ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА НАГРЕВОСТОЙКОСТЬ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
|
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ Общие требования к методам ускоренных испытаний на нагревостойкость
Electric insulation systems General requirements for methods of accelerated tests for thermal endurance |
Срок действия с 01.01.90
до 01.01.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на системы электрической изоляции и простые комбинации материалов (далее - системы изоляции) и устанавливает общие требования и методам проведения и обработки результатов ускоренных испытаний на нагревостойкость.
Стандарт не распространяется на системы изоляции, не содержащие органических или элементоорганических компонентов.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Оценку нагревостойкости проводят путем определения зависимости между ресурсом системы изоляции и температурой. По результатам определения этой зависимости с требуемой доверительной вероятностью могут быть установлены:
класс нагревостойкости системы изоляции (при заданном ресурсе системы изоляции);
ресурс (средний или гамма-процентный) системы изоляции (при заданной температуре);
график нагревостойкости системы изоляции;
режим ускоренных контрольных испытаний системы изоляции при одном значении температуры.
1.2. Для предварительной ориентировочной оценки нагревостойкости комбинаций материалов допускается применять термогравиметрический метод.
1.3. Методы обработки результатов, установленные в стандарте, рекомендуется применять для электроизоляционных материалов, экспериментальное определение нагревостойкости которых проведено по соответствующему стандарту на методы испытаний электроизоляционного материала.
Пояснение терминов, встречающихся в стандарте, указаны в приложении 1.
2. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
2.1. В стандартах или другой технической документации на методы испытаний конкретных систем изоляции (далее - стандартах) должны быть даны соответствующие указания по конструкции образцов для испытаний и способам их подготовки.
Размеры образцов выбирают с учетом размеров реальных конструкций, где предполагают применять систему изоляции. При этом размеры испытываемых образцов должны, по возможности, приближаться к реальной конструкции (выбранной в качестве типовой для данного вида изделий).
2.2. Для испытаний систем изоляции в качестве образцов следует применять макеты или отдельные узлы изделий, если это указано в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции. Допускается проводить испытания готовых изделий с оценкой отдельных узлов или изделия в целом. Для испытаний комбинаций материалов допускается применять образцы по соответствующему стандарту на методы испытаний электроизоляционного материала.
Конструкция макетов должна воспроизводить основные элементы конструкции готовых изделий или их реальных узлов.
Конструкция макетов и узлов должна позволять имитировать основные эксплуатационные воздействия, способствующие старению или его выявлению.
2.3. Если образцами являются готовые изделия и известно, что ресурс испытуемой системы изоляции выше ресурса других узлов изделия, в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции должен быть указан способ повышения ресурса этих узлов с тем, чтобы ресурс этих узлов был заведомо больше ресурса системы изоляции.
2.4. В стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции должны быть предусмотрены контрольные испытания, которым до начала испытаний на нагревостойкость подвергают образцы для проверки их качества и идентичности.
2.5. В стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции должно быть указано минимально допустимое число образцов, требуемое для получения необходимой статистической достоверности результатов. При выборе числа образцов учитывают требования п. 4.3.
3. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Испытания проводят в камерах тепла.
В месте расположения образцов погрешность поддержания температуры в камере тепла для температур до 180°С - ±2°С; допускаются отдельные кратковременные (не более 15 мин за 6 ч испытаний) отклонения до ±5°С. Перепад температуры внутри камеры в месте расположения образцов не должен превышать 2°С.
Погрешность поддержания температуры в месте расположения образцов для температур свыше 180°С - ±3°С.
3.2. В испытательных камерах тепла должны быть предусмотрены устройства для перемешивания воздуха со скоростью 1 - 2 м/с с обновлением его состава; рекомендуется, чтобы это обновление происходило в течение 1 ч на каждый квадратный метр площади поверхности образца.
3.3. Образцы должны быть расположены так, чтобы воздух внутри камеры тепла мог свободно их обдувать.
