8.2 Стандартное испытательное постоянное напряжение

8. 2 Стандартное испытательное постоянное напряжение

8. 2. 1 Испытательное напряжение, приложенное к испытуемому объекту, должно быть постоянным с коэффициентом пульсации не более 3%.

8. 2. 2 Допустимое отклонение между нормированным и измеренным значениями ±1% при длительности приложения нормированного испытательного напряжения не более 1 мин.

При длительности приложения нормированного испытательного напряжения более 1 мин допустимое отклонение ±3%.

8. 2. 3 Подъем значения испытательного напряжения до нормированного значения и его последующее снижение должны соответствовать требованиям 7. 2. 4.

8. 3 Измерение напряжения и требования к испытательным установкам

8. 3. 1 При испытании нормированным испытательным напряжением его значение и амплитуду пульсации контролируют по ГОСТ 17512.

8. 3. 2 Перед приложением к испытуемому объекту нормированного испытательного напряжения должна быть градуирована испытательная установка при присоединенном объекте.

Для объектов с самовосстанавливающейся изоляцией градуировку проводят при напряжении 90-100% нормированного испытательного, а для объектов с несамовосстанавливающейся изоляцией - при напряжении не менее 50% испытательного с последующей экстраполяцией.

8. 3. 3 Источник испытательного напряжения должен обеспечивать условия, при которых падение напряжения на испытуемом объекте от токов утечки и частичных разрядов в схеме испытания и испытуемом объекте не превышало бы 10% нормированного испытательного напряжения.

8. 4 Методы испытаний

8. 4. 1 Для определения соответствия изоляции нормированным испытательным напряжениям применяют метод испытания постоянным напряжением с нормированной длительностью выдержки.

Длительность выдержки испытательного напряжения должна быть указана в НД на электрооборудование отдельных видов.

8. 4. 2 Объект считают выдержавшим испытание, если во время приложения нормированного испытательного напряжения не произошло полного разряда или недопустимых повреждений изоляции, признаки которых должны быть указаны в НД на электрооборудование отдельных видов.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

А. 1 Общие положения

A. 1. 1 Испытания электрической прочности изоляции со статистической оценкой результатов испытаний можно применять только в тех случаях, когда разряды в изоляции не вызывают изменений в состоянии испытуемого объекта, т. е. когда результаты каждого приложения напряжения являются независимыми от предыдущих. Это имеет место при испытании внешней самовосстанавливающейся изоляции, при испытании изоляции газонаполненных аппаратов с выполнением требований 4. 2. 5 настоящего стандарта в части осуществления операций " включение-отключение", а также при испытании несамовосстанавливающейся изоляции в случае, если разрядное (пробивное) напряжение определяют на основании испытания достаточного числа идентичных образцов, изготовленных по одной технологии.

А. 1. 2 Основной задачей статистической оценки результатов испытания изоляции является определение выдерживаемого напряжения с нормированной доверительной вероятностью и сравнение этого напряжения с нормированным.

В общем случае выдерживаемое с заданной вероятностью (обычно 90 или 50%) напряжение определяют по формулам:

U_в_{. о} = U'₅₀(1-ns'); (A. 1)

U_в_{. о} = U'_ср(1-ns'); (А. 2)

где U_{в. о} - выдерживаемое напряжение испытуемого объекта;

U'₅₀и U'_ср - соответственно нижние значения 50%-го и среднего разрядных напряжений в доверительном интервале при заданной точности определения U₅₀и U_ср;

s'- наибольшее значение в относительных единицах стандартного отклонения в доверительном интервале при заданной точности определения s;

n - коэффициент, определяемый заданной (нормированной) вероятностью выдерживания; при нормированной вероятности выдерживания 90% n = 1, 3, при 50% n = 0.

Погрешность определения стандартного отклонения в настоящем стандарте нормируется не более 0, 2 при доверительной вероятности 95%, а среднего и 50%-го разрядных напряжений - 0, 02 при той же доверительной вероятности.

