ГОСТ 6581-75* Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний

Дата введения 01.01.77

Настоящий стандарт распространяется нажидкие электроизоляционные материалы нефтяного или растительного происхожденияи синтетические, находящиеся при температуре испытания в текучем состоянии(вязкость менее 5000·10^-6 м²/с), и устанавливает для этихматериалов методы определения следующих характеристик в диапазоне температур 15- 250 °С:

а) тангенса угладиэлектрических потерь tgδ и диэлектрической проницаемости ε_r при частоте 50 Гц;

б) удельного объемногоэлектрического сопротивления r_v принапряжении постоянного тока;

в) пробивного напряжения U_nр при частоте50 Гц.

(Измененная редакция, Изм.№ 3).

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ ИПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

1.1. За пробу принимают объемжидкого электроизоляционного материала, одновременно отобранный в один сосуд иземкости (емкостей) для хранения, аппарата и т.д.

Порцией жидкого материала считают частьпробы, которую заливают в измерительную ячейку.

1.1а. Отбор проб - по ГОСТ 6433.5-84.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

1.2. Количество определений каждойиз характеристик испытываемого жидкого электроизоляционного материала инеобходимая для проведения определений порция пробы (без учета количестважидкого материала, необходимого для промывок) должны быть не менее указанных втабл. 1.

Таблица 1

* Водной порции жидкости (см. также п. 1.3).

Примечания:

1. Объем порции уточняется в зависимости от объема рабочей частиизмерительной ячейки.

2. Число порций для испытанийуказывается в стандартах на конкретные виды жидких электроизоляционныхматериалов.

1.3. Дляжидких материалов с вязкостью более 50·10^-6 м²/с при 20 ºС, определяемой по ГОСТ 33-2000, объем пробы должен быть достаточным для определенияпробивного напряжения в шести отдельных порциях жидкости, если об этом неимеется других указаний в стандартах на конкретные виды жидкихэлектроизоляционных материалов.

1.4. Условия подготовкижидкого электроизоляционного материала, продолжительность воздействия среды нажидкость, а также среда, в которой проводится испытание, и температура жидкостив момент определения характеристик должны быть указаны в стандартах наконкретные виды жидких электроизоляционных материалов.

Если нет таких указаний, то приопределениях выше 0 °С тангенса угла диэлектрических потерь, диэлектрическойпроницаемости и удельного объемного электрического сопротивления жидкостейтемпературы выбираются из следующего ряда: 15 - 35; 50; 70; 90 (100); 110 идалее до 250 °С через каждые 20 °С.

Определение тангенса угла диэлектрическихпотерь и удельного объемного электрического сопротивления жидкостей при 15 - 35°С допускается только в случае маловязких (менее 50·10^-6 м²/спри этих температурах) материалов. Допускается определение диэлектрическойпроницаемости жидкостей любой вязкости при упомянутых температурах.

Пробивное напряжение жидкихэлектроизоляционных материалов определяется при температуре 15 - 35 °С.

Перед испытанием плотно закрытый сосуд спробой жидкости должен быть выдержан в помещении, в котором будут проводитьсяиспытания, до приобретения жидкостью температуры помещения, но не менее 30 мин.При этом сосуд с жидкостью должен быть защищен от воздействия дневного света.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

1.5. Определение характеристикпри температуре, заданной в стандартах на конкретные виды жидкогоэлектроизоляционного материала и отличающейся от температуры помещения, гдепроводится испытание, должно проводиться после того, как испытываемая жидкостьпримет эту температуру, но не позднее чем через 30 мин.

2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТАНГЕНСА УГЛАДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц

2.1. Измерительная ячейка и аппаратура

2.1.1. Ячейки для определения тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости

2.1.1.1. Конструкция ячейки должна быть удобной дляее разборки и тщательной очистки. Электроды должны сохранять первоначальноеположение относительно друг друга (т.е. собственная емкость ячейки должнавоспроизводиться с погрешностью не более ±3 %). Типы измерительных ячеек с указаниемгабаритных размеров представлены на черт. 1, 1а, 2 и 2а.

2.1.1.2.Материалы, применяемые при изготовлении ячеек, должны выдерживать требуемыетемпературы, а изменение температуры не должно влиять на взаимное расположениеэлектродов.

Для изготовления электродов измерительнойячейки должны применяться металлы, устойчивые против коррозии, вызываемойиспытуемой жидкостью или промывочным составом, и не оказывающие каталитическоговлияния на окисление испытуемой жидкости.

2.1.1.3. Шероховатостьрабочих поверхностей электродов по ГОСТ 2789-73 R_а не должна превышать 0,20 мкм на базовой длине l = 0,25мм.

