Что такое электрическая прочность изоляции
Что такое электрическая прочность изоляции
Диэлектрик – это вещество, не проводящее электрический ток (или очень плохо проводящее). Существует такое понятие как «пробой изоляции», простыми словами, когда диэлектрик начинает проводить электричество (то есть становится проводником) происходит пробой.
А происходит пробой в случае превышения определенного значения напряженности электрического поля вещества. Вот как раз значение напряженности электрического поля, при котором это происходит и есть величина электрической прочности, для каждого вещества существует определенный порог.
В этой статье мы расскажем читателям сайта Сам Электрик что такое электрическая прочность изоляции и почему она может уменьшаться.
Физический смысл
Напряженность электрического поля возрастает с увеличением напряжения между проводниками, это могут быть пластины конденсатора или жилы кабеля (в индивидуальной обмотке), в определенный момент возникает пробой изоляции. Величина, характеризующая напряженность в момент пробоя называется электрическая прочность и определяется по формуле:
здесь: U – напряжение между проводниками, d – толщина диэлектрика.
Электрическая прочность измеряется в кВ/мм (кВ/см). Эта формула справедлива для плоских проводников (в виде лент или пластин) с равномерным слоем изоляции между ними, как, например, в бумажном конденсаторе.
Короткие замыкания в электрических аппаратах и кабелях происходят как раз именно из-за пробоя изоляции, в этот момент возникает электрическая дуга.
Поэтому электрическая прочность одна из важнейших характеристик изоляции.
Требования к электрической прочности изоляции электрооборудования и электроустановок напряжение 1 – 750 кВ изложены в ГОСТ 55195-2012 и ГОСТ 55192-2012 (методы испытаний электрической прочности на месте установки).
Виды пробоя
У однородных диэлектриков различают несколько видов пробоя — электрический и тепловой. Также существует еще ионизационный пробой, который является следствием ионизации газовых включений в твердом диэлектрике.
Электрическая прочность диэлектриков, во многом, зависит от неоднородности поля и возникновения процессов ионизации газа (интенсивности и характера) или иных химических изменений материала. Это приводит к тому, что пробой в одном и том же материале возникает при разном напряжении.
Поэтому пробивное напряжение определяется средним значением по результатам многочисленных испытаний. Зависимость электрической прочности газа от плотности (давления) и толщины газового слоя выражается законом Пашена: Uпр= f (pA)
Газ и изоляция
Казалось бы, как связана ионизация газов и изоляция электрооборудования? Газ и электричество связаны самым тесным образом, ведь он является отличным диэлектриком. И поэтому для изоляции высоковольтного оборудования используется газовая среда.
В качестве диэлектрика используются: воздух, азот и элегаз. Элегаз – это гексафторид серы, наиболее перспективный, в плане электроизоляции материал. Для распределения и приема электроэнергии высокого напряжения, более 100 кВ (отвод электростанций, прием электричества в крупных городах и так далее), используются комплектные распределительные устройства (КРУЭ).
Основной областью применения элегаза как раз и являются КРУЭ. Газ помимо использования в качестве электроизоляции, может возникать в процессе эксплуатации маслонаполненных кабелей (или кабелей с пропитанной бумажной изоляцией). Так как происходят цикличный нагрев и охлаждение кабеля в результате прохождения напряжения разной величины.
К кабелям с пропитанной бумажной изоляцией применим термин «термическая деструкция». В результате пиролиза целлюлозы возникают водород, метан, углекислый и угарный газы.В процессе старения изоляции, возникающие газовые образования (при повышенном напряжении) вызывают ионизационный пробой изоляции.
Как раз по причине ионизационных явлений силовые кабели с изоляцией из пропитанной маслом бумаги (с вязкой пропиткой) применяются в силовых линиях напряжением до 35 кВ и все реже применяются в современной энергетике.
Причины уменьшения электрической прочности
Наиболее отрицательное влияние на электрическую прочность изоляции оказывает переменное напряжение и температура.
При переменном напряжении, то есть напряжении, которое меняется время от времени, например, электростанция выдает в линию 220 кВ, из-за технической неисправности или планового ремонта, величина напряжения уменьшена до 110 кВ, после ремонта стало опять 220 кВ. Это и есть переменное напряжение, то есть изменяющееся за определенный период времени.
