ГОСТ Р МЭК 60851-5-2008 Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 5. Электрические свойства

Метод определения коэффициента диэлектрических потерь приведен в приложении А.

где - температурный коэффициент, К;

- фактическая температура во время измерения, °С.

В диапазоне температур 15 °С - 25 °С температурный коэффициент () принимают равным:

- для меди 3,96·10 К;

- для алюминия 4,07·10 К.

Пробивное напряжение, В

Скорость подъема, В/с

До 500 включ.

20

Св. 500 " 2500 "

100

" 2500

500

- полированный металлический цилиндр диаметром (25±1) мм, установленный горизонтально (рисунок 1) и присоединенный к одному из выводов источника напряжения питания;

- металлическую оправку диаметром (50±2) мм;

- металлическую оправку диаметром (25±1) мм.

Номинальный диаметр жилы, мм

Усилие, Н

До 0,018 включ.

0,013

Св. 0,018 " 0,020 "

0,015

" 0,020 " 0,022 "

0,020

" 0,022 " 0,025 "

0,025

" 0,025 " 0,028 "

0,030

" 0,028 " 0,032 "

0,040

" 0,032 " 0,036 "

0,050

" 0,036 " 0,040 "

0,060

" 0,040 " 0,045 "

0,080

" 0,045 " 0,050 "

0,100

" 0,050 " 0,056 "

0,120

" 0,056 " 0,063 "

0,150

" 0,063 " 0,071 "

0,200

" 0,071 " 0,080 "

0,250

" 0,080 " 0,090 "

0,300

" 0,090 " 0,100 "

0,400

4.4.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка длиной около 400 мм с удаленной с обоих концов изоляцией складывают пополам и скручивают на длине (125±5) мм с помощью устройства, приведенного на рисунке 2. Концы провода должны быть соединены. Усилие, прикладываемое к проводу во время скручивания, и число кручений указаны в таблице 3. Петлю на конце скрученного участка образца разрезают в двух местах, чтобы обеспечить максимальное расстояние между образовавшимися концами. При раздвижении двух концов провода следует избегать резких перегибов или повреждения изоляции.

Таблица 3 - Усилие, прикладываемое к проводу, и число кручений

Номинальный диаметр жилы, мм

Усилие, Н

Число кручений

Св. 0,100 до 0,250 включ.

0,85

33

" 0,250 " 0,355 "

1,70

23

" 0,355 " 0,500 "

3,40

16

" 0,500 " 0,710 "

7,00

12

" 0,710 " 1,060 "

13,50

8

" 1,060 " 1,400 "

27,00

6

" 1,400 " 2,000 "

54,00

4

" 2,000 " 2,500 "

108,00

3

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилами проводов.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.5 Круглые провода с жилой номинальным диаметром свыше 2,500 мм

4.5.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка достаточной длины, с одного конца которого удалена изоляция, изгибают вокруг оправки, как показано на рисунке 3. Диаметр оправки должен быть (50±2) мм.

Образец помещают в контейнер так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем толщиной не менее 5 мм. Диаметр дроби должен быть не более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь периодически очищают соответствующим растворителем, например 1,1,1-трихлорэтаном.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можно проводить на образце, погруженном в масло.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.5.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.5.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3 °С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3 °С.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.6 Круглые провода с волокнистой изоляцией

4.6.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка достаточной длины, содного конца которого удалена изоляция, навивают десятью витками вокруг оправки, как показано на рисунке 3а. Диаметр оправки должен быть, мм:

- (25±1) - для проводов с жилой номинальным диаметром до 2,500 мм включительно;

- (50±2) - для проводов с жилой номинальным диаметром свыше 2,500 мм.

Образец помещают в контейнер, как показано на рисунке 3а, так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем дроби толщиной не менее 5 мм. Диаметр металлической дроби должен быть не более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь очищают один раз в год.

1 - образец в виде изогнутого провода; 2 - металлическая дробь диаметром не более 2 мм; 3 - контейнер

Рисунок 3а - Образец для испытания пробивным напряжением

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можно проводить на образце, погруженном в масло.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.6.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.6.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3 °С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца. Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3 °С.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.7 Прямоугольные провода

4.7.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка длиной около 350 мм, с одного конца которого удалена изоляция, изгибают широкой стороной вокруг оправки, как показано на рисунке 3. Диаметр оправки должен быть, мм:

- (25±1) - для проводов с жилой номинальной толщиной до 2,500 мм включительно;

- (50±2) - для проводов с жилой номинальной толщиной свыше 2,500 мм.

