ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НА НАПРЯЖЕНИЕ СВЫШЕ 3 кВ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ВНЕШНЕЙ ИЗОЛЯЦИИ В ЗАГРЯЗНЕННОМ СОСТОЯНИИ

ГОСТ 10390-86

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ М о с к ■ а

РАЗРАБОТАН Министерством электротехнической промышлен-нести

ИСПОЛНИТЕЛИ

И. М. Бортник, В. П. Белотелое, Е. И. Остапенко, В. В. Годулян

ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

Начальник главного технического управления Е. Г. Орлов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета по стандартам от 26 июня 1986 г. № 1860

УДК 621.3.002.5.001.4:006.354    Группа    Е09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СО ЮЗА ССР

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НА НАПРЯЖЕНИЕ СВЫШЕ 3 кВ

Методы испытаний внешней изоляции в загрязненном состоянии

Electrical equipment for voltages 3 kV and higher. Test methods of electric strength of external insulation in conditions of contamination

ОКП 34 1000

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 июня 1986 г. Н° 1860 срок введения установлен

с 01.07.В7

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование, предназначенное для работы в наружных установках переменного тока частоты 50 Гц и постоянного тока классов напряжения 3 кВ и выше: трансформаторы (силовые, тока и напряжения), реакторы, аппараты, конденсаторы, кабельные концевые муфты, а также изоляторы, и устанавливает общие методы испытаний внешней изоляции в загрязненном состоянии при длительном воздействии переменного или постоянного напряжения или коммутационных импульсах.

Стандарт не распространяется на изоляторы, поверхность которых покрыта полупроводящей глазурью или гидрофобными пастами, а также на вентильные разрядники и ограничители перенапряжений.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1.    Для испытаний используют изоляторы загрязняющиеся следующими методами:

ПЗ — предварительного загрязнения;

СТ — соленого тумана;

ЕЗ — загрязнения в естественных условиях.

1.2.    Для испытаний методом ПЗ изоляторы искусственно покрывают равномерным слоем загрязняющего вещества. В качестве загрязняющего вещества должны применяться материалы или композиции, имеющие в своем составе вещества, растворимые в

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1986

Стр. 2 ГОСТ 10390-86

воде и образующие электролит, создающий на поверхности слой с заданной проводимостью, а также связующее или цементирующее вещество.

Дополнительные указания к этому методу приведены в приложении 1.

1.3.    Для испытаний методом СТ изоляторы устанавливают в помещении, которое заполняют соленым туманом, создаваемым путем распыления в воздухе раствора поваренной соли (NaCl) в воде. Дополнительные указания к этому методу и пример устройства для создания соленого тумана приведены в обязательном приложении 2.

1.4.    Для испытаний методом ЕЗ используют изоляторы, предварительно находившиеся в эксплуатационных условиях или на специальном стенде.

Срок нахождения изоляторов в эксплуатации или на стенде до испытания определяется условиями загрязнения.

Изоляторы должны демонтироваться, упаковываться и транспортироваться таким образом, чтобы имеющийся на них слой загрязнения не был нарушен.

1.5.    Испытания должны проводиться на полностью собранных объектах, которые устанавливают в положении (горизонтальном, вертикальном, наклонном), соответствующем их рабочему положению.

Расстояние от изоляторов до посторонних предметов при испытаниях должно быть таким, чтобы полностью исключить возможность перекрытия на любые предметы в испытательном помещении или испытательной камере.

1.6.    При испытании изоляторов, загрязненных в естественных условиях, когда объем выборки (количество одновременно демонтированных изоляторов, находившихся одно и то же время в зоне с одинаковыми условиями загрязнения) недостаточен для полномасштабных испытаний гирлянд или колонок, допускается определять электрическую прочность тарельчатых изоляторов в гирляндах не менее чем из двух элементов, а опорные изоляторы или покрышки испытывать из одного элемента.

1.7.    При испытании переменным или постоянным напряжением допускается испытывать внешнюю изоляцию электрооборудования и изоляторов без внутренней части, а также не макетируя экранную арматуру, провод (ошиновку) и заземленные конструкции (траверсы опор, подножники аппаратов, корпуса трансформаторов и т. д.).

