ГОСТ IEC 60851-5-2011 Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 5. Электрические свойства

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Метод определения коэффициента диэлектрических потерь приведен в приложении А.

где - температурный коэффициент, К;

- фактическая температура во время измерения, °С.

В диапазоне температур 15°С - 25°С температурный коэффициент () принимают равным:

- для меди 3,96·10 К;

- для алюминия 4,07·10 К.

Проводят одно измерение. Фиксируют электрическое сопротивление.

Пробивное напряжение, В

Скорость подъема, В/с

До

500

включ.

20

Св.

500

"

2500

"

100

"

2500

500

- полированный металлический цилиндр диаметром (25±1) мм, установленный горизонтально (рисунок 1) и присоединенный к одному из выводов источника напряжения питания;

- металлическую оправку диаметром (50±2) мм;

- металлическую оправку диаметром (25±1) мм.

Номинальный диаметр жилы, мм

Усилие, Н

До

0,018

включ.

0,013

Св.

0,018

"

0,020

"

0,015

"

0,020

"

0,022

"

0,020

"

0,022

"

0,025

"

0,025

"

0,025

"

0,028

"

0,030

"

0,028

"

0,032

"

0,040

"

0,032

"

0,036

"

0,050

"

0,036

"

0,040

"

0,060

"

0,040

"

0,045

"

0,080

"

0,045

"

0,050

"

0,100

"

0,050

"

0,056

"

0,120

"

0,056

"

0,063

"

0,150

"

0,063

"

0,071

"

0,200

"

0,071

"

0,080

"

0,250

"

0,080

"

0,090

"

0,300

"

0,090

"

0,100

"

0,400

4.4.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка длиной около 400 мм с удаленной с обоих концов изоляцией складывают пополам и скручивают на длине (125±5) мм с помощью устройства, приведенного на рисунке 2. Концы провода должны быть соединены. Усилие, прикладываемое к проводу во время скручивания, и число кручений указаны в таблице 3. Петлю на конце скрученного участка образца разрезают в двух местах, чтобы обеспечить максимальное расстояние между образовавшимися концами. При раздвижении двух концов провода следует избегать резких перегибов или повреждения изоляции.

Таблица 3 - Усилие, прикладываемое к проводу, и число кручений

Номинальный диаметр жилы, мм

Усилие, Н

Число кручений

Св.

0,100

до

0,250

включ.

0,85

33

"

0,250

"

0,355

"

1,70

23

"

0,355

"

0,500

"

3,40

16

"

0,500

"

0,710

"

7,00

12

"

0,710

"

1,060

"

13,50

8

"

1,060

"

1,400

"

27,00

6

"

1,400

"

2,000

"

54,00

4

"

2,000

"

2,500

"

108,00

3

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилами проводов.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.5 Круглые провода с жилой номинальным диаметром свыше 2,500 мм

4.5.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка достаточной длины, с одного конца которого удалена изоляция, изгибают вокруг оправки, как показано на рисунке 3. Диаметр оправки должен быть (50±2) мм.

Образец помещают в контейнер так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем толщиной не менее 5 мм. Диаметр дроби должен быть не более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь периодически очищают соответствующим растворителем, например 1,1,1-трихлорэтаном.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можно проводить на образце, погруженном в масло.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.5.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.5.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3°С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3°С.

4.6 Круглые провода с волокнистой изоляцией

4.6.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка достаточной длины, с одного конца которого удалена изоляция, навивают десятью витками вокруг оправки, как показано на рисунке 3а.

Диаметр оправки должен быть, мм:

- (25±1) - для проводов с жилой номинальным диаметром до 2,500 мм включительно;

- (50±2) - для проводов с жилой номинальным диаметром свыше 2,500 мм.

Образец помещают в контейнер, как показано на рисунке 3а, так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем дроби толщиной не менее 5 мм. Диаметр металлической дроби должен быть не более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь очищают один раз в год.