Ввиду того что в Российской Федерации 50 процентов электроустановок для передачи электроэнергии уже выработали свой ресурс (а он составляет 25-30 лет), то переменное напряжение довольно-таки частое явление. Среднее значение такого напряжение определяется с помощью графика:
Или определяется по формуле:
Температура нагрева кабеля, вследствие протекания электрического тока, значительно уменьшает срок службы проводника (происходит, так называемое, старение изоляции). Зависимость напряженности пробоя при различной температуре изображена на графике:
Электрическая прочность силовых кабелей
Самой требовательной к электрической прочности отраслью производства, наверное, является кабельная продукция. В России основным видом кабелей, используемым в силовой энергетике (рассчитаны на номинальное напряжение до 500 кВ), являются маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией.
При этом, чем выше номинальное напряжение, на которое они рассчитаны, тем выше вес кабеля. Масло в качестве пропитки используется дегазированное и маловязкое (МН-3, МН-4 и аналоги). Увеличение давления масла приводит к росту электрической прочности масляно-бумажной изоляции. Кабели с давлением 10-15 атмосфер применяются при высокой напряженности, значение прочности достигает 15 кВ/мм.
В последние годы маслонаполненные кабели вытесняются кабелями из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Они легче, проще в эксплуатации, срок службы при этом такой же.
К тому же СПЭ не так чувствительны к перепадам температур и не нуждаются в дополнительном оборудовании, вроде масляных компенсирующих баков (для компенсации избытков масла при различном давлении).
Кабели из сшитого полиэтилена гораздо проще монтировать, концевые и соединительные муфты проще в обслуживании.Весь мир развивает именно СПЭ-кабели (XLPE-кабели), это привело к тому, что такие проводники уже заметно лучше по своим параметрам, чем маслонаполненные кабели:
Единственным недостатком СПЭ является интенсивное старение, однако, многочисленные исследования всех мировых производителей замедлило этот процесс. Так называемые, триинги, уже не являются причинами пробоя изоляции.
Рост энергопотребления в современном мире стимулирует развитие не только источников электроэнергии, но и кабельной продукции, и распределительных устройств.
Исследования на тему электрической прочности изоляции являются основным направлением в силовой энергетике.
Материалы по теме:
Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-elektricheskaya-prochnost-izolyacii.html
Испытание электрической прочности изоляции
Контрольные операции не позволяют судить об электрической прочности изоляции обмоток; она проверяется только при испытаниях высоким напряжением. Чтобы изоляция обмоток не вышла из строя во время работы машины, испытательное напряжение корпусной изоляции в несколько раз превышает номинальное.
Проверка электрической прочности изоляции обмотки готовой машины входит в программу приемо-сдаточных испытаний. Кроме того, изоляция испытывается в процессе изготовления и укладки катушек в пазы. Этот вид испытаний называют пооперационным, так как его проводят после определенных операций, различных для каждого типа обмоток.
Испытательные напряжения во время приемо-сдаточных испытаний установлены ГОСТ 183—74 в зависимости от типа машины, ее мощности и номинального напряжения. Изоляция обмоток от корпуса и между отдельными фазами должна выдерживать испытательное напряжение частоты 50 Гц в течение 1 мин.
Для машин мощностью до 15 кВт включительно на номинальное напряжение до 660 В при массовом выпуске допускается проводить испытания повышенным на 20% по сравнению с установленным ГОСТом напряжением в течение 1 с. При этом обмотки машины включают сразу на полное испытательное напряжение.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Испытательное напряжение корпусной изоляции любой из. обмоток всегда больше, чем. двух- и трехкратное номинальное напряжение. Для некоторых обмоток испытательное напряжение устанавливается еще большим.
Так, для обмоток возбуждения отдельных типов синхронных машин ГОСТом предусмотрено десятикратное по сравнению с номинальным испытательное напряжение.
Это делается для того, чтобы выявить малейшие дефекты в изоляции, так как при работе машины они могут увеличиться и привести к выходу ее из строя.
Если дефект изоляции обнаружен только во время приемосдаточных испытаний (пробой корпусной изоляции или изоляции между фазами обмотки), т. е. уже в готовой машине, то для его устранения требуются большие затраты рабочего времени и материалов.Машину с пробитой изоляцией возвращают в обмоточный цех для замены катушек обмотки с дефектной изоляцией.
В статорах машин с обмоткой из круглого провода полностью заменяют всю обмотку, так как после пропитки проводники обмотки настолько прочно держатся в пазах, что вынуть и заменить одну из катушек без повреждения соседних практически невозможно. Поэтому изоляцию обмоток испытывают также и в процессе изготовления.
Операции, после которых проводят такие испытания, зависят от типа и конструкции обмоток. Изоляцию катушек из прямоугольного провода первый раз испытывают после компаундирования или после запечки гильз, потом после установки в пазы и заклиновки и еще раз после соединения, пайки и изолировки схемы.
