Страница 7: ГОСТ 1516.2-97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции (69845)

8 ИСПЫТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

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

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.

при

меняют метод испытания постоянным напряжением с нормированной длительностью выдержки.

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

Объект считают выдержавшим испытание, если во время приложения нормированного испытательного напряжения не произошло полного разряда или недопустимых повреждений изоля ции, признаки которых должны быть указаны в НД на электрооборудование отдельных видов.ПРИЛОЖЕНИЕА
(справочное)

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

А.1 Общие положения

А. 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 технологи и.

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:

V^u'^-юУ, (АЛ)

= ). (А.2)

гдеї/_1О—. выдерживаемое напряжение испытуемого объекта;

Cso и £/_Ср — соответственно нижние значения 50 % -го и среднего разрядных напряжений в доверительном интервале при заданной точности определения и

— — наибольшее значение в относительных единицах стандартного отклонения в доверительном интервале при заданной точности определения о;

п — коэффициент, определяемый заданной (нормированной) вероятностью выдерживания; при нормированной вероятности выдерживания90 % п = 1,3, при 50 % п = 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.

• .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 кото ром 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.З Проведение испытания и 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:

(/_ср — оценочное значение среднего разрядного напряжения;

^50 — оценочное значение 50 %-го разрядного напряжения;

— — оценочное значение стандартного отклонения. А.З.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!/, и Ц, 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 напряженииt/₂ =#50 (1 +1,3 — где — — относительное значение ожидаемого стандартного откло нения, определяют относительное число разрядов^ (частость разряда) при промежуточном числе приложе ний напряжения, равном 20;

• если частость разряда в пределах 0,85 — 0,95, то испытание продолжают до 100 приложений напряжения.

Уточненное значениеУр также должно находиться в указанных пределах, в противном случае корректируют уровень напряжения и опыт повторяют. После определения точки (^аналогичное испытание выполняют для определения точки С/,, соответствующей частости разряда в пределах 0,05 — 0,15, т. е. при напряжении о 1 о ^50 0 -1>3 °) определяют частость разряда^ сначала при промежуточном числе приложений напряжения и т.д.

Общее число результатов, равное 200, достаточно для получения погрешности для и (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 о необходимое суммарное число результатов N может быть определено по приближенной формуле

(А.4)

Я =1,92 10⁴ ■ о²-

где — относительная погрешность определения U 50 -

При заданном значении 8СГ_і0 = 0,02и доверительной вероятности 95 %

и (^подставляют в формулу (А. 1) для определения выдерживаемого напряжения и оценки результата испытания. А. 3.2 При испытании методом «вверх — вниз» для

U<n - MJ < < U^+AU ;

определяют U_ia, 1/₅₀ О И о']

Дг = О,2ги ДЕ = 0,02 и.

Аг = 0,2 г и &U = 0,01 U₅₀

По полученным значениям (/50 иг,а также значениям

Затем и

0,025 < г < 0,05,

Полученные указанным способом значения U_tи 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 ^определяют как разность напряжений, соответствующих частостям разрядов/^,равным 0,5 и 0,16 (рисунок АЛ), а ^50 как напряжение, соответствующее.4 ⁼ 0,5.

(А. 11)

где А" и о 'определяют по формулам:

• і=т ,

А = £ i n,

; = 0

(АЛ2)

Необходимое число приложений напряжения для определения 50 %-го разрядного напряжения с заданной точностью и доверительной вероятностью 95 % при0,5 ° ^s£^и погрешность 50 %-го разрядного напряжения вычисляют по приближенным формулам:

N + N =4

l^5£/50

(АЛЗ)

(АЛ4)

где <r_H — 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^. Из этих значений определяют І?_сри абсолютное оценочное значение стандартного отклонения^ по формулам:

Uso=Uo ⁺bU

Если суммарное число отсутствия разрядов меньше суммарного числа разрядов, то

(АЛО)

N = I ft; Л= 2 i ni і=о і=о *

і -т

где!^ — уровень напряжения, которое прикладывали два или более раз; N и А — определяют по формулам: