3.3. Оформление протокола испытания
Протокол испытания должен содержать следующие данные:
а) наименование материала; обозначение стандарта; наименование объекта, из которого взята проба (аппарат, емкость); дату взятия пробы, внешний вид жидкости (цвет, наличие включений);
б) условия подготовки порции пробы;
в) тип измерительного прибора или установки, метод измерения;
г) температура пробы при измерении;
д) тип измерительной ячейки;
е) напряженность электрического поля в МВ · м и время выдержки под напряжением при измерении в мин;
ж) значение удельного объемного электрического сопротивления жидкого материала в случае одного определения или потенцированное среднее десятичных логарифмов значений удельного объемного электрического сопротивления в случае измерения нескольких порций одной пробы, Ом · см;
з) температура и относительная влажность окружающей среды.
3.2.6-3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОБИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц
4.1. Аппаратура , измерительная ячейка
4.1.1. Для определения пробивного напряжения жидких электроизоляционных материалов используют установку, принципиальная схема которой приведена на черт. 3.
Принципиальная схема установки для определения пробивного
напряжения жидких электроизоляционных материалов при промышленной частоте
1 - высоковольтный испытательный трансформатор;
2 - регулировочный трансформатор; 3 - измерительная ячейка;
4 - вольтметр; 5 - сигнальная лампа; 6 - защитное сопротивление
Черт. 3
4.1.1.1. Источник питания
Источником питания установки служит испытательный трансформатор с регулятором напряжения, обеспечивающий получение при промышленной частоте на электродах испытательной ячейки напряжения, характеризуемого практически синусоидальной формой кривой напряжения. Коэффициент амплитуды (отношение максимального значения напряжения к эффективному испытательному напряжению) должен быть в пределах ( ± 5 %) или от 1,34 до 1,48. Трансформатор должен быть выбран так, чтобы:
а) среднее пробивное напряжение жидкого материала составляло не менее 15 % значения номинального напряжения трансформатора;
б) мощность трансформатора была достаточной для обеспечения при пробое на стороне высокого напряжения тока не менее 20 мА во всем диапазоне используемых при испытаниях напряжений, превышающих 15 кВ.
4.1.1.2. Защитная аппаратура
Для защиты обмоток трансформатора от перегрузок, связанных с воздействием токов короткого замыкания при пробоях в жидкостях, и уменьшения разложения жидкого материала в момент пробоя необходимо обеспечить минимально короткое время горения дуги и ограничить силу тока при пробое. Для выполнения первого условия в цепи обмотки низкого напряжения трансформатора предусматривается автоматический выключатель, время срабатывания которого не должно превышать 0,02 с. Ограничение силы тока при пробое образца жидкости может быть достигнуто за счет выбора трансформатора с соответствующим реактансом или включением токоограничиваюшего сопротивления из расчета 0,2-1 Ом на 1 В высокого напряжения испытательного трансформатора для напряжений до 110 кВ включительно. При определении пробивного напряжения синтетических жидких материалов на основе хлорированных ароматических углеводородов, кремнийорганических веществ и др. продукты разложения, образующиеся при первых пробоях в жидкости, существенно снижают пробивное напряжение жидкости при последующих пробоях. Для устранения этого влияния для таких случаев может быть использована установка, выполненная по схеме черт. 4. При этом продолжительность пробоя становится настолько малой (порядка 5 мкс), что практически разложением материала можно пренебречь, и средняя квадратическая ошибка результатов определения пробивного напряжения жидкого материала при последовательных пробоях в одной порции составляет не более ± 2,5 %.
Принципиальная схема установки для быстрого отключения
образца жидкого электроизоляционного материала после пробоя
1 - шаровой разрядник; 2 - поджигающий электрод;
3 - сосуд с жидким диэлектриком; 4 - электроды в жидкости;
5 - повышающий и регулировочный трансформаторы R1-R4 сопротивления
Черт. 4
Устройство действует по принципу отсечки напряжения, при этом основным элементом является шаровой разрядник 1 с поджигающим электродом 2. По мере подачи напряжения на образец жидкости 3 и на разрядник нижняя полусфера (при помощи механического приспособления, действующего синхронно с регулировочным трансформатором) удаляется от верхней на такое расстояние, которое обеспечивает сохранение электрической прочности воздушного зазора.