Катушки всыпной обмотки и обмотки из подразделенных катушек до установки в пазы не изолируются, так же как и катушки якорей машин небольшой мощности.
Поэтому изоляцию таких обмоток испытывают первый раз после укладки катушек в пазы и заклиновки, второй раз после соединения, пайки и изолирования схемы в машинах переменного тока или после соединения обмотки с коллектором в якорях машин постоянного тока и намотки бандажей.
Напряжения при пооперационных испытаниях ГОСТ не устанавливает. Они определяются ведомственными нормалями.
Шкала испытательных напряжений строится так, чтобы каждое предыдущее напряжение было больше последующего на 10— 15%, а последнее пооперационное испытание — большим, чем напряжение при приемо-сдаточных испытаниях, также на 10— 15%.
Такое построение шкалы испытательных напряжений позволяет отбраковать дефектную изоляцию уже на первых этапах изготовления обмотки и тем самым сократить затраты труда и времени на исправление дефектов.
Высокое напряжение во время испытаний представляет большую опасность для жизни человека, поэтому все испытания электрической прочности изоляции проводятся на специально оборудованных участках, расположенных на испытательных станциях. Испытательные участки ограждены металлической сеткой. Вход на их территорию разрешен только лицам, принимающим непосредственное участие в испытаниях, через дверь, оборудованную блокировочными контактами.
Испытания проводятся напряжением промышленной частоты 50 Гц. От сети напряжение через разъединитель и блокировочные контакты БК подводится к контактору. Блокировочные контакты соединены с концевыми выключателями на двери ограждения испытательного участка.
Во время испытаний на нем не должен находиться никто из людей и двери должны быть закрыты. Если во время испытаний кто-либо случайно откроет двери, то сработает концевой выключатель, блокировочный контакт разомкнётся и. цепь отключится.От контактора напряжение через плавкие предохранители подается на регулятор напряжения РН. В качестве регулятора напряжения используют индукционный регулятор. На его первичную обмотку подают трехфазное напряжение, а со вторичной обмотки снимают однофазное.
Выходные концы регулятора напряжения подключены через амперметр и защитный резистор к контактору, напряжение на зажимах которого контролируется вольтметром.
Контактор включается в цепь обмотки низкого напряжения испытательного трансформатора. Один выводной конец обмотки высокого напряжения испытательного трансформатора заземлен, второй конец соединяется с испытуемой обмоткой. Параллельно с ней, на выводы обмотки высокого напряжения испытательного трансформатора подключены воздушный разрядник и измерительный трансформатор.
Расстояние между шарами воздушного разрядника устанавливается таким, чтобы при напряжении, превышающем испытательное, его воздушный промежуток пробивался и закорачивал цепь. При этом срабатывают предохранители и цепь разрывается. Испытательное напряжение измеряют с помощью измерительного трансформатора и включенного на его обмотку низкого напряжения вольтметра.
Определение напряжения на высокой стороне испытательного трансформатора по показаниям вольтметра с учетом коэффициента трансформации неточно, так как при нагрузке в испытательном трансформаторе наблюдается большое падение напряжения.
Вместо измерительного трансформатора и вольтметра некоторые испытательные станции оборудованы киловольтметрами, которые позволяют непосредственно измерять напряжение, поданное на испытуемую обмотку.
Испытания начинают с напряжения, не превышающего 1/3 испытательного, и постепенно повышают его до полного испытательного напряжения.
Повышать напряжение следует плавно или ступенями, каждая из которых не должна превышать 5% его окончательного значения. Время подъема напряжения от половины до окончательного значения не должно быть менее 10 с.Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего плавно снижают до 1/3 его значения и отключают контакторы и разъединитель схемы.
Рис. 1. Принципиальная схема испытательной установки
Несмотря на то что большая часть схемы испытательной установки находится под низким напряжением (провода высокого напряжения показаны на рис. 1 красными линиями) и все измерительные приборы расположены на пультах управлений за пределами участков схемы с высоким напряжением, все испытания разрешается проводить только в резиновых перчатках, стоя на резиновых ковриках.
Испытательные установки помимо плакатов, предупреждающих о недопустимости входа в огражденные участки, оборудованы также световой сигнализацией. Красная лампа над дверью включается во время проведения испытаний.
Чтобы испытать электрическую прочность изоляции отдельных катушек высоковольтной обмотки до укладки их в пазы, пазовые части катушек плотно обертывают лентой из металлической (алюминиевой) фольги, наматывая ее в треть нахлеста на длину, равную длине стали машины.