2.1.1.4. Твердыеэлектроизоляционные материалы, применяемые в конструкции ячейки, не должныадсорбировать испытываемые жидкости, а также промывочные составы, растворятьсяв них или оказывать влияния на испытуемые жидкости и результаты измерений.

В качестве твердого электроизоляционногоматериала применяются плавленый кварц, фторо-пласт-4 или керамика, отвечающиеуказанным выше требованиям. 2.1.1.1 - 2.1.1.4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Схема цилиндрической измерительной ячейкитрехзажимного типа, применяемой при определении тангенса угла диэлектрическихпотерь, диэлектрической проницаемости и удельного объемного электрическогосопротивления

1 -измерительный электрод (внутренний); 2- высоковольтный электрод (внешний); 3 - охранный электрод; 4- экранирующий колпачок; 5, 6 -прокладка из твердого изоляционного материала с высоким электрическимсопротивлением; 7 - зажимы для соединения с измерительной схемой; 8 - карман для термометра (термопары)

Черт. 1

Схема плоской измерительной ячейки трехзажимного типа,применяемой при определении тангенса угла диэлектрических потерь,диэлектрической проницаемости и удельного объемного электрическогосопротивления

1 -измерительный электрод (внутренний); 2- высоковольтный электрод (внешний); 3 - охранный электрод; 4,5 - прокладки из твердого изоляционного материала с высокимэлектрическим сопротивлением; 6 - зажимыдля соединения с измерительной схемой

Черт. 1а

Схема цилиндрической измерительной ячейкидвухзажимного типа, применяемой при определении тангенса угла диэлектрическихпотерь, диэлектрической проницаемости и удельного объемного электрическогосопротивления

1 - измерительный электрод(внутренний); 2 -высоковольтный электрод (внешний); 3 -прокладка из твердого изоляционного материала с высоким электрическимсопротивлением; 4 - зажимы длясоединения с измерительной схемой; 5 - карман для термометра (термопары)

Черт. 2

Схема плоской измерительной ячейки двухзажимного типа,применяемой при определении тангенса угла диэлектрических потерь,диэлектрической проницаемости и удельного объемного электрическогосопротивления

1- измерительный электрод (внутренний); 2- высоковольтный электрод (внешний); 3 - прокладка из твердого изоляционного материала с высокимэлектрическим сопротивлением; 4 - зажимыдля соединения с измерительной схемой; 5-отверстие для термометра (термопары)

Черт. 2а

2.1.1.5. Для измерениятангенса утла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостидопускается использовать измерительные ячейки различных типов (плоскую или цилиндрическуюдвух- или трехзажимного типа), которые отвечают указанным выше требованиям. Типизмерительной ячейки указывается в стандартах или технических условиях наконкретные виды жидких электроизоляционных материалов.

Ячейки двухзажимного типа допускаетсяиспользовать при проведении приемо-сдаточных испытаний, входном и периодическомконтроле, если такое указание имеется в стандарте на материал. В остальныхслучаях должны применяться ячейки трехзажимного типа.

2.1.1.6. Обязательнымиразмерами в конструкции измерительной ячейки являются: зазор междуизмерительными и высоковольтными электродами, который должен быть равен (2 ±0,1) мм; зазор между измерительным и охранным электродами, который должен бытьравен (2 ± 0,1) мм.

2.1.1.7. Электроды ячейки должны иметь контактныезажимы, обеспечивающие надежное соединение электродов с соответствующимиэлементами схемы. Все соединения ячейки с измерительным прибором выполняютсяэкранированным кабелем. При этом охранный электрод трехзажимного типа ячейкидолжен быть присоединен к заземлению и экрану кабеля, соединяющего внутренний(измерительный) электрод с измерительным прибором. При применении ячейкидвухзажимного типа экран высоковольтного кабеля должен быть присоединен кзаземленной клемме.

2.1.1.6,2.1.1.7. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.2. Требования к измерительной аппаратуре

2.1.2.1. Общие требования к установкам для измерения тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости

а) Измерительная установка илиприбор состоит из источника (генератора) напряжения, измерительного устройстваи индикатора.

б) Источник напряжения долженобеспечивать получение практически синусоидальной формы кривой напряжения(коэффициент амплитуды в пределах  или 1,34±1,48;колебания напряжения не более 1 %; изменение частоты не более 0,5 %).

в) Чувствительность нулевогоиндикатора должна быть не менее 1 мкВ на одно деление.

г) Установка должнаобеспечивать измерение емкости от 20·10^-12 до 1000·10^-12Ф с погрешностью не более ±(0,01С_х+ 1·10^-12)Ф, измерение тангенса угла диэлектрических потерь -от 0,0001 до 1,0 с погрешностью не более ±(0,05tgδ_х+0,0002).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.2.2. Напряженностьэлектрического поля при измерении должна быть указана в стандартах илитехнических условиях на конкретный материал. Если таких указаний не имеется,измерение производят при напряженности 1 МВ·м^-1 ±3 %.