А. 1. 3 Стандартное отклонение принимают равным:

- для внешней изоляции при напряжениях грозового импульса и кратковременном - 0, 03;

- для элегазовой аппаратной изоляции при давлении 0, 3-0, 4 МПа при напряжении грозового импульса - 0, 05, при напряжении коммутационного импульса - 0, 06;

- для внешней изоляции при напряжениях коммутационного импульса в зависимости от типа межэлектродного промежутка:

кольцо (экран) - плоскость (земля), в том числе при наличии опорной конструкции из изоляторов в этом промежутке - 0, 06,

стержень - плоскость (неэкранированный нож разъединителя против заземленной плоскости) - 0, 08,

кольцо - кольцо, горизонтально расположенные (между экранами разъединителя):

между экранами одного и того же полюса - 0, 06,

между экранами соседних полюсов - 0, 05,

провод в пролете - земля - 0, 04,

провод - провод в пролете - 0, 03,

провод - провод параллельно и в пересечении на подстанции - 0, 05,

провод - опора, экран - опора, экран - траверса - 0, 06.

Для конструкций внешней изоляции, существенно отличающихся от приведенных, и для внутренней воздушной изоляции (воздух под давлением) значения стандартного отклонения определяют по результатам испытаний в соответствии с настоящим приложением.

А. 2 Классификация статистических методов испытания

Относительно широкое распространение и достаточную проработку для статистической оценки результатов испытаний имеют следующие методы испытаний изоляции полным разрядом:

1) ступенчатый метод;

2) метод " вверх-вниз";

3) метод 100%-го разряда.

А. 2. 1 Ступенчатый метод испытания предусматривает приложение к объекту серий напряжения, одинаковых по форме и различных по значению (уровню), в каждой из которых определяется число разрядов (частость). Такой метод применяют, в основном, при испытаниях импульсными напряжениями, хотя его можно применять и при других формах воздействующего напряжения.

А. 2. 2 Метод испытания " вверх-вниз" предусматривает приложение к объекту одинаковых по форме и различных для каждого из последующих приложений по значению напряжений в зависимости от результата предшествующего приложения. Если при приложении данного напряжения на объекте испытания произошел полный разряд, то значение напряжения при последующем приложении уменьшают, если же полного разряда не было, то значение напряжения увеличивают.

Данный метод испытания так же, как и ступенчатый, применяемый, в основном, при испытаниях импульсными напряжениями, имеет то преимущество, что требует наименьшего числа опытов для определения 50%-го разрядного напряжения с заданной точностью. Его применяют, главным образом в тех случаях, когда значение стандартного отклонения нормировано и требуется определить только 50%-е разрядное напряжение.

А. 2. 3 Метод 100%-го разряда предусматривает многократное приложение к объекту непрерывно возрастающего или поддерживаемого неизменным напряжения до появления полного разряда. При каждом приложении регистрируют напряжение (и время), при котором происходит полный разряд.

Данным методом могут быть выполнены испытания при переменном, постоянном и импульсном напряжениях. В последнем случае разряд должен происходить всегда на фронте импульса.

А. 3 Проведение испытания в анализ результатов

В большинстве случаев зависимость вероятности разряда от амплитуды воздействующего напряжения с достаточной для практических целей точностью аппроксимируется выражением, формально совпадающим с математической записью нормального закона распределения (распределение Гаусса). В частности, принято считать, что характеристики внешней самовосстанавливающейся изоляции удовлетворительно описываются этим выражением при изменении вероятности разряда в пределах 2-98%, а для внутренней газовой изоляции - в пределах 10-90%.

При определении параметров распределения по экспериментальным данным из-за ограниченного числа опытов значения параметров носят оценочный характер и обычно обозначаются:

- оценочное значение среднего разрядного напряжения;

- оценочное значение 50%-го разрядного напряжения;

z - оценочное значение стандартного отклонения.