Несколько испытуемых катушек одновременно устанавливают на столе испытательного участка на поперечные брусья так, чтобы лобовые части катушек оказались приподнятыми и не касались стола.
Под один из брусьев укладывают заземленный металлический электрод, соприкасающийся с металлической фольгой на пазовых частях катушек.
Выводные концы катушек соединяют медной проволокой, подключают ее к зажиму высокого напряжения испытательного трансформатора и производят испытание. Если какая-либо из катушек оказалась некачественная, то ее изоляция пробивается.
Амперметр в схеме показывает сильное увеличение тока, а вольтметры — падение напряжения.
После отключения схемы место пробоя изоляции легко определить, так как фольга над пробитым участком прогорает, а вокруг него видны цвета побежалости из-за сильного нагрева. Небольшое прогоревшее отверстие заметно также и на изоляции катушки.Для испытания изоляции катушек после укладки их в пазы и заклиновки до соединения схемы выбодные концы всех катушек соединяют тонкой проволокой и подключают к обмотке испытательного трансформатора, а корпус машины заземляют.
Для испытания изоляции после соединения схемы, так же как и во время приемо-сдаточных испытаний, испытательное напряжение подают только на одну из фаз обмотки, а заземляют и корпус машины, и другие фазы. Таким образом одновременно испытывается как изоляция обмотки относительно корпуса, так и между фазами.
Порядок проведения испытаний, т. е. постепенное поднятие напряжения, выдержка в течение одной минуты и плавное уменьшение его остаются одинаковыми для всех видов испытаний электрической прочности изоляции.
Рекламные предложения:
Читать далее: Испытание междувитковой изоляции
Категория: – Обмотка электрических машин
→ Справочник → Статьи → Форум
Источник: http://stroy-technics.ru/article/ispytanie-elektricheskoi-prochnosti-izolyatsii
изоляционные материалы
В этой статье пойдет речь о таком важном элементе электрического кабеля, как изоляция. В общих чертах будет освещена тема о характеристиках и свойствах изоляционных материалов, сфере применения электроизоляторов.
Электрическая изоляция
Представляет собой слой материала, не способного проводить электричество, или, другими словами, диэлектрика. Покрытая таким материалом металлическая токопроводящая жила надежно защищена от контакта с другим проводником, а также не способна нанести повреждения человеку, производящему работы с ней.
Как изоляционные материалы выступают следующие диэлектрики: стекло, керамика, различные виды полимеров, слюда. Одной из разновидностей изоляции является воздушная. Конструкция ее примечательна тем, что жилы проводников расположены в пространстве таким образом, что между ними находится прослойка воздуха, которая ограничивает их контакт.
Исторически первые образцы изоляции выполнялись из навитой на медные провода бумаги, которая была пропитана парафином, или резины. На сегодняшний день резина используется для проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях больших температурных перепадов.
Срок службы изоляции сильно зависит от температуры рабочей среды. Достаточно превышения в несколько градусов для снижения срока эксплуатации материала изоляции примерно в два раза.
Характеристики электроизоляторов
Ко всем без исключения электроизоляторам предъявляются общие требования.
Электрическая прочность
Способы огнезащиты электрических коммуникаций
задача диэлектрика – обеспечить требуемый уровень значения величины электрической прочности на пробой. Данная величина находится в прямой зависимости от того, насколько толстая фарфоровая стенка изолятора.
Нарушение прочности происходит при пробое твердого диэлектрика или в результате разряда по поверхности изолятора. Прочность характеризуется напряжением промышленной частоты, которое способен выдержать изолятор при сухой и мокрой поверхности, а также импульсным напряжением при испытании.
Эту величину проверяют специальным прибором – мегаомметром.
Удельное сопротивление
Изоляционный материал пропускает небольшую часть электрического тока. Эта величина является несоизмеримо малой, в сравнении с теми токами, которые протекают постоянно по жилам.
Электрический ток может идти через два пути: сквозь сам изоляционный материал или по его поверхности. Удельным сопротивлением называется величина сопротивления единицы объема материала.
Она равна отношению произведений величин сопротивлений тока, идущего по изолятору и сквозь него, к их же сумме.
В качестве единицы измерения данной величины взято значение сопротивления изоляционного материала, выполненного в форме куба с гранью 1 см, где направление тока совпадает с вектором направления двух наружных противоположных граней. Величина удельного сопротивления зависит от агрегатного состояния материала и других важных величин.
Диэлектрическая проницаемость
После помещения изолятора в электромагнитное поле происходит изменение направления в пространстве частиц с плюсовыми зарядами: они выстраиваются по силовым линиям электромагнитного поля.
Электронные оболочки меняют свою ориентацию в противоположную сторону. Молекулы поляризуются. При поляризации диэлектриков происходит образование собственного поля у молекул, которое действует в сторону, противоположную направлению общего поля.
Эта способность определяется диэлектрической проницаемостью.
Важно! Диэлектрическая проницаемость характеризует степень поляризации диэлектрика. Она оказывает влияние на емкость таких элементов, как конденсаторы.
При их изготовлении следует применять изоляцию с большой величиной диэлектрической проницаемости. Измерение величины производят в фарадах на метр погонный (Ф/м).Единица измерения получила свое название в честь великого английского ученого Майкла Фарадея, внесшего весомый вклад в науку в области электромагнетизма.
Угол диэлектрических потерь
Диэлектрические потери – энергия электрического поля, рассеивающаяся в изоляционном материале за определенную единицу времени. Энергия никуда не исчезает, а переходит из одного состояния в другое (тепло).
Чем выше величина потерь, тем больше риск теплового разрушения диэлектрика. Эта характеристика электроизолирующего материала измеряется тангенсом угла диэлектрических потерь.
Зависимость тангенса угла от значения диэлектрических потерь линейная.
Сферы применения электроизоляторов
Что такое электрическое сопротивление
Чтобы выяснить, где применяются электроизоляторы, достаточно просто вспомнить, где распространена электропроводка. Это могут быть как бытовые системы электроснабжения и электроосвещения, так и промышленные.
В электрических силовых кабелях, прокладываемых снаружи и под землей, содержится несколько слоев такой изоляции. В приборостроении отдельные элементы конструкции приборов также приходится изолировать от напряжения. Это могут быть как небольшие элементы разных плат, так и целые узлы.
Такая изоляция позволяет сохранить эксплуатационные характеристики материалов, расположенных вблизи токоведущих жил.
Жидкие диэлектрики
Каким огнетушителем нельзя тушить электропроводку под напряжением
К такому виду диэлектриков относят различные виды масел, лаков, паст и смол.
Большое распространение получили продукты переработки нефти – минеральные масла. Такие изоляторы используются в трансформаторных подстанциях небольшой мощности, масляных выключателях, кабелях и конденсаторах.
Жидкая изоляция для проводов применяется при подготовке к работе кабелей и конденсаторов.
Заметка. В качестве альтернативы жидкой изоляции можно применить спрей для проводов. Дистиллированная вода также является диэлектриком.
Технические характеристики жидких диэлектриков напрямую зависят от их чистоты. Чем больше загрязнены масло, вода и другие подобные диэлектрические жидкости, тем более худшими характеристиками они обладают. Очистка таких жидкостей производится при помощи дистилляции или ионообменной сорбции.
Твердые диэлектрики
Это самая распространённая и популярная группа электроизолирующих материалов. К таким изоляторам относят:
- Стекла из неорганических веществ.
- Установочная и конденсаторная керамика.
- Мусковит, флогопит.
- Асбест.
- Пленки из неорганических материалов.
Кроме этого, твердые изоляторы делятся на полярные, неполярные и сегнетоэлектрические. Критерием разделения выступает степень поляризации. К основным свойствам твердых изоляторов также можно отнести их химическую стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость.
Первое качество характеризует способность материала противостоять агрессивным химическим средам, типа кислот и щелочей. Трекингостойкость – это способность противостоять воздействию электрической дуги. Дендритостойкость характеризует устойчивость к появлению дендритов.
Дендрит – продукт осадка частиц в электролите, получаемый при воздействии электрического тока высоких плотностей.
Помимо всего этого, провода также защищают от электромагнитных помех. В качестве такой защиты используют фольгу, спиральную обмотку, оплетку жил.
Газообразные диэлектрики
Данные виды изоляции можно разделить на две большие группы: материалы естественного происхождения и искусственные. Вдыхаемый человеком обыкновенный воздух является естественным изоляционным материалом, к искусственным относят различные газы.
Воздух не подходит для использования в герметично закрытых корпусах оборудования из-за большого процента содержания кислорода в нем. Актуальным для таких установок будет электротехнический газ. Газообразные электроизоляционные материалы имеют значение диэлектрической проницаемости, равное 1.
Преимуществами этой группы диэлектриков являются небольшая величина диэлектрических потерь и степень пробоя.
Неорганические диэлектрики
К такому типу изоляции относятся преимущественно вещества, химическая формула которых не содержит органических элементов.
К наиболее распространенным электроизоляционным материалам подобного рода относится следующий ряд: стекло и его разновидности, слюда, керамические материалы, такие, как стеатит, радиофарфор, термоконд.