1 - образец в виде изогнутого провода; 2 - металлическая дробь диаметром не более 2 мм; 3 - контейнер

Рисунок 3а - Образец для испытания пробивным напряжением

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можнопроводить на образце, погруженном в масло

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.6.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.6.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3°С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца. Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3°С. Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.7 Прямоугольные провода

4.7.1 Испытание при комнатной температуре

Образец провода в виде прямого отрезка длиной около 350 мм, с одного конца которого удалена изоляция, изгибают широкой стороной вокруг оправки, как показано на рисунке 3. Диаметр оправки должен быть, мм:

- (25±1) - для проводов с жилой номинальной толщиной до 2,500 мм включительно;

- (50±2) - для проводов с жилой номинальной толщиной свыше 2,500 мм.

Образец помещают в контейнер так, чтобы толщина слоя дроби, окружающей его, составляла не менее 5 мм. Концы образца должны быть достаточной длины во избежание короткого замыкания.

Контейнер постепенно заполняют дробью до тех пор, пока образец не покроется слоем дроби толщиной не менее 5 мм. Диаметр металлической дроби не должен быть более 2 мм; можно применять дробь из нержавеющей или никелированной стали, а также никеля. Дробь периодически очищают.

Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью.

Примечание - По согласованию между заказчиком и изготовителем испытание можно проводить на образце, погруженном в масло.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

4.7.2 Испытание при повышенной температуре

Образец, подготовленный в соответствии с 4.7.1, помещают в термостат, предварительно нагретый до установленной температуры испытания с предельными отклонениями ±3°С. Дробь и контейнер предварительно нагревают в термостате при температуре испытания и оставляют там во время загрузки испытуемого образца. Процесс загрузки испытуемого образца проводят очень осторожно во избежание повреждения образца. Испытательное напряжение прикладывают в соответствии с 4.1 между жилой и дробью не менее чем через 15 мин после помещения образца в термостат. Испытание должно быть проведено не более чем за 30 мин.

Температура должна поддерживаться с предельными отклонениями ±3°С.

Испытание проводят на пяти образцах. Фиксируют пять отдельных значений.

Образец провода длиной (30±1) м протягивают со скоростью (275±25) мм/с между двумя фетровыми пластинами, погруженными в электролитический раствор сернокислого натрия в воде (концентрация 30 г/л); при этом между жилой провода и раствором, соединенными в электрическую цепь, прикладывают испытательное напряжение постоянного тока (50±3) В при разомкнутой цепи (рисунок 4). Усилие, прикладываемое к проводу, должно быть не более 0,03 Н. Точечные повреждения фиксируют соответствующим реле со счетчиком. Счетчик должен срабатывать при сопротивлении изоляции провода менее 10 кОм в течение не менее 0,04 с. Счетчик не должен срабатывать при сопротивлении 15 кОм и более. Цепь для определения повреждений должна работать со скоростью срабатывания (5±1) мс, обеспечивая регистрацию с частотой (500±25) повреждений в минуту при протягивании провода без изоляции.

Проводят одно испытание. Фиксируют число точечных повреждений на длине провода 30 м.

- источник высокого напряжения, обеспечивающий равномерную подачу устойчивого напряжения постоянного тока с содержанием пульсаций не более 5%, регулируемого от 350 до 2000 В при разомкнутой цепи, с током короткого замыкания (25±5) мкА при любом значении испытательного напряжения и падением напряжения не более чем на 75% при сопротивлении повреждения 50 МОм;

Испытательное напряжение постоянного тока, В

Ток срабатывания при повреждении, мкА

2000

12

1500

10

1000

8

750

7

500

6

350

5

Образец провода длиной (30±1) м протягивают со скоростью (275±25) мм/с по ролику высоковольтного электрода, при этом жила провода и электрод соединены в электрическую цепь. Испытательное напряжение постоянного тока при разомкнутой цепи устанавливают в соответствии с таблицей 5 с предельными отклонениями ±5% при положительной полярности по отношению к заземленной жиле провода.

Материал жилы

Номинальный диаметр жилы, мм

Напряжение постоянного тока, В (+5%)

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Медь

Св.

0,050

до

0,125

включ.