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Подготовкаизмерительной ячейки

2.2.1.1.Перед проведением измерения ячейка должнабыть полностью демонтирована и все ее детали должны быть дважды тщательнопромыты растворителем.

Растворитель, используемый для очисткиизмерительной ячейки, должен быть технически чистым и храниться в стеклянныхсосудах, защищенных от дневного света.

При испытании хлорированных углеводородовдля очистки ячейки должны быть использованы хлорированные растворители.

При испытании нефтяных масел для очисткиячейки должны быть использованы углеводородные растворители (петролейный эфир,толуол и др.).

После промывки растворителями все деталиячейки ополаскивают ацетоном и промывают мыльным раствором или детергентом икипятят в 5 %-ном растворе фосфата натрия в дистиллированной воде не менее 5мин. Затем несколько раз детали промывают и кипятят в дистиллированной воде втечение 1 ч.

Для удаления влаги детали ячейки сушатпри температуре 105-110 ºC в течение60-90 мин. Если после сушки и охлаждения ячейку сразу не используют дляизмерения, ее хранят в эксикаторе с сухим воздухом.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.2.1.2.(Исключен, Изм. №1).

2.2.1.3.После сушки детали измерительной ячейки следует охладить до температуры,которая на 5-7 °С выше комнатной, а затем смонтировать ячейку, избегаяприкосновения незащищенными руками к рабочей поверхности электродов (например,производят эту операцию руками в чистых хлопчатобумажных или капроновыхперчатках).

2.2.1.4. Собранную ячейку присоединяют к измерительной схеме и определяют емкость пустойячейки (С₀).Одновременно с этим определяют тангенс угла диэлектрических потерь пустойячейки. При температуре 15 - 35 °С для трехзажимных ячеек измеренное значениетангенса угла диэлектрических потерь не должно превышать 0,0001, а длядвухзажимных - 0,0003. На основании этих измерений оценивают чистотуизоляционных прокладок ячейки. При больших значениях тангенса угладиэлектрических потерь ячейку следует разобрать и вновь тщательно промытьсогласно требованиям п. 2.2.1.1.

2.2.1.5. В техслучаях, когда ежедневно проводят испытания жидкого электроизоляционногоматериала, а значение тангенса угла диэлектрических потерь не вышеустановленных норм, обработку испытательной ячейки допускается производитьтрехкратным ополаскиванием испытываемой жидкостью.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

2.2.2. Подготовка пробы

В техслучаях, когда электрофизические показатели определяют в пробе жидкости, взятойиз электрических аппаратов, или в пробе жидкости, подготовленной для заполненийтаких аппаратов, предварительную обработку пробы не осуществляют.

Вслучае испытания жидких материалов после их транспортировки или хранения наскладе необходимо определять электрофизические показатели сухой жидкости. Приэтом производят предварительную сушку. Способ сушки пробы жидкости указываетсяв стандартах на конкретные виды жидких электроизоляционных материалов. В техслучаях, когда такого указания не имеется, жидкий материал пропускают черезфильтрующую воронку типа ВФ ПОР-40 или ВФ ПОР-10 по ГОСТ 25336-82 диаметром 35мм при температуре 60-80 °С (в зависимости от вязкостижидкости) при давлении 1333-2666 Па (10 - 20 мм рт. ст.) с последующейвыдержкой при таких условиях в тонком (5 - 10мм) слое в течение 50 мин. В случае маловязких (менее50·10^-6 м²/с при 20 °С) жидкостей допускается производитьих сушку в эксикаторе в тонком слое (5 - 10мм) в течение 20 ч над твердым осушителем (хлористымкальцием, пятиокисью фосфора, перхлоратом магния и др.). Слой осушителя вэксикаторе 5 - 10 мм.

2.2.3. Проведение определения тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости

2.2.3.1. Перед измерением ячейку заполняютиспытываемой жидкостью. Не проводя измерения, жидкость выливают из ячейки иповторно заполняют ячейку до уровня, превышающего не менее чем на 3 - 5мм нижний край охранного электрода.

Примечание. При использованиивысоковязких жидких материалов (вязкость при 20°С более 50·10^-6 м²/с)последние предварительно нагревают до температуры 40 - 60 °С.

2.2.3.2. Заполненнуюизмерительную ячейку помещают в предварительно нагретый до температуры испытаниятермостат, присоединяют к электрической схеме и после достижения ячейкойзаданной температуры проводят измерение. Для измерения при комнатнойтемпературе термостат не используют. Порции жидкости под напряжениемвыдерживают только в процессе определения тангенса угла диэлектрических потерьи диэлектрической проницаемости жидкости. Отсчет значений тангенса угладиэлектрических потерь проводят не позже чем через 3 мин после включениянапряжения.

При определении тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости вязких (более 50·10^-6м²/с при 20 °С) жидкостей, например, жидкостей на основехлорированных ароматических углеводородов (типа совола, совтола 10) и другихпри одном значении температуры (выше комнатной) процедура заполнения ячейкиуказывается в стандартах на конкретные виды жидких электроизоляционныхматериалов. Если такого указания не имеется, применяют следующую методику.Чистую собранную ячейку нагревают до температуры, на 5 - 10 °С превышающейзаданную температуру измерения, и заполняют порцией предварительно нагретойжидкости. Для промывки ячейки жидкость выливают и ячейку вновь заполняютпорцией нагретой жидкости. Затем ячейку с жидкостью выдерживают 20 мин призаданной температуре, после чего проводят определение тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости.

2.2.3.3. При проведении двухопределений тангенса угла диэлектрических потерь (или диэлектрическойпроницаемости) жидкостей измерение предпочтительно осуществлять в двухотдельных ячейках. Допускается последовательное использование одной ячейки приусловии обработки ячейки после первого определения по п. 2.2.1.

Расхождение между результатами двухопределений не должно превышать:

а) при измерении тангенса угладиэлектрических потерь жидкости - 15 % от значения большего результата +0,0002;

б) при измерениидиэлектрической проницаемости жидкости - 5 % от значения большего результата. Впротивном случае проводят повторно еще два определения на вновь подготовленныхпо п. 2.2.1ячейках с двумя порциями жидкости, взятыми из той же пробы.

Если расхождения между результатамиизмерений при повторном определении характеристик превышают допустимые пределы,то продолжают измерения на новых порциях диэлектрика до получения результатов,удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта.

2.2.3.2, 2.2.3.3. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

2.2.3.4. В тех случаях, когдав стандартах на конкретные виды жидких электроизоляционных материаловпредусмотрено определение тангенса угла диэлектрических потерь идиэлектрической проницаемости этих материалов при нескольких температурах, этиизмерения должны проводиться, начиная от температуры, ближайшей к температурепомещения.

(Исключен, Изм. № 1).

2.2.3.5. Тангенс угладиэлектрических потерь и диэлектрическую проницаемость вычисляют по формулам,приведенным в табл. 1а.

Таблица 1a

где С₀, tgδ₀ -соответственно емкость (Ф) и тангенс угла диэлектрических потерь измерительнойячейки с воздухом;

С₁, tgδ₁ - соответственно емкость (Ф) и тангенс угладиэлектрических потерь измерительной ячейки, заполненной испытуемымдиэлектриком;

С_п -паразитная емкость ячейки, обусловленная наличием твердых электроизоляционныхпрокладок, пустот, емкости проводов и т.д., Ф.

где С_к - емкость измерительной ячейки, заполненной жидкостьюс известным значением ε_к (калибровочной жидкостью) и tgδ_к < 0,01, Ф.

2.2.3.7. Зарезультат измерения тангенса угла диэлектрических потерь принимают меньшее издвух измеренных значений.

Среднее арифметическоезначение диэлектрической проницаемости при испытании нескольких порций однойпробы вычисляют по формуле

где ε_ri - результатыотдельных измерений;

n - количество измерений.

2.2.3.6, 2.2.3.7. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

2.2.4. Оформление протокола испытания Протокол испытания долженсодержать следующие данные:

а) наименование материала; обозначениестандарта; наименование объекта, из которого взята проба (аппарат, емкость);дата взятия пробы, внешний вид жидкости (цвет, наличие включений);

б) условия подготовки порциипробы (сушка, фильтрация и т.д.);

в) тип измерительногооборудования;

г) температура порции пробыпри измерении, °С;

д) тип измерительной ячейки;

е) значение среднейнапряженности электрического поля при измерении, MB·м^-1;

ж) минимальное значениетангенса угла диэлектрических потерь и среднее арифметическое значениедиэлектрической проницаемости, для диэлектрической проницаемости - числоизмерений на порциях одной пробы;

з) температура и влажностьокружающей среды.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

3.1.Измерительная ячейка и аппаратура

3.1.1. Требования кизмерительной ячейке и ее конструкции должны соответствовать указанным в п.2.1.

3.1.2. Общие требования кустановке для измерения удельного объемного электрического сопротивления жидкихматериалов

Измерение удельногообъемного электрического сопротивления жидкости должно производиться принапряжении постоянного тока, стабильность которого должна быть не менее 1 % притоке не более 1 мА. Напряжение должно быть измерено с погрешностью не более 1,5%. При применении выпрямительных устройств пульсация не должна превышать 1,0 %.

Для определения удельного объемногоэлектрического сопротивления применяют приборы или установки, погрешностьизмерения на которых не должна превышать указанной в табл. 2.

Таблица 2

Все соединения измерительнойчасти установки должны быть экранированы.

В случае плавного подъема напряжениядолжна быть оговорена скорость подъема.

Примечание. Измерение сопротивления методомзарядки конденсатора неприменимо для испытания жидких материалов с высокимсопротивлением, у которых ток проводимости в течение 1 мин после началаизмерения будет изменяться более чем на 10 %.

(Измененнаяредакция, Изм. № 1).

3.1.3. Подготовка измерительной ячейки к испытанию

3.1.3.1. Подготовка ячейки к испытаниям -согласно требованиям пп. 2.2.1.1- 2.2.1.3.Собранную ячейку присоединяют к измерительной схеме и проверяют чистотупрокладок ячейки, измеряя сопротивление пустой ячейки. Значение этогосопротивления должно быть не менее чем на один-два порядка выше, чемсопротивление ячейки, заполненной испытываемым жидким материалом. В противномслучае ячейку следует разобрать и промыть в соответствии с требованием п. 2.2.1.

При невозможности контролировать чистотупрокладок ячейки по значению электрического сопротивления допускается ее проверкапо п. 2.2.1.4.

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Удельное объемноеэлектрическое сопротивление жидких материалов допускается определять в той жезаполненной ячейке, которая использовалась до этого для определения тангенсаугла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости жидкости. При этомдолжна быть сохранена указанная последовательность измерения.

3.2.2. При необходимостипроведения определений удельного объемного электрического сопротивления жидкогоматериала с повышенной точностью, что должно быть указано в стандарте нажидкость, это испытание проводится в отдельной порции жидкости данной пробы.Порядок подготовки измерительной ячейки, порции пробы жидкости и проведенияиспытания сохраняются такими же, как и при определениях тангенса угладиэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости.

3.2.3. При определенииудельного объемного электрического сопротивления испытательное напряжениедолжно быть указано в стандартах или технических условиях на конкретные видыжидких диэлектриков. При отсутствии специальных указаний измерение проводят принапряженности поля 0,25 МВ·м^-1. При соединении ячейки с источникомнапряжения положительный потенциал должен быть на внешнем электроде.

Время выдержки образца под напряжениемдолжно быть указано в стандартах или технических условиях на конкретные видыжидких диэлектриков. При отсутствии указания значения сопротивления отсчитываютчерез 1 мин после подачи напряжения.

3.2.4. При необходимости двухопределений удельного объемного электрического сопротивления диэлектрикаизмерения проводят в двух ячейках. Допускается использовать одну ячейку приусловии обработки ее после первого измерения по п. 2.2.1.1.

Расхождение между результатами двухизмерений не должно превышать 35 % от большей измеренной величинысопротивления. При получении больших расхождений проводят еще два определенияна вновь подготовленных (п. 2.2.1) ячейках с двумяпорциями диэлектрика, взятых из той же пробы.

Измерения проводят до получениярезультатов, удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта.

3.2.5.Удельное объемное электрическое сопротивление вычисляют по формуле

где R_v - измеренное значение объемного электрическогосопротивления, Ом;

С₀ - емкость пустой измерительной ячейки, измеренная притемпературах испытания (п. 2.1.2.1 г), Ф.

3.2.6. За результатизмерения принимают большее из двух измеренных значений.

3.3. Оформление протокола испытания

Протокол испытания должен содержатьследующие 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 порциипробы;

в) тип измерительного прибора илиустановки, метод измерения;

г) температура пробы приизмерении;

д) тип измерительной ячейки;

е) напряженностьэлектрического поля в МВ·м^-1 и время выдержки под напряжением приизмерении в мин;

ж) значение удельногообъемного электрического сопротивления жидкого материала в случае одногоопределения или потенцированное среднее десятичных логарифмов значенийудельного объемного электрического сопротивления в случае измерения несколькихпорций одной пробы, Ом·см;

з) температура и относительнаявлажность окружающей среды.

3.2.6 - 3.3. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

4. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОБИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц

4.1. Аппаратура, измерительная ячейка

4.1.1. Для определения пробивногонапряжения жидких электроизоляционных материалов используют установку,принципиальная схема которой приведена на черт. 3.