А. 3. 1 Испытание ступенчатым методом (А. 2. 1) может быть выполнено двумя способами:

1) определением относительного числа разрядов на нескольких различных уровнях напряжения;

2) только при двух значениях напряжения U₁и U₂, соответствующих относительным числам разрядов 0, 1 и 0, 9.

Проводить испытания первым способом проще, но обработка экспериментальных данных, требующая трудоемких вычислений, предпочтительна с использованием ЭВМ. Испытание вторым способом, получившим название " двух точек", выполняют в последовательности:

- проводят приблизительную оценку при нескольких различных уровнях напряжения приложением 4-5 раз напряжения каждого уровня, а затем 10 раз напряжения того уровня, при котором наблюдались разряды и отсутствие разрядов; затем, если необходимо, корректируют уровень воздействующего напряжения;

- при напряжении U₂ = (1+1, 3s), где s - относительное значение ожидаемого стандартного отклонения, определяют относительное число разрядов f_p (частость разряда) при промежуточном числе приложений напряжения, равном 20;

- если частость разряда в пределах 0, 85-0, 95, то испытание продолжают до 100 приложений напряжения. Уточненное значение f_p также должно находиться в указанных пределах, в противном случае корректируют уровень напряжения и опыт повторяют. После определения точки U₂ аналогичное испытание выполняют для определения точки U₁, соответствующей частости разряда в пределах 0, 05-0, 15, т. е. при напряжении U₁ = (1-1, 3s) определяют частость разряда f_p сначала при промежуточном числе приложений напряжения и т. д.

Общее число результатов, равное 200, достаточно для получения погрешности для s (при его относительном значении не более 0, 1) и 50%-го разрядного напряжения, нормируемых настоящим стандартом (соответственно 0, 2 и 0, 02 при 95%-й доверительной вероятности).

При больших значениях s необходимое суммарное число результатов N может быть определено по приближенной формуле

, (А. 3)

где d - относительная погрешность определения .

При заданном значении d = 0, 002и доверительной вероятности 95%

N = 1, 92× 10⁴× s². (А. 4)

Полученные указанным способом значения U₁ и U₂ наносят на вероятностную сетку, как показано на рисунке А. 1. Масштаб сетки на оси ординат таков, что нормальное распределение на ней представляется прямой линией. Через полученные точки проводят прямую линию. Значение z определяют как разность напряжений, соответствующих частостям разрядов f_p, равным 0, 5 и 0, 16 (рисунок А. 1), а как напряжение, соответствующее f_p = 0, 5.

Рисунок A. 1 - Вероятностная сетка

По полученным значениям и z, а также значениям

Dz = 0, 2z и D = 0, 01 при значении 0, 025 < z < 0, 05,

Dz = 0, 2z и D = 0, 02 при значении 0, 05 < z < 0, 10,

определяют U₅₀, U'₅₀, s, и s' по формулам:

U'₅₀ - D £ U₅₀ £ + D ; (А. 5)

U'₅₀ = - D ; (А. 6)

; (А. 7)

. (А. 8)

Затем U'₅₀ и s' подставляют в формулу (А. 1) для определения выдерживаемого напряжения и оценки результата испытания.

А. 3. 2 При испытании методом " вверх-вниз" для определения 50%-го разрядного напряжения (А. 2. 2) разность между соседними уровнями напряжения DU принимают равной от 0, 5s до 2s , где s - стандартное отклонение.

Результаты испытаний представляют в виде ряда возрастающих значений напряжения U₀, U₁, …, U_i, …, U_m следующих через равные интервалы напряжения DU, и соответствующих этим значениям напряжений чисел разрядов n₀, n_1,…, n_i, …, n_m и отсутствия разрядов n'₀, n'_1,…, n'_i, …, n'_m.