Значение сопротивлений R в схеме подбирают таким образом, чтобы в момент пробоя жидкости обеспечивался пробой поджигающего промежутка. При этом напряжение на разряднике падает до значения, недостаточного для повторного пробоя образца жидкости, дуга в которой до этого момента горела лишь за счет стекания зарядов с емкости между электродами.
4.1.1.3. Регулирование напряжения
Регулирующее устройство должно обеспечивать плавный подъем напряжения с постоянной скоростью, равной 2 кВ/с ± 20 %. Предпочтительно применение автоматической системы подъема напряжения.
4.1.1.4. Измерение испытательного напряжения
Напряжение должно измеряться амплитудным вольтметром или вольтметром иного типа, который присоединяют к обмотке высокого или низкого напряжения испытательного трансформатора или к специальной измерительной обмотке трансформатора. Применяемые приборы, если они установлены на стороне ВН испытательного трансформатора, должны быть отградуированы по шаровому разряднику в воздухе по ГОСТ 17512 на все значения напряжения, которые желательно измерить. Снятие соответствующих градуировочных кривых при применении шарового разрядника должно проводиться совместно с включенной в схему измерительной ячейкой. Шаровой разрядник может отключаться во время проведения обычных испытаний, если известно, что наличие разрядника не оказывает существенного влияния на отношение значений напряжения, полученного при помощи шарового разрядника, к показанию вторичного (показывающего) прибора (вольтметра). Приборы, применяемые при измерении напряжения, должны иметь класс точности не ниже 1,5.
Применяют регистрирующие приборы или приборы с цифровой системой отсчета в сочетании со счетно-печатающим устройством.
4.1.2. Измерительная ячейка
4.1.2.1. Сосуд для жидкости
Сосуд для жидкости должен быть изготовлен из материала, который не растворяется в жидких электроизоляционных материалах (и применяемых для очистки ячейки растворителях), а также не оказывает влияния на испытываемые жидкости, например, из электроизоляционного стекла, кварца, электроизоляционной пластмассы. Сосуд должен иметь такую форму, чтобы его стенки во всех случаях находились не менее чем на 12 мм от поверхности электродов. Верхний край сосуда должен находиться примерно на расстоянии 40 мм от горизонтальной плоскости, проходящей через центр электродов. Глубина погружения электрода в жидкий материал должна быть не менее 15 мм. Конструкция измерительной ячейки должна обеспечивать возможность быстрого и простого демонтажа электродов для их очистки и полировки, а также точной юстировки зазора между электродами при повторном монтаже электродов. Примерная конструкция измерительной ячейки, удовлетворяющая указанным требованиям, приведена на черт. 5.
Измерительная ячейка для определения пробивного напряжения
1 - сосуд для жидкости; 2 - электрод; 3 - вводы электродов
Черт. 5
4.1.2.2. Электроды
Электроды по форме, указанной на черт. 5, должны быть изготовлены из металлов, соответствующих требованиям п. 2.1.1.2 с шероховатостью рабочих поверхностей по п. 2.1.1.3. Электроды должны быть смонтированы так, чтобы их оси располагались на одной горизонтальной линии, лежащей в плоскости, параллельной нижней поверхности испытательной ячейки. Зазор между электродами должен составлять (2,5 ± 0,05) мм. Проверка зазора должна осуществляться шаблоном калибром: шаблон с номинальным размером 2,45 мм должен проходить между электродами, а шаблон с номинальным размером 2,55 мм не должен проходить между электродами.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2. Проведение испытания
4.2.1. Подготовка измерительной ячейки
При применении новой измерительной ячейки или после длительного ее хранения, при изменении типа испытываемой жидкости или после испытания сильно загрязненной жидкости ячейку следует обработать растворителями.