Производные стекла используются для изготовления различных стеклянных трубок, баллонов. Фарфоровая изоляция часто используется для создания конденсаторов, резисторов.
Классификация по нагревостойкости
Ниже в статье приведены данные по классам нагревостойкости диэлектриков, взятые из ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции», п.2 2.1, таблица №1:
- Y – материалы из не погруженных в жидкий диэлектрик бумаги, картона, целлюлозы, шелка, различных волокнистых материалов. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 90°С.
- A – относятся материалы предыдущего класса, а также из искусственного шелка, которые пропитаны масляными и другими лаками. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 105°С.
- E – это синтетические и органические пленки, смолы, компаунды. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 120°С.
- B – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые были изготовлены с применением органических связующих материалов обычной нагревостойкости. Температура, которую способен выдержать такой материал, – 130°С.
- F – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые пропитаны смолами и лаками соответствующей нагревостойкости. Изолятор выдерживает нагрев до 155°С.
- H – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые применяются с кремнийорганическими связующими и пропитками. Ткань характеризуется высокой температурной устойчивостью – до 180°С.
- C – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые используются безо всяких связующих веществ органического происхождения. Самые устойчивые к температурному воздействию среди изоляционных материалов – до 180°С.
Электроизоляционные лакированные ткани
Лакированные изолирующие ткани
Этот вид диэлектрика характеризуется тем, что изготавливается на основе ткани, пропитанной лаком. Нанесение изолятора на ткань происходит при помощи кисточки. Такой лак образует пленку, обладающую требуемыми диэлектрическими свойствами.
Ткань, применяемая в такой изоляции, преимущественно хлопчатобумажная. Также встречаются материалы на шелковой, капроновой и стеклянной основе. Стекловолокнистая ткань характеризуется повышенной устойчивостью к высоким температурам. Основной сферой применения таких тканей будут являться электрические машины и аппараты, где важна гибкость изоляционного материала.
Заметка. Наиболее часто использующимся электриками изолятором подобного вида является обычная ПВХ лента или, по-простому, изолента.
В этой статье были кратко рассмотрены типы изоляции, свойства и условия применения данного материала. Статья будет полезна как опытным электротехникам, так и впервые пробующим свои силы домашним мастерам. Она поможет подобрать требуемую изоляцию проводников и кабелей, согласно конкретным условиям рабочего процесса.
Источник: https://amperof.ru/bezopasnost/izolyacionnye-materialy.html
Гост 1516.2-97 электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кв и выше. общие методы испытаний электрической прочности изоляции – скачать бесплатно
ГОСТ 1516.2-97
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
НА НАПРЯЖЕНИЕ 3 кВ И ВЫШЕ
ОБЩИЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 37 «Электрооборудование для передачи и распределения электроэнергии»
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 25 апреля 1997 г.)
За принятие проали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Белоруссия | Госстандарт Белоруссии |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Настоящий стандарт соответствует международному стандарту МЭК 60-1-1989 «Техника испытаний высоким напряжением. Часть 1. Общие определения и требования к испытаниям» в части методов испытаний электрической прочности изоляции
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 7 апреля 1998 г. № 109 межгосударственный стандарт ГОСТ 1516.2-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 1516.2-76
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2003 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения . 2 2 Нормативные ссылки . 3 3 Определения . 3 4 Общие условия испытаний . 4 4.1 Расположение объекта испытаний на испытательном поле . 4 4.2 Требования к объекту испытаний . 6 4.3 Условия при испытании изоляции под дождем .. 9 4.4 Атмосферные условия . 11 4.5 Поправочные коэффициенты на атмосферные условия . 12 4.6 Проведение испытаний . 15 5 Испытания напряжениями грозовых импульсов . 15 5.1 Определение значения испытательного напряжения и параметров импульса . 15 5.2 Стандартный грозовой импульс напряжения . 18 5.3 Определение и подбор значений параметров импульсов при испытаниях . 20 5.4 Методы испытаний . 20 5.5 Определение вольт-секундной характеристики изоляции . 22 6 Испытания напряжениями коммутационных импульсов . 23 6.1 Определение значения испытательного напряжения и параметров импульса . 23 6.2 Стандартные коммутационные импульсы напряжения . 24 6.3 Определение и подбор значений параметров импульсов при испытаниях . 25 6.4 Методы испытаний . 25 7 Испытания кратковременным переменным напряжением .. 26 7.1 Определение значения испытательного напряжения и его параметров . 26 7.2 Стандартное испытательное кратковременное переменное напряжение . 26 7.3 Измерение напряжения и требования к испытательным установкам .. 27 7.4 Методы испытаний . 28 7.5 Испытание изоляции на стойкость к тепловому пробою .. 30 7.6 Испытание электрооборудования переменным напряжением с измерением радиопомех . 30 7.7 Испытание внешней изоляции переменным напряжением на отсутствие видимой короны .. 31 8 Испытания постоянным напряжением .. 31 8.1 Определение значения испытательного напряжения и его параметров . 31 8.2 Стандартное испытательное постоянное напряжение . 32 8.3 Измерение напряжения и требования к испытательным установкам .. 32 8.4 Методы испытаний . 32 Приложение А Статистическая оценка результатов испытаний . 32 Приложение Б Методика определения удельного сопротивления воды .. 39 Приложение В Испытание кратковременным переменным напряжением при плавном подъеме . 40 |
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
НА НАПРЯЖЕНИЕ 3 кВ И ВЫШЕ
Общие методы испытаний электрической прочности изоляции
Electrical equipment and installations for a. c.voltages 3 kV and higher.General methods of dielectric tests
Дата введения 1999-01-01
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование и электроустановки переменного тока частоты 50 Гц и их части (далее – электрооборудование) классов напряжения 3 кВ и выше.