350

500

750

"

0,125

"

0,250

"

500

750

1000

"

0,250

"

0,500

"

750

1000

1500

"

0,500

"

1,600

"

1000

1500

2000

Алюминий

Св.

0,400

до

1,600

включ.

500

1500

-

Применяют следующее оборудование:

- измеритель импеданса, работающий на частоте, установленной в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа и обеспечивающий погрешность не более ±1% при измерении, основанном на емкости образца при заданной частоте;

- генератор, имеющий на выходе синусоидальное напряжение частотой, установленной в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа.

Метод испытания А:

- металлическую ванну (рисунок 7), содержащую соответствующий жидкий металл (сплав) и имеющую систему нагрева, поддерживающую заданную температуру с предельными отклонениями ±1°С.

Метод испытания В:

- два металлических блока, имеющих систему нагрева, поддерживающую заданную температуру с предельными отклонениями ±1°С;

- проводящий состав.

Метод испытания А. Образец по 6.3.1 погружают в металлическую ванну, как показано на рисунке 7.

Метод испытания В. Образец по 6.3.2 помещают между двумя металлическими блоками.

Образец соединяют с измерителем импеданса и выдерживают до достижения заданной температуры испытания. После этого при помощи измерителя импеданса определяют тангенс угла диэлектрических потерь.

7 Испытание 23. Испытание по обнаружению микротрещин

Назначение настоящего испытания - обнаружение дефектов изоляции после выдержки ее в солевом растворе. Цель настоящего испытания аналогична цели испытания по определению точечных повреждений при высоком напряжении по 5.2.

Для проводов с жилой номинальным диаметром менее 0,07 мм отбирают образец провода длиной около 1,5 м, а для проводов с жилой номинальным диаметром, равным 0,07 мм и более, - длиной около 6 м.

Для проводов с жилой номинальным диаметром менее 0,07 мм образцу провода на длине (1±0,05) м придают круглую форму диаметром (100±50) мм.

Для проводов с жилой номинальным диаметром 0,07 мм и более образцу провода на длине (5±0,2) м придают круглую форму диаметром (300±100) мм.

Образец выдерживают в термостате с принудительной циркуляцией воздуха в течение 10 мин при температуре (125±3)°С, если в стандарте или технических условиях на провод конкретного типа не указано иное.

Примечание - Без тепловой обработки результаты не могут быть достоверными.

После указанной тепловой обработки, без излишних изгибов и натяжения, образец после охлаждения до комнатной температуры погружают в электролитический раствор хлористого натрия (концентрация 2 г/л) с добавлением соответствующего количества спиртового раствора фенолфталеина (концентрация 30 г/л) для получения более четких признаков наличия микротрещин (обычно в виде розовых струйных образований в растворе); при этом между жилой провода и раствором, соединенными в электрическую цепь, прикладывают испытательное напряжение (12±2) В постоянного тока в разомкнутой цепи.

Примечание - Деформация провода может привести к дополнительному образованию микротрещин в электролитическом растворе.

Напряжение прикладывают в течение 1 мин, используя образец в качестве отрицательного электрода по отношению к раствору, и во избежание чрезмерного нагрева ток короткого замыкания ограничивают 500 мА.

Фиксируют число микротрещин, наблюдаемых без применения увеличительных приборов.

Примечание - Поскольку настоящее испытание проводят в водном растворе, могут быть получены недостоверные результаты при испытании проводов с изоляцией из определенных типов эмали, на которой в воде образуется сетка волосяных трещин.

А.1 Тангенс дельта - Точка пересечения

Существует несколько методов определения этого параметра. В настоящем приложении в качестве примеров приведены следующие.

Принцип испытания следующий. Образец эмалированного провода рассматривается как конденсатор, жила которого является одним электродом, а слой высушенной графитовой пленки или ванна с жидким металлом - другим электродом. Температуру образца повышают с контролируемой постоянной скоростью, фиксируют значения коэффициента диэлектрических потерь () и строят график зависимости коэффициента диэлектрических потерь () от температуры. Анализ кривой позволяет определить значение температуры, которая непосредственно связана со степенью спекания эмалевой пленки.