Образец помещают в контейнер так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем дроби толщиной не менее 5 мм. Диаметр металлической дроби не должен быть более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь периодически очищают.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можно проводить на образце, погруженном в масло.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.7.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.7.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3 °С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца. Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3 °С.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

Образец провода длиной (30±1) м протягивают со скоростью (275±25) мм/с между двумя фетровыми пластинами, погруженными в электролитический раствор сернокислого натрия NaSO в воде (концентрация 30 г/л); при этом между жилой провода и раствором, соединенными в электрическую цепь, прикладывают испытательное напряжение постоянного тока (50±3) В при разомкнутой цепи (рисунок 4). Усилие, прикладываемое к проводу, должно быть не более 0,03 Н. Точечные повреждения фиксируют соответствующим реле со счетчиком. Счетчик должен срабатывать при сопротивлении изоляции провода менее 10 кОм в течение не менее 0,04 с. Счетчик не должен срабатывать при сопротивлении 15 кОм и более. Цепь для определения повреждений должна работать со скоростью срабатывания (5±1) мс, обеспечивая регистрацию с частотой (500±25) повреждений в минуту при протягивании провода без изоляции.

Проводят одно испытание. Фиксируют число точечных повреждений на длине провода 30 м.

Используют следующее оборудование:

- источник высокого напряжения, обеспечивающий равномерную подачу устойчивого напряжения постоянного тока с содержанием пульсаций не более 5%, регулируемого от 350 до 2000 В при разомкнутой цепи, с током короткого замыкания (25±5) мкА при любом значении испытательного напряжения и падением напряжения не более чем на 75% при сопротивлении повреждения 50 МОм;

Испытательное напряжение постоянного тока, В

Ток срабатывания при повреждении, мкА

2000

12

1500

10

1000

8

750

7

500

6

350

5

Образец провода длиной (30±1) м протягивают со скоростью (275±25) мм/с по ролику высоковольтного электрода, при этом жила провода и электрод соединены в электрическую цепь. Испытательное напряжение постоянного тока при разомкнутой цепи устанавливают в соответствии с таблицей 5 с предельными отклонениями ±5% при положительной полярности по отношению к заземленной жиле провода.

Материал жилы

Номинальный диаметр жилы, мм

Напряжение постоянного тока, В (±5%)

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Медь

Св. 0,050 до 0,125 включ.

350

500

750

" 0,125 " 0,250 "

500

750

1000

" 0,250 " 0,500 "

750

1000

1500

" 0,500 " 1,600 "

1000

1500

2000

Алюминий

Св. 0,400 до 1,600 включ.

500

1500

-

Применяют следующее оборудование:

- измеритель импеданса, работающий на частоте, установленной в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа и обеспечивающий погрешность не более ±1% при измерении, основанном на емкости образца при заданной частоте;

- генератор, имеющий на выходе синусоидальное напряжение частотой, установленной в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа.

Метод испытания А:

- металлическую ванну (рисунок 7), содержащую соответствующий жидкий металл (сплав) и имеющую систему нагрева, поддерживающую заданную температуру с предельными отклонениями ±1 °С.

Метод испытания В:

- два металлических блока, имеющих систему нагрева, поддерживающую заданную температуру с предельными отклонениями ±1 °С;

- проводящий состав.

6.4 Проведение испытания

Метод испытания А. Образец по 6.3.1 погружают в металлическую ванну, как показано на рисунке 7.

Метод испытания В. Образец по 6.3.2 помещают между двумя металлическими блоками.

Образец соединяют с измерителем импеданса и выдерживают до достижения заданной температуры испытания. После этого при помощи измерителя импеданса определяют тангенс угла диэлектрических потерь.

7 Испытание 23. Испытание по обнаружению микротрещин

Назначение настоящего испытания - обнаружение дефектов изоляции после выдержки ее в солевом растворе. Цель настоящего испытания аналогична цели испытания по определению точечных повреждений при высоком напряжении по 5.2.

Для проводов с жилой номинальным диаметром менее 0,07 мм отбирают образец провода длиной около 1,5 м, а для проводов с жилой номинальным диаметром, равным 0,07 мм и более, - длиной около 6 м.

Для проводов с жилой номинальным диаметром менее 0,07 мм образцу провода на длине (1±0,05) м придают круглую форму диаметром (100±50) мм.

Для проводов с жилой номинальным диаметром 0,07 мм и более образцу провода на длине (5±0,2) м придают круглую форму диаметром (300±100) мм.

Образец выдерживают в термостате с принудительной циркуляцией воздуха в течение 10 мин при температуре (125±3) °С, если в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа не указано иное.

Примечание - Без тепловой обработки результаты не могут быть достоверными.

После указанной тепловой обработки, без излишних изгибов и натяжения, образец после охлаждения до комнатной температуры погружают в электролитический раствор хлористого натрия (концентрация 2 г/л) с добавлением соответствующего количества спиртового раствора фенолфталеина (концентрация 30 г/л) для получения более четких признаков наличия микротрещин (обычно в виде розовых струйных образований в растворе); при этом между жилой провода и раствором, соединенными в электрическую цепь, прикладывают испытательное напряжение (12±2) В постоянного тока в разомкнутой цепи.

Примечание - Деформация провода может привести к дополнительному образованию микротрещин в электролитическом растворе.

Напряжение прикладывают в течение 1 мин, используя образец в качестве отрицательного электрода по отношению к раствору, и во избежание чрезмерного нагрева ток короткого замыкания ограничивают 500 мА.