Стандарт устанавливает общие методы испытаний изоляции электрооборудования напряжением грозовых и коммутационных импульсов, кратковременным переменным напряжением, постоянным напряжением, условия проведения этих испытаний и требования к объекту испытания, а также рекомендации по оценке результатов испытаний.
Стандарт не устанавливает методы испытаний:
– внешней изоляции в условиях загрязнения ее поверхности;
– изоляции, подвергающейся действию газов, испарений и химических отложений, вредных для изоляции;
– внешней изоляции, обусловленные учетом конденсации влаги на электрооборудовании категории размещения 2 по ГОСТ 15150;
– изоляции на стойкость к воздействию частичных разрядов;
– изоляторов потоком искр.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1516.1-76 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 17512-82 Электрооборудование и электроустановки на напряжение 3 кВ и выше. Методы измерения при испытаниях высоким напряжением
ГОСТ 20074-83 Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов
ГОСТ 20690-75 Электрооборудование переменного тока на напряжение 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применяют следующие термины.
3.1 Класс напряжения электрооборудования – по ГОСТ 1516.1.
3.2 Испытательное напряжение – напряжение заданной формы и длительности, которое прикладывают к изоляции для определения какой-либо ее характеристики.
3.3 Нормированное испытательное напряжение – испытательное напряжение, нормированное по значению.
3.4 Разрядное напряжение – испытательное напряжение, которое вызывает полный разряд.
3.5 Выдерживаемое (фактическое) напряжение – наибольшее значение испытательного напряжения, которое изоляция выдерживает с заданной вероятностью.3.6 50 %-е разрядное напряжение – испытательное напряжение, вероятность полного разряда при котором равна 0,5.
3.7 Импульс напряжения (импульс) – кратковременное напряжение, характеризуемое быстрым подъемом значения напряжения до максимального и последующим более медленным снижением значения напряжения.
3.8 Полный грозовой импульс напряжения (полный грозовой импульс) – импульс, характеризуемый повышением значения напряжения до максимального за время от долей микросекунды до 20 мкс и последующим менее быстрым снижением значения напряжения до нуля.
3.9 Срезанный импульс напряжения (срезанный импульс) – импульс, у которого скорость снижения напряжения существенно больше скорости изменения напряжения в момент времени, непосредственно предшествующий моменту среза.
3.10 Коммутационный импульс напряжения (коммутационный импульс) – импульс, характеризуемый подъемом значения напряжения до максимального за время от 20 мкс до нескольких тысяч микросекунд и последующим снижением значения напряжения.
3.11 Импульс с линейным фронтом (грозовой или коммутационный) – импульс, характеризуемый возрастанием напряжения с примерно постоянной скоростью до момента среза.
3.12 Апериодический импульс напряжения (апериодический импульс) – импульс, форма которого может быть описана суммой двух экспоненциальных функций.
3.13 Колебательный импульс напряжения (колебательный импульс) – импульс, представляющий собой затухающие колебания значения напряжения около нулевого значения или около другой составляющей.3.14 Испытательное переменное напряжение – синусоидальное напряжение частотой от 45 до 65 Гц, а также, в определенных случаях, синусоидальное напряжение повышенной частоты (до 400 Гц).