3.4. При необходимости проведения испытаний в особых условиях внешней среды в соответствии с п. 4.6, требования к испытательным камерам - по ГОСТ 21126-75 и ГОСТ 24683-81.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. При определении нагревостойкости основным воздействующим разрушающим фактором внешней среды является испытательная температура.
4.2. Испытания являются циклическими с повторяющимися циклами. Каждый цикл состоит из воздействия испытательной температуры и одновременного или попеременного воздействия дополнительных испытательных факторов, являющихся разрушающими или только выявляющими произведенное разрушение (диагностическими).
При этом следует учитывать, что одинаковые факторы (например, влажность воздуха) могут либо вызвать разрушение, либо только выявить уже произведенное разрушение, в зависимости от значения и продолжительности действия фактора, его сочетания с другими факторами и последовательности приложения испытательных воздействий.
Допускается проводить нециклические испытания в случаях, если заранее известно, что разрушение вызывают только одновременно воздействующие испытательные факторы, а остальные факторы только его выявляют.
Требования по измерению параметров-критериев отказа (в частности стадия цикла, периодичность) устанавливают в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции в соответствии с ГОСТ 21126-75, разд. 4.
4.3. Испытания проводят до отказа всех образцов. Если невозможно проводить испытания до наступления отказа, допускается проводить испытания путем определения зависимости величины и (или) распределения значений параметра (критерия отказа систем изоляции) от времени воздействия испытательных факторов, что должно быть указано в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции. В частности, если математическая функция зависимости параметра-критерия отказа от продолжительности воздействия температуры может быть представлена в виде прямой линии, применяют метод по ГОСТ 21126-75, приложение 2.
Допускается проводить предварительную оценку нагревостойкости по результатам испытаний при отказе части испытываемых образцов, если методы обработки результатов с обязательной оценкой доверительных вероятностей обеспечивают необходимую статистическую достоверность (в частности проводить испытания по ГОСТ 21126-75, разд. 4). При этом необходимо учитывать, что испытания до отказа только части образцов увеличивают статистический разброс результатов.
4.4. Виды и интенсивность испытательных воздействий должны быть указаны в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции.
4.5. Если готовые изделия или комбинации материалов предназначены для эксплуатации при нормальных значениях климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150-69, в испытательные циклы дополнительно к воздействию испытательной температуры включают также воздействия механических факторов, влажности и электрического напряжения. При испытании комбинаций материалов допускается исключать некоторые из этих воздействий.
4.6. Если готовые изделия или комбинации материалов предназначены для эксплуатации в особых условиях внешней среды по ГОСТ 15150-69, в испытательные циклы, помимо воздействия по п. 4.5, включают другие воздействия, действующие попеременно или одновременно с этими воздействиями. При этом для случая воздействия агрессивных сред испытания проводят по ГОСТ 21126-75 и ГОСТ 24683-81.
Результаты этих испытаний используют при определении нагревостойкости систем изоляции, предназначенных для работы в особых условиях окружающей среды, но не применяют для определения классов нагревостойкости по ГОСТ 8865-87.
Интенсивность других воздействий устанавливают сравнимой с их интенсивностью в условиях эксплуатации. Допускается увеличить интенсивность дополнительных воздействий по сравнению с условиями эксплуатации, если существуют установленные зависимости между интенсивностью воздействий и ресурсом.
4.7. В стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции должна быть оговорена последовательность приложений испытательных воздействий.
При испытании систем изоляции, предназначенных для работы при нормальных значениях климатических факторов внешней среды, применяют следующую последовательность воздействий: термическое старение, механические воздействия, увлажнение, испытательное напряжение.
4.8. Испытательные температуры и длительность их воздействия в каждом цикле приведены в приложении 2, причем табл. 2 этого приложения является предпочтительной при испытании систем изоляции, а табл. 1 - при испытании комбинаций материалов. При испытании комбинаций материалов применяют продолжительности по табл. 2 или при испытании комбинаций материалов и систем изоляции - другие продолжительности, если известно или предполагается, что при использовании этих продолжительностей могут быть выполнены требования п. 4.10.
