Побудова, методи і техніка досліджень властивостей електроізоляції при надвисоких температурах

Abstract

Розглянуто особливості побудови, роботи та досліджень одного з видів високотемпературної електричної ізоляції з робочою температурою до 2000 ⁰С. Дослідження проведено на діючому МГД генераторі та за допомогою спеціально розроблених модельного вузла ізоляції і пристрою для безперервного вимірювання та запису опорів і електричної міцності ізоляції. Досліджено величини опору електричної ізоляції електродів відносно заземленого корпусу каналу та опору міжелектродної ізоляції в процесі зміни режимів роботи МГДГ. Встановлено, що опір міжелектродної ізоляції визначається її поверхневим опором. Його величина залежить від виду газової атмосфери в каналі: окислююча підвищує поверхневий опір, відновлююча його знижує. При температурах, вищих за ~ 1300 ⁰С, поверхневий опір починає більше визначатися властивостями матеріалу діелектрика.

Рассмотрены особенности построения, работы и исследований одного из видов высокотемпературной электрической изоляции с рабочей температурой до 2000 ⁰С. Исследования проведены на действующем МГД генераторе, а также с помощью специально разработанных модельного узла изоляции и устройства для непрерывного измерения и записи сопротивлений и электрической прочности изоляции. Исследованы величины сопротивления электрической изоляции электродов относительно заземленного корпуса канала МГДГ и сопротивления межэлектродной изоляции в процесе изменения режимов работы МГДГ. Установлено, что сопротивление межэлектродной изоляции определяется её поверхностным сопротивлением. Его величина зависит от вида газовой атмосферы в канале: окислительная повышает поверхностное сопротивление, восстанавливающая его снижает. При температурах выше ~ 1300 ⁰С поверхностное сопротивление начинает больше определяться свойствами материала диэлектрика.

This paper features the construction, operation and research on high-temperature electrical insulation at working temperatures up to 2000 ⁽⁾C. Investigations were carried out on the existing MH- generator using a specifically developed insulation module and device for continuous measurement and recording of the resistance and dielectric strength of the insulation under AC current. The studies were conducted using an alternating current in order to reduce the influence of high temperature dielectric polarization on the measurements. The resistance value of the electrical insulation of the electrodes relative to the grounded housing of the MGDG channel and interelectrode insulation resistance pattern during changing operating regimes of MGDG were investigated in the area of the flow of the combustion products at temperatures up to 3000 ⁰C. It was established that the resistance of the interelectrode insulation is determined by its surface resistance. The magnitude of the surface resistance depends on the type of the gas atmosphere in the channel such that the oxidative environment increases the surface resistance and reducing environment decreases it. Under the same temperature conditions the range of changes in the resistance of the interelectrode insulation in the channel was 3–4 orders of magnitude lower than the resistivity of the dielectric (MgO) in pure oxidizing atmosphere of the research apparatus. At temperatures above ~ 1300 ⁰C surface resistance is increasingly determined by the properties of the dielectric.