3.15 Испытательное переменное одноминутное напряжение (одноминутное напряжение) – испытательное переменное напряжение, прикладываемое к изоляции с выдержкой, как правило, в течение 1 мин или в определенных случаях другого времени, но не более 5 мин.
3.16 Переменное напряжение при плавном подъеме – переменное напряжение, прикладываемое подъемом с заданной скоростью от нуля до перекрытия или до определенного значения с последующим быстрым снижением его до нуля без выдержки.
3.17 Полный разряд – электрический разряд, полностью шунтирующий изоляцию между электродами и вызывающий снижение значения напряжения между электродами практически до нуля.
3.18 Частичный разряд – по ГОСТ 20074.
3.19 Искровой разряд – полный разряд в газовом или жидком диэлектрике.
3.20 Перекрытие – полный разряд в газовом или жидком диэлектрике вдоль поверхности твердого диэлектрика.
3.21 Пробой – полный разряд в твердом диэлектрике.
3.22 Внутренняя изоляция – твердая, жидкая, газообразная изоляция (или их комбинация) внутренних частей электрооборудования, не подвергающаяся непосредственному влиянию атмосферных и других внешних факторов (загрязнение, увлажнение, воздействие животных).
3.23 Внешняя изоляция – воздушные промежутки и поверхность твердой изоляции в атмосферном воздухе, которые подвергаются влиянию атмосферных и других внешних факторов (загрязнение, увлажнение, воздействие животных).
3.24 Линейная изоляция – изоляция проводов воздушных линий электропередачи относительно заземленных предметов, а также между соседними проводами.3.25 Самовосстанавливающаяся изоляция – изоляция, полностью восстанавливающая изолирующие свойства после полного разряда.
3.26 Несамовосстанавливающаяся изоляция – изоляция, теряющая или не полностью восстанавливающая изолирующие свойства после полного разряда.
4 ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ
4.1.1 Объект испытаний устанавливают на испытательном поле так, чтобы расстояния до посторонних окружающих предметов (стен, ограждений, испытательного оборудования) были не менее 150 % наименьшего изоляционного расстояния во внешней изоляции объекта (в воздухе между заземленными и имеющими высокий потенциал частями объекта испытаний), кроме случаев, указанных в 4.1.2 и 4.1.3 .
При испытании внешней изоляции объектов классов напряжения 500 кВ и выше в стандартах или технических условиях [далее – нормативных документах (НД)] указывают высоту заземленного основания объекта испытания, а также расположение и конструкцию ошиновки вблизи объекта.
При испытании кратковременным переменным напряжением или напряжением коммутационного импульса положительной полярности значением свыше 750 кВ (амплитудное или максимальное значение) расстояние от имеющей высокий потенциал части объекта до посторонних предметов (находящихся под напряжением или заземленных) должно быть не менее указанного на рисунке 1.
4.1.2 Установленные в 4.1.
1 расстояния могут быть уменьшены, если на распределение напряжения (электрическое поле) испытуемой изоляции посторонние предметы влияют незначительно, например при испытании внутренней изоляции, находящейся в металлической оболочке, при испытании внешней изоляции под дождем и в других случаях, если это указано в НД на электрооборудование отдельных видов. При испытании внутренней изоляции, находящейся в металлической оболочке, допускается установка во внешней изоляции на время испытания специальных экранов или коронирующих устройств (диски, острия, проволочные спирали и другие приспособления). Допускается проводить периодические и приемо-сдаточные, а для объектов классов напряжения 500 кВ и выше – также типовые испытания при расстояниях до посторонних заземленных окружающих предметов, меньших установленных в 4.1.1 .
4.1.3 Испытания линейной изоляции проводят на опорах (макетах опор) соответствующего класса напряжения. Провода линий допускается заземлять макетами.
Длина провода должна быть такой, чтобы были исключены разряды с концов провода на опоры и окружающие предметы, но не менее полуторной длины гирлянды изоляторов в каждую сторону от гирлянды.
При длине провода в каждую сторону, большей чем тройная длина гирлянды, для исключения разрядов с концов провода допускается устанавливать на концах провода экраны. При длине гирлянды более 4 м расстояние до посторонних заземленных предметов должно быть не менее тройной длины гирлянды, а при меньшей длине – не менее полуторной.
Испытания элементов линейной изоляции как самостоятельных изделий проводят в соответствии с требованиями НД на эти изделия.Рисунок 1 – Наименьшее расстояние D до посторонних предметов при испытании кратковременным переменным напряжением или напряжением коммутационного импульса положительной полярности с амплитудным (максимальным) значением U
4.2 Требования к объекту испытаний
Источник: http://www.gosthelp.ru/text/GOST1516297Elektrooborudo.html