Принципиальнаясхема установки для определения пробивного напряжения жидкихэлектроизоляционных 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 испытательныйтрансформатор с регулятором напряжения, обеспечивающий получение припромышленной частоте на электродах испытательной ячейки напряжения,характеризуемого практически синусоидальной формой кривой напряжения.Коэффициент амплитуды (отношение максимального значения напряжения кэффективному испытательному напряжению) должен быть в пределах ( %) или от 1,34 до 1,48. Трансформатор должен быть выбрантак, чтобы:

а) среднее пробивноенапряжение жидкого материала составляло не менее 15 % значения номинальногонапряжения трансформатора;

б) мощность трансформаторабыла достаточной для обеспечения при пробое на стороне высокого напряжения токане менее 20 мА во всем диапазоне используемых при испытаниях напряжений,превышающих 15 кВ.

4.1.1.2. Защитная аппаратура

Для защиты обмоток трансформатора отперегрузок, связанных с воздействием токов короткого замыкания при пробоях вжидкостях, и уменьшения разложения жидкого материала в момент пробоя необходимообеспечить минимально короткое время горения дуги и ограничить силу тока припробое. Для выполнения первого условия в цепи обмотки низкого напряжениятрансформатора предусматривается автоматический выключатель, время срабатываниякоторого не должно превышать 0,02 с. Ограничение силы тока при пробое образцажидкости может быть достигнуто за счет выбора трансформатора с соответствующимреактансом или включением токоограничивающего сопротивления из расчета 0,2 - 1Ом на 1 В высокого напряжения испытательного трансформатора для напряжений до10 кВ включительно. При определении пробивного напряжения синтетических жидкихматериалов на основе хлорированных ароматических углеводородов,кремнийорганических веществ и др. продукты разложения, образующиеся при первыхпробоях в жидкости, существенно снижают пробивное напряжение жидкости приследующих пробоях. Для устранения этого влияния для таких случаев может бытьиспользована установка, выполненная по схеме черт. 4. При этомпродолжительность пробоя становится настолько малой (порядка 5 мкс), чтопрактически разложением материала можно пренебречь, и средняя квадратическаяошибка результатов определения пробивного напряжения жидкого материала припоследовательных пробоях в одной порции составляет не более ±2,5 %.

Устройство действует по принципу отсечкинапряжения, при этом основным элементом является шаровой разрядник 1 с поджигающим электродом 2. По мере подачи напряжения наобразец жидкости 3 и наразрядник нижняя полусфера (при помощи механического приспособления,действующего синхронно с регулировочным трансформатором) удаляется от верхнейна такое расстояние, которое обеспечивает сохранение электрической прочностивоздушного зазора.

Принципиальнаясхема установки для быстрого отключения образца жидкого электроизоляционногоматериала после пробоя.

1 -шаровой разрядник; 2 -поджигающий электрод; 3 - сосудс жидким диэлектриком; 4 -электроды в жидкости; 5- повышающий и регулировочный трансформаторы R1-R4 сопротивления

Черт. 4

Значение сопротивлений R в схеме подбирают таким образом, чтобы в момент пробояжидкости обеспечивался пробой поджигающего промежутка. При этом напряжение наразряднике падает до значения, недостаточного для повторного пробоя образцажидкости, дуга в которой до этого момента горела лишь за счет стекания зарядовс емкости между электродами.

4.1.1.3. Регулирование напряжения

Регулирующее устройство должнообеспечивать плавный подъем напряжения с постоянной скоростью, равной 2 кВ/с ±20 %. Предпочтительно применение автоматической системы подъема напряжения.

4.1.1.4. Измерение испытательного напряжения

Напряжениедолжно измеряться амплитудным вольтметром или вольтметром иного типа, которыйприсоединяют к обмотке высокого или низкого напряжения испытательноготрансформатора или к специальной измерительной обмотке трансформатора.Применяемые приборы, если они установлены на стороне ВН испытательноготрансформатора, должны быть отградуированы по шаровому разряднику в воздухе по ГОСТ 17512-82 на все значения напряжения, которые желательноизмерить. Снятие соответствующих градуировочных кривых при применении шаровогоразрядника должно проводиться совместно с включенной в схему измерительнойячейкой. Шаровой разрядник может отключаться во время проведения обычныхиспытаний, если известно, что наличие разрядника не оказывает существенноговлияния на отношение значений напряжения, полученного при помощи шаровогоразрядника, к показанию вторичного (показывающего) прибора (вольтметра).Приборы, применяемые при измерении напряжения, должны иметь класс точности нениже 1,5.

Применяют регистрирующие приборы илиприборы с цифровой системой отсчета в сочетании со счетно-печатающимустройством.