1.8.    Источник напряжения (испытательный трансформатор или выпрямительная установка вместе с питающим их устройством) должен выбираться таким, чтобы ток утечки по испытуемому изолятору при напряжении, равном 50 %-ному разрядному испыта-

ГОСТ 10390—М Стр. 3

тельному, не вызывал снижения напряжения более чем на 10 % по сравнению с напряжением холостого хода.

Примечание. Источники напряжения постоянного тока при наличии большой выходной емкости могут выбираться с иными характеристиками при условии, если экспериментально показано, что измеряемые при этом разрядные напряжения отличаются от получаемых при большой мощности не более чем на 5%.

1.9.    Форма кривой напряжения промышленной частоты в режиме испытания должна соответствовать требованиям ГОСТ 1516.2—76. Частота напряжения должна быть (50±5) Гц.

1.10.    Источник напряжения постоянного тока должен обеспечивать такую форму напряжения, чтобы при испытании пульсация напряжения не превышала 5 % основной амплитуды.

1.11.    Разрядные испытательные напряжения должны измеряться устройствами, включенными на стороне высокого напряжения параллельно испытуемому объекту. Методы измерения — по ГОСТ 17512-82.

1.12.    Токи утечки должны определяться осциллографированием или другим эквивалентным методом.

1.13.    Испытания электрооборудования и изоляторов переменного тока проводят апериодическими коммутационными импульсами с параметрами:

время подъема, мкс ... 100±20

длительность, мкс ... 5000± 1500 или стандартным колебательным коммутационным импульсом 4000/7500 по ГОСТ 1516.2-76.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1.    Изоляторы, предназначенные для испытаний методами ПЗ и СТ, до нанесения слоя загрязнения должны быть тщательно очищены от грязи и жиров.

Используемые для очистки изоляторов посторонние материалы после очистки должны быть тщательно удалены с поверхности изоляторов с тем, чтобы они не могли повлиять на результаты испытаний.

2.2.    При проведении испытаний методами ПЗ и ЕЗ в качестве меры степени загрязнения должна использоваться удельная поверхностная электрическая проводимость, измеряемая на испытуемом или контрольном изоляторе, находящемся в одинаковых условиях с испытуемым. Общее число измерений удельной поверхностной проводимости должно быть не менее 5.

Для изоляторов, загрязненных методом ЕЗ, рекомендуется определять удельную поверхностную проводимость отдельных участков, имеющих разную степень загрязнения.

Удельную поверхностную проводимость определяют путем умножения измеренного значения поверхностной проводимости ув-

Стр. 4 ГОСТ 10J90—М

лажненного до состояния насыщения слоя загрязнения испытуемого изолятора на коэффициент формы f, определяемый из размеров изолятора по формуле

1 l dl

где L — длина пути утечки изолятора;

I — расстояние по поверхности до текущей точки;

г и)— наикратчайшее расстояние от оси изолятора до текущей точки на его поверхности.

Удельная поверхностная проводимость должна быть приведена к температуре 20 °С.

Поверхностную проводимость увлажненного слоя загрязнения испытуемого изолятора определяют по измеренным значениям тока утечки и напряжения на испытуемом или контрольном изоляторе при приложении к нему переменного или постоянного напряжения, равного приблизительно 80 % от разрядного. При этом напряжение должно прикладываться толчком, а ток утечки должен измеряться в течение не более 0,1 с после приложения напряжения (до начала подсушки поверхности и интенсивного образования на ней частичных дуг). Допускается проводить измерения при меньших напряжениях, но не менее 2 кВ на метр длины пути утечки.

Удельная поверхностная проводимость отдельных участков изоляторов, загрязненных методом ЕЗ, должна определяться путем измерения сопротивления между наложенными на них электродами.

Сопротивление может измеряться любым способом при условии, что на всех участках оно будет определяться при одной и той же поверхностной напряженности.

2.3.    При испытании изоляторов методом ПЗ определяют поверхностную плотность загрязняющего слоя путем взвешивания загрязняющего вещества, отнесенного к единице поверхности. Общее число измерений должно быть не менее 5.