Фиксируют число микротрещин, наблюдаемых без применения увеличительных приборов.

Примечание - Поскольку настоящее испытание проводят в водном растворе, могут быть получены недостоверные результаты при испытании проводов с изоляцией из определенных типов эмали, на которой в воде образуется сетка волосяных трещин.

Приложение А
(обязательное)

Методы определения коэффициента диэлектрических потерь

А.1 Тангенс дельта - Точка пересечения

Существует несколько методов определения этого параметра. В настоящем приложении в качестве примеров приведены следующие.

Принцип испытания следующий. Образец эмалированного провода рассматривается как конденсатор, жила которого является одним электродом, а слой высушенной графитовой пленки или ванна с жидким металлом - другим электродом. Температуру образца повышают с контролируемой постоянной скоростью, фиксируют значения коэффициента диэлектрических потерь () и строят график зависимости коэффициента диэлектрических потерь (tg ) от температуры. Анализ кривой позволяет определить значение температуры, которая непосредственно связана со степенью спекания эмалевой пленки.

Применяют альтернативные методы, при которых образец с высокой температурой охлаждают до более низкой температуры.

А.2 Методы испытаний

А.2.1 Метод А - Использование жидкого металлического сплава

Используют электронный мост, позволяющий непосредственно определить значение .

Образец эмалированного провода протирают мягкой тканью и закрепляют в держателе. Образец провода с держателем погружают в ванну с жидким металлом, предварительно отрегулированную до исходной низкой температуры. Образец подсоединяют к мосту, используя токопроводящую жилу в качестве одного электрода, а жидкий металл - в качестве другого. Температуру ванны повышают с постоянной скоростью от температуры окружающей среды до температуры, обеспечивающей получение четко выраженной кривой. Регулярно регистрируют значения tg и температуры, а результаты наносят на график с линейной осью для температуры и логарифмической или линейной осью для tg . Поскольку показания могут меняться очень быстро, предпочтительно использование автоматического записывающего устройства или компьютерной системы. Использование автоматической записи позволяет проводить испытание с более интенсивным повышением температуры, хотя следует предпринять особые меры для обеспечения того, чтобы между показанием и фактической температурой не было значительного расхождения. Применяемое оборудование, повышение температуры и интерпретация результатов должны быть согласованы между заказчиком и изготовителем.

А.2.2 Метод В - Использование покрытия из проводящей пленки

Используют электронный мост, позволяющий непосредственно определить значение.

Образец подсоединяют к мосту, используя токопроводящую жилу в качестве одного электрода, а графитное покрытие - в качестве другого.

Температуру образца с графитовым покрытием повышают с постоянной скоростью от температуры окружающей среды до температуры, обеспечивающей получение четко выраженной кривой. Показание температуры снимают при помощи датчика, находящегося в контакте с образцом. Положение датчика температуры и способ контакта могут оказывать влияние на показания, кроме того неодинаковые результаты могут давать разные приборы. Регулярно регистрируют значения tg и температуры, а результаты наносят на график с линейной осью для температуры и логарифмической или линейной осью для tg . Поскольку показания могут меняться очень быстро, предпочтительно использование автоматического записывающего устройства или компьютерной системы. Использование автоматической записи позволяет проводить испытание с более интенсивным повышением температуры, хотя следует предпринять особые меры для обеспечения того, чтобы между показанием и фактической температурой не было значительного расхождения. Применяемое оборудование, повышение температуры и интерпретация результатов должны быть согласованы между заказчиком и изготовителем.

А.3 Интерпретация результатов

На полученном графике кривая tg может быть представлена двумя способами.

Значение может быть представлено на линейной или на логарифмической оси . Для этих двух методов определение значения tg проводят двумя способами. При представлении результатов должно быть указано, какой метод был использован. Следующие графики приведены только для понимания этих методов, а не для установления каких-либо специальных требований, предъявляемых к материалам.

А.3.1. Линейный метод

Рисунок А.1 - Пример линейного метода

Проводят касательную к самой крутой части первого подъема кривой зависимости tg от температуры. Горизонтальную линию проводят через точку на кривой, соответствующую температуре, согласованной между заказчиком и изготовителем. Определяют температуру, соответствующую точке пересечения этой линии с вышеуказанной касательной. Это значение представляют как tg =ххх °C (lin).

А.3.2 Логарифмический метод

Рисунок А.2 - Пример логарифмического метода

Проводят две горизонтальные линии от оси на уровне значений, согласованных между заказчиком и изготовителем. Затем через точки пересечения этих линий и кривой проводят линию и продолжают ее до пересечения с горизонтальной линией, проведенной на уровне минимального значения на кривой.

Определяют температуру, соответствующую последней указанной точке пересечения. Это значение представляют как tg =ххх °C (log).

Обозначение ссылочного международного стандарта

Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта

МЭК 60851-1:1996

ГОСТ Р МЭК 60851-1-2002 Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 1. Общие положения