4.1.2. Измерительная ячейка

4.1.2.1. Сосуд для жидкости

Сосуд для жидкости должен быть изготовлениз материала, который не растворяется в жидких электроизоляционных материалах (иприменяемых для очистки ячейки растворителях), а также не оказывает влияния наиспытываемые жидкости, например, из электроизоляционного стекла, кварца,электроизоляционной пластмассы. Сосуд должен иметь такую форму, чтобы егостенки во всех случаях находились не менее чем на 12мм от поверхности электродов. Верхний край сосуда долженнаходиться примерно на расстоянии 40мм от горизонтальной плоскости, проходящей через центрэлектродов. Глубина погружения электрода в жидкий материал должна быть не менее15 мм.Конструкция измерительной ячейки должна обеспечивать возможность быстрого ипростого демонтажа электродов для их очистки и полировки, а также точнойюстировки зазора между электродами при повторном монтаже электродов. Примернаяконструкция измерительной ячейки, удовлетворяющая указанным требованиям,приведена на черт. 5.

Измерительная ячейка для определенияпробивного 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. 2.1.1.2с шероховатостью рабочих поверхностей по п. 2.1.1.3.Электроды должны быть смонтированы так, чтобы их оси располагались на однойгоризонтальной линии, лежащей в плоскости, параллельной нижней поверхностииспытательной ячейки. Зазор между электродами должен составлять (2,5 ± 0,05)мм. Проверка зазора должна осуществляться шаблоном калибром: шаблон сноминальным размером 2,45 ммдолжен проходить между электродами, а шаблон с номинальным размером 2,55мм не должен проходить между электродами.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.2. Проведение испытания

4.2.1. Подготовка измерительной ячейки

При применении новой измерительной ячейки илипосле длительного ее хранения, при изменении типа испытываемой жидкости илипосле испытания сильно загрязненной жидкости ячейку следует обработатьрастворителями.

Дляпромывки ячейки, заполненной нефтяным изоляционным маслом, применяютпоследовательно керосин по нормативно-технической документации и петролейныйэфир с пределами кипения 80-120 ºС; ячейки, заполненной хлорированными илифторированными углеводородами, а также кремнийорганическими жидкостями, -последовательно толуол по ГОСТ 9880-76, трихлорбензол или ацетон; ячейки, заполненнойкасторовым маслом, - ацетон по ГОСТ 2603-79. При применении легко кипящих растворителей, в результате быстрогоиспарения последних, электроды могут охладиться и на их поверхности возможнаконденсация влаги. В таких случаях ячейку следует слегка нагреть. Дляпериодической очистки поверхности электродов следует применять полировочныесоставы, следы которых после окончания полировки необходимо тщательно удалять,промывая указанными растворителями.

В тех случаях, когда визуально обнаруженопотемнение поверхности электродов, эти электроды должны быть предварительнодемонтированы, отполированы замшей, промыты растворителем и вновь смонтированы.После обработки, указанной выше, ячейку ополаскивают испытываемой жидкостью и затемзаполняют порцией жидкости, предназначенной для испытания. В тех случаях, когдаежедневно проводят контрольные, приемо-сдаточные и др. испытания жидкогоэлектроизоляционного материала, а значения пробивного напряжения жидкости нениже установленных норм, обработка испытательной ячейки сводится к ееополаскиванию испытываемой жидкостью. В нерабочем состоянии измерительнуюячейку необходимо хранить заполненной жидким материалом. При этом пробивноенапряжение такой жидкости должно быть в пределах норм на этот показатель дляданного типа жидкости.

(Измененнаяредакция, Изм. № 2).

4.2.2. Подготовка пробы

4.2.2.1. Условия отбора иподготовки пробы испытываемой жидкости в соответствии с разд. 1.

4.2.2.2. (Исключен, Изм. № 1).

4.2.2.3. Сосудс пробой жидкого материала несколько раз осторожно переворачивают вверх дном стем, чтобы содержащиеся в пробе случайные загрязнения равномерно распределилисьпо всему объему жидкости. При этом избегают интенсивного встряхивания воизбежание попадания в жидкость пузырьков воздуха. Непосредственно после этогонебольшим количеством жидкости ополаскивают ячейку, в том числе электроды,затем медленно заполняют ячейку, следя за тем, чтобы струя жидкости стекала поее стенке и не образовывалось пузырьков воздуха.

При наличии в жидкости пузырьков воздухаих следует удалить осторожным перемешиванием жидкости стеклянной палочкой.

(Измененнаяредакция, Изм. № 1).

4.2.2.4. Температура пробыжидкости при испытании не должна отличаться от температуры помещения и должнанаходиться в пределах 15 - 35 °С.

4.2.2.5. (Исключен, Изм. № 1).

4.2.3. Через 10 минпосле заполнения ячейки на образец подают электрическое напряжение, плавноподнимают до пробоя и фиксируют значение пробивного напряжения.

(Измененнаяредакция, Изм. № 1).

4.2.4. При одномзаполнении ячейки жидким электроизоляционным материалом осуществляют шестьпоследовательных пробоев с интервалами между каждым из них, равными 5 мин.После каждого пробоя при помощи стеклянной палочки жидкость между электродамиосторожно перемешивают для удаления продуктов разложения из межэлектродногопространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков.