Если суммарное число разрядов N меньше суммарного числа отсутствия разрядов N', то оценочное значение 50%-го разрядного напряжения определяют по формуле

, (A. 9)

где U₀ - уровень напряжения, которое прикладывали два или более раз;

N и A - определяют по формулам:

; . (А. 10)

Если суммарное число отсутствия разрядов меньше суммарного числа разрядов, то

, (А. 11)

где N' и A' определяют по формулам:

; . (А. 12)

Необходимое число приложений напряжения для определения 50%-го разрядного напряжения с заданной точностью и доверительной вероятностью 95% при 0, 5s £ £ 2s и погрешность 50%-го разрядного напряжения вычисляют по приближенным формулам:

; (А. 13)

, (А. 14)

где s_н - относительное значение нормированного стандартного отклонения.

А. 3. 3 При испытании методом 100%-го разряда (А. 2. 3) результаты испытаний представляют серию из N значений разрядных напряжений U_i. Из этих значений определяют _ср и абсолютное оценочное значение стандартного отклонения z по формулам:

; (А. 15)

. (А. 16)

Для исключения случайных ошибок результаты испытаний могут быть представлены графически на вероятностной сетке. Для этого значения разрядных напряжений располагают в порядке возрастания и нумеруют. Затем значения N_i/N + 1 в процентах наносят на вероятностную сетку по оси абсцисс в функции от U_i (рисунок А. 1), где N_i - число разрядов при напряжении, равном или меньшем U_i, а N - общее число приложений напряжения (разрядов).

Если стандартное отклонение не нормировано, то по полученным значениям _ср и z определяют среднее разрядное напряжение U_ср и абсолютное значение стандартного отклонения s_a по формулам:

_ср - £ U_ср £ _ср + ; (А. 17)

z £ s_a £ z , (А. 18)

где t_p, , являются функцией числа разрядов (приложений напряжения) N и доверительной вероятности; при доверительной вероятности 95% соответствующие значения даны в таблице А. 1

Таблица А. 1

N
	1, 24	0, 60	2, 87
	0, 72	0, 69	1, 83
	0, 55	0, 73	1, 58
	0, 47	0, 76	1, 46
	0, 37	0, 80	1, 34
	0, 32	0, 82	1, 28
	0, 28	0, 84	1, 25

По полученным значениям _ср и s_aопределяют '_ср и s'_a по формулам:

U'_ср = _ср - D ; (А. 19)

s'_a = z . (А. 20)

При числе опытов, равном 15, и доверительной вероятности, равной 95%:

U'_ср = _ср – 0, 55z; (А. 21)

s'_a = 1, 58z. (А. 22)

Затем U'_ср и относительное значение стандартного отклонения s' = s'_a/U_ср подставляют в формулу (А. 2) для определения выдерживаемого напряжения и оценки результата испытания.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ

Б. 1 Устройство измерительной ячейки

Устройство ячейки для измерения сопротивления воды показано на рисунке Б. 1. Электроды рекомендуется изготовлять из платины. Допускается применение меди, однако в этом случае перед каждым циклом измерений электроды необходимо зачищать мелкой наждачной бумагой.

Диаметр электрода должен находиться в пределах 20-30 мм и отличаться от диаметра стеклянной трубки не более чем на 0, 3 мм. Расстояние между электродами 50-100 мм. Погрешность определения внутреннего диаметра трубки и расстояния между электродами - не более 2%.

Б. 2 Порядок измерений

Перед началом измерений ячейку трижды прополаскивают дистиллированной или исследуемой водой. После этого прибор собирают в соответствии рисунком Б. 1 и в него заливают воду так, чтобы ее уровень не менее чем на 10 мм превышал уровень верхнего электрода. При наличии пузырьков у верхнего электрода необходимо их устранить покачиванием прибора.

Сопротивление столба воды R, Ом, между электродами измеряют любым способом при условии, что во время измерения между электродами должно быть приложено переменное напряжение не менее 30 В. Погрешность измерений сопротивления должна быть не более 3%.

Удельное сопротивление воды r, Ом× см, рассчитывают по формуле

, (Б. 1)

где F - сечение стеклянной трубки, см²;

l - расстояние между электродами, см.