Наименьшая испытательная температура должна быть на 15 - 30°С выше предельной допустимой температуры предполагаемого для системы изоляции класса нагревостойкости, допускается иное значение по п. 4.2.
Наибольшая испытательная температура ограничивается температурой размягчения материалов (для термопластов), температурой кипения для жидких диэлектриков или температурой, при которой один доминирующий процесс разрушения заменяется другим. В последнем случае наибольшую испытательную температуру допускается определять при помощи косвенных критериев.
При этом следует учитывать, что изменение процесса разрушения, определенное по косвенному критерию, не всегда воспроизводится при определении по прямому критерию. Если наибольшая испытательная температура не известна, допускается проводить испытания по п. 5.4.
Рекомендуется, чтобы при наибольшей испытательной температуре средний ресурс составлял 100 ч или более.
Значения дополнительных испытательных факторов в каждом цикле не изменяют.
4.9. Образцы должны испытываться не менее чем при трех испытательных температурах, отличающихся друг от друга не менее чем на 20°С. Если максимально допустимая температура испытаний, выбранная по п. 4.8, не позволяет сохранить интервал температур, допускается уменьшить его до 10°С.
4.10. Поскольку число циклов может влиять на ресурс образцов, получаемый при данных испытаниях, достоверными можно считать испытания, при которых средние числа циклов, полученные при каждой температуре испытаний, не отличаются друг от друга более чем в 2 раза, при этом среднее число циклов при любой из испытательных температур должно быть не менее 7 и не более 20. Среднее число циклов вычисляют как среднее арифметическое число циклов до отказа каждого образца, включая цикл, в котором произошел отказ.
Рекомендуется, чтобы среднее число циклов при каждой температуре составляло 10. Для этого в процессе испытаний при необходимости корректируют продолжительность выдержки в цикле при соответствующей испытательной температуре или изменяют испытательную температуру.
Если время выдержки в одном цикле испытаний устанавливалось не по табл. 1 или 2, то время выдержки рекомендуется увеличивать в 2 раза. Когда предполагаемый ресурс на основе предварительной информации установить нельзя, время выдержки в каждом цикле выбирают исходя из необходимости получения достаточной информации в результате измерения параметров образцов после каждого цикла. При этом время выдержки предпочтительно устанавливать различным: меньшее на первых циклах и большее - на последующих.
4.11. Воздействие испытательной температуры при испытании комбинаций материалов и макетов обеспечивается путем помещения образцов в камеры тепла.
Образцы загружают в камеру тепла, предварительно нагретую до испытательной температуры, и выгружают без охлаждения камеры тепла в случаях, когда резкие смены температур являются требуемым испытательным воздействием, или для сокращения общей продолжительности испытаний (если резкие смены температур существенно не влияют на результаты). Если предполагается, что доминирующей причиной отказа макетов являются резкие смены температур при испытаниях, не отражающие условия эксплуатации, то макеты загружают (и соответственно выгружают) в предварительно охлажденные камеры тепла. Допускается загружать (и выгружать) образцы в предварительно охлажденные камеры тепла для удобства проведения испытаний, если резкая смена температур не является требуемым испытательным воздействием.
Если при испытании макетов необходимо учесть температурные градиенты, возникающие в реальных изделиях, или по другим причинам, предусматривают воздействие испытательной температуры путем пропускания тока через токоведущие части макета.
4.12. Способ воздействия испытательной температуры для различных типов готовых изделий указывают в стандартах на методы испытаний конкретных систем изоляции.
4.13. Термическое старение в каждом цикле должно проводиться непрерывно. При технической необходимости допускаются перерывы в испытаниях не более 24 ч за каждый период продолжительности испытаний не менее 10 сут, если известно или предполагается, что изменение температуры при этих перерывах не влияет на ресурс образцов в пределах, соответствующих числу циклов, указанных в п. 4.10.