Применяют альтернативные методы, при которых образец с высокой температурой охлаждают до более низкой температуры.

А.2 Методы испытаний

А.2.1 Метод А - Использование жидкого металлического сплава

Используют электронный мост, позволяющий непосредственно определить значение .

Образец эмалированного провода протирают мягкой тканью и закрепляют в держателе. Образец провода с держателем погружают в ванну с жидким металлом, предварительно отрегулированную до исходной низкой температуры. Образец подсоединяют к мосту, используя токопроводящую жилу в качестве одного электрода, а жидкий металл - в качестве другого. Температуру ванны повышают с постоянной скоростью от температуры окружающей среды до температуры, обеспечивающей получение четко выраженной кривой. Регулярно регистрируют значения и температуры, а результаты наносят на график с линейной осью для температуры и логарифмической или линейной осью для . Поскольку показания могут меняться очень быстро, предпочтительно использование автоматического записывающего устройства или компьютерной системы. Использование автоматической записи позволяет проводить испытание с более интенсивным повышением температуры, хотя следует предпринять особые меры для обеспечения того, чтобы между показанием и фактической температурой не было значительного расхождения. Применяемое оборудование, повышение температуры и интерпретация результатов должны быть согласованы между заказчиком и изготовителем.

А.2.2 Метод В - Использование покрытия из проводящей пленки

Используют электронный мост, позволяющий непосредственно определить значение .

Образец подсоединяют к мосту, используя токопроводящую жилу в качестве одного электрода, а графитное покрытие - в качестве другого.

Температуру образца с графитовым покрытием повышают с постоянной скоростью от температуры окружающей среды до температуры, обеспечивающей получение четко выраженной кривой. Показание температуры снимают при помощи датчика, находящегося в контакте с образцом. Положение датчика температуры и способ контакта могут оказывать влияние на показания, кроме того неодинаковые результаты могут давать разные приборы. Регулярно регистрируют значения и температуры, а результаты наносят на график с линейной осью для температуры и логарифмической или линейной осью для . Поскольку показания могут меняться очень быстро, предпочтительно использование автоматического записывающего устройства или компьютерной системы. Использование автоматической записи позволяет проводить испытание с более интенсивным повышением температуры, хотя следует предпринять особые меры для обеспечения того, чтобы между показанием и фактической температурой не было значительного расхождения. Применяемое оборудование, повышение температуры и интерпретация результатов должны быть согласованы между заказчиком и изготовителем.

А.3 Интерпретация результатов

На полученном графике кривая может быть представлена двумя способами.

Значение может быть представлено на линейной или на логарифмической оси У. Для этих двух методов определение значения проводят двумя способами. При представлении результатов должно быть указано, какой метод был использован. Следующие графики приведены только для понимания этих методов, а не для установления каких-либо специальных требований, предъявляемых к материалам.

А.3.1 Линейный метод

Рисунок А.1 - Пример линейного метода

Проводят касательную к самой крутой части первого подъема кривой зависимости от температуры. Горизонтальную линию проводят через точку на кривой, соответствующую температуре, согласованной между заказчиком и изготовителем. Определяют температуру, соответствующую точке пересечения этой линии с вышеуказанной касательной. Это значение представляют как ххх°С (lin).

А.3.2 Логарифмический метод

Рисунок А.2 - Пример логарифмического метода

Проводят две горизонтальные линии от оси У на уровне значений, согласованных между заказчиком и изготовителем. Затем через точки пересечения этих линий и кривой проводят линию и продолжают ее до пересечения с горизонтальной линией, проведенной на уровне минимального значения на кривой.

Определяют температуру, соответствующую последней указанной точке пересечения. Это значение представляют как ххх°С (log).

Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта

Степень соответствия

Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта

IEC 60851-1:1996 Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 1. Общие положения

IDT

ГОСТ IEC 60851-1-2011 Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 1. Общие положения

Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначения степени соответствия стандартов:

- IDT - идентичные стандарты.

УДК 621.315.236.001.4:006.354

МКС 29.060.10

Е49

IDT

Ключевые слова: провод обмоточный, методы испытаний, электрические свойства