряда.

Электрическая прочность – важнейшая характеристика изолированных кабельных изделий. Для её определения силовых кабелей с бумажной, резиновой и пластмассовой изоляцией, кабели связи, провода и шнуры испытывают повышенным напряжением.

Электрическая прочность зависит от скорости подъёма напряжения, длительности его приложения, а так же от тепловых и механических воздействий, которым подвергалось кабельное изделие до испытания напряжением.

С увеличением длительности воздействия напряжения электрическая прочность уменьшается.

Электрическую прочность определяют величиной пробивного напряжения, приходящегося на единицу толщины изоляции в наиболее напряжённом её участке.

На практике электрическую прочность выражают в кВ/мм или кВ/см, в системе СИ – В/м.

(электрическая прочность – напряжённость электрического поля Е при которой происходит пробой.)

Схемы подключения образцов

Схему испытания кабельного изделия определяют в зависимости от конструкции и назначения кабельного изделия и, в частности, количества жил, наличия или отсутствия металлической оболочки, экрана, брони.

В зависимости от конструкции и назначения кабельного изделия испытание напряжением проводят при нахождении испытуемого объекта в воздухе, при погружении в воду, при контакте внешней поверхности изоляции с металлическими шариками или при контакте с металлическим цилиндром.

В воздухе испытывают все кабели имеющие металлическую оболочку, а так же кабели и провода с резиновой или пластмассовой изоляцией и оболочкой предназначенных для работ на воздухе.

В воде испытывают кабели и провода с резиновой или пластмассовой изоляцией и оболочкой предназначенные для работы в воде или влажной среде.

В сосуде, заполненным металлическими шариками, испытывают нагревостойкие обмоточные провода. Другие обмоточные провода для испытания напряжением навивают на металлический цилиндр.

Общие сведения

Электрическое сопротивление токопроводящих жил – важнейшая характеристика кабелей.

Электрическое сопротивление не должно превышать величины, соответствующей номинальному сечению кабеля.

При контроле кабельных изделий сопротивление токопроводящей жилы обычно измеряют при постоянном токе, так как это самый простой и однозначный способ измерения. При переменном токе сопротивление несколько больше, чем при постоянном.

Под влиянием электромагнитного поля переменный ток неравномерно распределяется по поперечному сечению жилы, и плотность тока во внешних повивах несколько выше, чем во внутренних (поверхностный эффект), что ведёт к увеличению активного сопротивления.

Возрастание активного сопротивления при частоте 50 Гц при сечении жилы до 150 мм² не менее 1%, однако с увеличением сечения эта разница быстро возрастает, составляя при сечении жил 1000 мм² от 5 до 15% в зависимости от конструкции токопроводящей жилы и кабеля.

Аппаратура для испытания кабелей на наличие газовых включений

На кабельных заводах, выпускающих кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кВ и выше в процессе производства испытывают на наличие отдельных газовых включений в изоляции, пропуская все кабели через измерительную аппаратуру в процессе перематывания их с одного барабана на другой. Это позволяет своевременно выявлять и вырезать участки кабеля, имеющие ослабленную изоляцию.

В зависимости от конструктивной особенности (наличие полупроводящих экранов) выбирают аппаратуру для обнаружения на проход газовых включений.

Принципиальная схема выявления газовых включений при перемотке кабеля (без полупроводникового экрана) через трубу с изолирующей жидкостью, в которую вмонтирован цилиндрический высоковольтный электрод, находящийся под испытательным напряжением.

1 – отдающий барабан с кабелем;

2 – кабель без полупроводящего экрана по изоляции;

3 – изолирующая жидкость;

4 – сосуд из изоляционного материала;

5 – металлический электрод в виде трубы под высоким напряжением;

6 – конденсатор связи;

7 – датчик обнаружения;

8 – измерительное устройство;

9 – приёмный барабан;

10 – заземление токопроводящей жилы.

Токопроводящая жила испытуемого кабеля заземлена. Цилиндрический высоковольтный электрод и кабель погружены в изолирующую жидкость так, что пространство между поверхностью кабеля и высоковольтным электродом полностью заполнено изолирующей жидкостью, что исключает образование разрядов между кабелем и высоковольтным электродом. Концы высоковольтного электрода имеют соответствующую форму, чтобы удержать тангенцианальную составляющую электрического поля вдоль изоляции кабеля в заданных пределах.

В качестве изолирующей жидкости используют быстро испаряющиеся (летучие) жидкости, чтобы поверхность кабеля сохранить чистой. В качестве измерительного устройства применяют самозаписывающие приборы и перемотка кабеля автоматически прекращается при превышении интенсивности разряда заданной величины ( обычно 2 пКл).

Эту схему используют при испытательных напряжениях до 30 кВ, при больших напряжениях возрастают помехи из – за возникновения разрядов в жидкости.

В целях устранения краевого эффекта и увеличения испытательного напряжения разработаны установки в которых изолирующая жидкость заменена полупроводящей.

Широкое распространение получила диффиринциальная схема измерения частичных разрядов при перемотке кабеля через трубу с полупроводящей жидкостью.

Принципиальная схема выявления газовых включений в строительной длине кабеля с пластмассовой изоляцией путём определения интенсивности частичных разрядов дифференциальной схемой измерения при перемотке кабеля через трубу с полупроводящей жидкостью.

1 – кабель без полупроводникового экрана по изоляции;

2 – уплотнение;

3 – заземляющий электрод;

4 – демонизированная вода;

5 – труба из изоляционного материала;

6 – металлический электрод под испытательным напряжением;

7 – датчик препятствующий прохождению мешающих явлений;

8 – конденсатор связи;

9 – датчик обнаружения;

10 – измерительное устройство.

При деффиринциальной схеме измерения имеются два высоковольтных электрода, т. к. при деффиринциальном методе измерение дефектное место проходит сначала через первый электрод, затем малым интервалом через второй электрод, то на ленте записывающего прибора получается характерная запись в виде двух одинаковых сигналов.

Интенсивность сигнала

Длительность прохождения (6б)

сигнала через 1–й электрод (6a)