Примечание - При изготовлении прибора рекомендуется выдерживать соотношение F/l равным единице.

1 - измерительная ячейка; 2 - стеклянный стакан; 3 - электрод; 4 - медный провод; 5 - стеклянная трубка; 6 - дренажное отверстие; 7 - пробка-фиксатор

Рисунок Б. 1 - Прибор для измерения удельного сопротивления воды

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(обязательное)

ИСПЫТАНИЕ КРАТКОВРЕМЕННЫМ ПЕРЕМЕННЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ ПРИ ПЛАВНОМ ПОДЪЕМЕ

В. 1 К испытуемому объекту должно быть приложено напряжение, значение которого поднимают до нормированного значения и затем без выдержки снижают до нуля по 7. 2. 4. Напряжение должно быть приложено 3 раза с интервалом между приложениями не менее 1 мин.

В. 2 Испытание изоляции под дождем проводят при условиях дождевания 2 (4. 3).

В. 3 Объект считают выдержавшим испытание, если во время испытания не произошло ни одного полного разряда. В случае одного полного разряда испытание должно быть повторено при шести приложениях напряжения; изоляцию считают выдержавшей испытание, если при повторном испытании не произошло ни одного полного разряда.

Примечания

1 При испытании изоляционных конструкций, собираемых из отдельных армированных элементов, не допускается полного разряда между арматурой отдельных элементов, если параллельно с элементами включены емкости значением более 1000 пФ каждая.

2 При отдельном испытании внешней изоляции допускаются частичные разряды во внутренней изоляции при условии, что испытуемый объект выдержал испытание внутренней изоляции. При указанном условии допускается также принимать меры по устранению частичных разрядов во внутренней изоляции, если это не вносит искажений в электрическое поле внешней изоляции, а также повышать прочность внутренней изоляции, например повышением давления сжатого газа.

Ключевые слова: электрооборудование, электроустановки, класс напряжения, методы испытаний, электрическая прочность изоляции

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Определения

4 Общие условия испытаний

4. 1 Расположение объекта испытаний на испытательном поле

4. 2 Требования к объекту испытаний

4. 3 Условия при испытании изоляции под дождем

4. 4 Атмосферные условия

4. 5 Поправочные коэффициенты на атмосферные условия

4. 6 Проведение испытаний

5 Испытания напряжениями грозовых импульсов

5. 1 Определение значения испытательного напряжения и параметров импульса

5. 2 Стандартный грозовой импульс напряжения

5. 3 Определение и подбор значений параметров импульсов при испытаниях

5. 4 Методы испытаний

5. 5 Определение вольт-секундной характеристики изоляции

6 Испытания напряжениями коммутационных импульсов

6. 1 Определение значения испытательного напряжения и параметров импульса

6. 2 Стандартные коммутационные импульсы напряжения

6. 3 Определение и подбор значений параметров импульсов при испытаниях

6. 4 Методы испытаний

7 Испытания кратковременным переменным напряжением

7. 1 Определение значения испытательного напряжения и его параметров

7. 2 Стандартное испытательное кратковременное переменное напряжение

7. 3 Измерение напряжения и требования к испытательным установкам

7. 4 Методы испытаний

7. 5 Испытание изоляции на стойкость к тепловому пробою

7. 6 Испытание электрооборудования переменным напряжением с измерением радиопомех

7. 7 Испытание внешней изоляции переменным напряжением на отсутствие видимой короны

8 Испытания постоянным напряжением

8. 1 Определение значения испытательного напряжения и его параметров

8. 2 Стандартное испытательное постоянное напряжение

8. 3 Измерение напряжения и требования к испытательным установкам

8. 4 Методы испытаний

Приложение А Статистическая оценка результатов испытаний

Приложение Б Методика определения удельного сопротивления воды

Приложение В Испытание кратковременным переменным напряжением при плавном подъеме

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 1920