4.2.5. При испытании прикомнатной температуре жидких материалов с вязкостью более 50·10^-6 м²/спри 20 °С, когда удаление твердых продуктов разложения из межэлектродногопространства после пробоя затруднено, каждый последующий пробой осуществляют вотдельной порции жидкости, взятой из одной и той же пробы. Перед испытаниемвязкая жидкость в закрытом сосуде должна принять температуру помещения (илипрогрета в том же сосуде до температуры не выше 40 ºС, если притемпературе помещения вязкость жидкости настолько велика, что ее перемешатьнельзя) и после этого должна быть перемешана путем 30-минутной выдержки сосудас пробой в положении «пробкой вниз». Непосредственно перед заполнением ячейкисосуд возвращают в обычное положение. Жидкость, предварительно нагретая для ееперемешивания, перед определением должна быть охлаждена в ячейке до окружающейтемпературы или дополнительно нагрета до той температуры испытания, котораяуказана в стандарте на данный жидкий электроизоляционный материал. Прииспытании нагретой жидкости, вязкость которой при температуре испытания менее50·10^-6 м²/с, допускается проводить все шесть пробоев водной порции жидкости в соответствии с п. 4.2.4.

4.2.6. При проведениииспытаний при повышенной температуре продолжительность нагревания ячейки сжидкостью до температуры испытания должна быть указана в стандарте наиспытуемый материал.

Температура жидкости при испытании должнаподдерживаться с погрешностью ±2 °С.

4.2.7. (Исключен, Изм. № 1).

4.3. Обработка результатов испытания

4.3.1.Среднее арифметическое значение пробивного напряжения  в кВ вычисляют поформуле

где  - величина, полученная припоследовательных пробоях, кВ;

n - число пробоев.

Среднюю квадратическуюошибку σ_u среднегоарифметического значения пробивного напряжения вычисляют по формуле

4.3.2. Оценка достоверности результатов испытаний

4.3.2.1. Значение пробивногонапряжения должно отвечать нормированному значению коэффициента вариации V, вычисленного по формуле

Если значение коэффициентавариации превышает 20 %, то в этом случае дополнительно производят еще однозаполнение испытательной ячейки порцией жидкости из того же сосуда с пробой жидкости(после перемешивания последней по п. 4.2.2.3),проводят еще шесть определений пробивного напряжения и для расчета по формулам(12) и (13) число пробоев (n) берутравным 12.

Если коэффициент вариации превышает 20 %,качество диэлектрика следует считать неудовлетворительным.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. Оформление протокола испытания

Протокол испытания долженсодержать следующие сведения:

а) наименование жидкогоэлектроизоляционного материала, наименование стандарта, наименование объекта,из которого взята проба (аппарат, емкость и т.д.), дата взятия пробы, внешнийвид жидкости (цвет, наличие включений);

б) температура жидкости ипомещения при испытании, влажность окружающего воздуха;

в) количество отдельных значений пробивногонапряжения, среднее арифметическое значение , средняяквадратическая ошибка;

из шести значений, если они удовлетворяютнормированному коэффициенту вариации;

из двенадцати значений при двухзаполнениях испытательной ячейки, если они не удовлетворяют нормированномукоэффициенту вариации;

г) условия подготовки порциипробы (сушка, фильтрация и т.д.);

д) дата проведения испытания;

е) тип измерительнойустановки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Исключено, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
ОБОЗНАЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ

Объемное сопротивление R_v (Ом) - отношение напряжения к току, протекающему черезтолщину слоя электроизоляционной жидкости между двумя приложенными электродами.

Удельное объемное сопротивление r (Ом·м) - отношение постоянной напряженности электрическогополя в направлении, параллельном протеканию тока в порции испытываемойжидкости, к плотности тока.

Пробивное напряжение U_np (кВ) -минимальное напряжение (пиковое значение, деленное на ), измеренное при испытании в момент возникновения первогоискрового разряда между электродами.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

2УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитетастандартов Совета Министров СССР от 09.04.75 № 393

3ВЗАМЕН ГОСТ 6581-66

4 Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3166-81,СТ СЭВ 4130-83, стандарту МЭК 250

Встандарт введены международные стандарты: МЭК 156 (1963г.), МЭК 247 (1978г.), МЭК 475 (1974г.)

5 ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6 Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандартаот 10.09.92 г. № 1157

7 ИЗДАНИЕ (апрель 2002г.) с Изменениями №1, 2, 3, утвержденными в феврале 1982г., октябре 1984г., июне 1987г. (ИУС 5-82, 1-85, 10-87)

Переиздание(по состоянию на апрель 2008 г.)

Содержание