Для промывки ячейки, заполненной нефтяным изоляционным маслом, применяют последовательно керосин по нормативно-технической документации и петролейный эфир с пределами кипения 80-120°С; ячейки, заполненной хлорированными или фторированными углеводородами, а также кремнийорганическими жидкостями, - последовательно толуол по ГОСТ 9880, трихлорбензол или ацетон; ячейки, заполненной касторовым маслом, - ацетон по ГОСТ 2603. При применении легкокипящих растворителей, в результате быстрого испарения последних, электроды могут охладиться и на их поверхности возможна конденсация влаги. В таких случаях ячейку следует слегка нагреть. Для периодической очистки поверхности электродов следует применять полировочные составы, следы которых после окончания полировки необходимо тщательно удалять, промывая указанными растворителями.
В тех случаях, когда визуально обнаружено потемнение поверхности электродов, эти электроды должны быть предварительно демонтированы, отполированы замшей, промыты растворителем и вновь смонтированы. После обработки, указанной выше, ячейку ополаскивают испытываемой жидкостью и затем заполняют порцией жидкости, предназначенной для испытания. В тех случаях, когда ежедневно проводят контрольные, приемо-сдаточные и др. испытания жидкого электроизоляционного материала, а значения пробивного напряжения жидкости не ниже установленных норм, обработка испытательной ячейки сводится к ее ополаскиванию испытываемой жидкостью. В нерабочем состоянии измерительную ячейку необходимо хранить заполненной жидким материалом. При этом пробивное напряжение такой жидкости должно быть в пределах норм на этот показатель для данного типа жидкости.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.2.2. Подготовка пробы
4.2.2.1. Условия отбора и подготовки пробы испытываемой жидкости в соответсгвии с разд. 1.
4.2.2.2. (Исключен, Изм. № 1).
4.2.2.3. Сосуд с пробой жидкого материала несколько раз осторожно переворачивают вверх дном с тем, чтобы содержащиеся в пробе случайные загрязнения равномерно распределились по всему объему жидкости. При этом избегают интенсивного встряхивания во избежание попадания в жидкость пузырьков воздуха. Непосредственно после этого небольшим количеством жидкости ополаскивают ячейку, в том числе электроды, затем медленно заполняют ячейку, следя за тем, чтобы струя жидкости стекала по ее стенке и не образовывалось пузырьков воздуха.
При наличии в жидкости пузырьков воздуха их следует удалить осторожным перемешиванием жидкости стеклянной палочкой.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2.2.4. Температура пробы жидкости при испытании не должна отличаться от температуры помещения и должна находиться в пределах 15-35°С.
4.2.2.5. (Исключен, Изм. № 1).
4.2.3. Через 10 мин после заполнения ячейки на образец подают электрическое напряжение, плавно поднимают до пробоя и фиксируют значение пробивного напряжения.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2.4. При одном заполнении ячейки жидким электроизоляционным материалом осуществляют шесть последовательных пробоев с интервалами между каждым из них, равными 5 мин. После каждого пробоя при помощи стеклянной палочки жидкость между электродами осторожно перемешивают для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков.
4.2.5. При испытании при комнатной температуре жидких материалов с вязкостью более 50 · 10 м /с при 20°С, когда удаление твердых продуктов разложения из межэлектродного пространства после пробоя затруднено, каждый последующий пробой осуществляют в отдельной порции жидкости, взятой из одной и той же пробы. Перед испытанием вязкая жидкость в закрытом сосуде должна принять температуру помещения (или прогрета в том же сосуде до температуры не выше 40°С, если при температуре помещения вязкость жидкости настолько велика, что ее перемешать нельзя) и после этого должна быть перемешана путем 30-минутной выдержки сосуда с пробой в положении "пробкой вниз". Непосредственно перед заполнением ячейки сосуд возвращают в обычное положение. Жидкость, предварительно нагретая для ее перемешивания, перед определением должна быть охлаждена в ячейке до окружающей температуры или дополнительно нагрета до той температуры испытания, которая указана в стандарте на данный жидкий электроизоляционный материал. При испытании нагретой жидкости, вязкость которой при температуре испытания менее 50 · 10 м /с, допускается проводить все шесть пробоев в одной порции жидкости в соответствии с п. 4.2.4.
4.2.6. При проведении испытаний при повышенной температуре продолжительность нагревания ячейки с жидкостью до температуры испытания должна быть указана в стандарте на испытуемый материал.