2.4.    При испытании изоляторов методом СТ в качестве меры степени загрязнения должна использоваться соленость раствора, применяемого для создания искусственного тумана. Степень солености раствора может контролироваться как удельной плотностью, так и его удельной электрической проводимостью, отнесенных к 20 °С.

2.5.    При испытании изоляторов методом ЕЗ определяют поверхностную плотность загрязнения отдельных участков путем взвешивания количества загрязнения, отнесенного к единице поверхности, а также характеристики загрязняющего вещества (химический состав, содержание растворимых веществ, содержание углеродистых веществ и т. д.).

ГОСТ 10390-86 Стр, 5

2.6. Для увлажнения поверхности изолятора как во время нанесения слоя искусственного загрязнения, так и в процессе испытаний, должна применяться вода с проводимостью не более 200 мкСм-см^-1 при 20 °С.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1.    При проведении испытаний начальная температура объекта должна быть по возможности близкой к температуре окружающей среды и отличаться от нее не более чем на ±5°С. Температура окружающего воздуха при испытаниях должна быть в пределах от 5 до 40 °С.

3.2.    Испытания, как правило, должны проводиться не менее чем на 3 изоляторах.

При испытании крупногабаритных объектов класса напряжения ПО кВ и выше, а также гирлянд подвесных изоляторов, составленных из однотипных элементов, число испытываемых объектов (гирлянд) может быть сокращено до одного.

3.3.    Один и тот же изолятор, как правило, испытывают один раз. Для следующего приложения напряжения используют другой изолятор с той же степенью загрязнения. Допускается проводить несколько повторных испытаний на одном изоляторе, если после предыдущего воздействия напряжения визуально не отмечено разрушения слоя загрязнения и удельная поверхностная проводимость, замеренная перед очередным приложением напряжения, отличается не более чем на 20 % от значения, замеренного перед первым приложением напряжения.

3.4.    Результаты определения разрядных напряжений должны быть приведены к нормальному атмосферному давлению 101300 Па (1013 мбар, 760 мм рт. ст.) путем деления результатов измерений на коэффициент К.

При работе изоляции при пониженных атмосферных давлениях (в высокогорных условиях) значение разрядного напряжения, приведенное к нормальному атмосферному давлению, должно умножаться на коэффициент К.

Значение коэффициента К определяют по формуле

„_760±Р ^Л— 2-760 ’

где Р — атмосферное давление в условиях опыта или эксплуатации, мм рт. ст.

3.5.    При испытании объектов, у которых внешняя изоляция состоит из отдельных последовательно включенных элементов (например, каскадные трансформаторы тока, конденсаторы, гирлянды изоляторов), разрядное напряжение может определяться на «дном пая нескольких элементах с экстраполяцией полученных ре-

Стр. 6 ГОСТ 10390-8»

зультатов на всю конструкцию при условии, если специальными исследованиями будет установлена допустимость такой экстраполяции.

3.6.    Испытание длительным воздействием напряжения проводят с целью:

проверки электрической прочности изоляторов, загрязненных методом ПЗ, при нормированной степени загрязнения и нормированном испытательном напряжении;

определения степени загрязнения изоляторов, загрязненных методом ПЗ, при которой нормированное напряжение равно 50 %-ному разрядному напряжению;

определения максимальной выдерживаемой солености при испытании методом СТ;

определения 50 %-ного разрядного напряжения изоляторов при данной степени загрязнения.

3.7.    При испытании загрязненных изоляторов длительным воздействием переменного или постоянного напряжения должен использоваться один из следующих способов приложения напряжения:

ПД — длительное приложение напряжения к загрязненному изолятору с последующим его увлажнением или к чистому изолятору с последующим осаждением на него соленого тумана;

ПТД — приложение напряжения быстродействующим коммутирующим устройством («толчком») к загрязненному и заранее увлажненному изолятору и выдержка его при неизменном напряжении и продолжающемся увлажнении;

ПП — плавный подъем напряжения при предварительном увлажнении загрязненного изолятора;

ПТ — приложение напряжения толчком к загрязненному и заранее увлажненному изолятору и выдержке его.

В стандартах или технических условиях на отдельные виды электрооборудования и изоляторы должен быть указан способ приложения напряжения.

3.8.    При испытании способом ПД (методы ПЗ, СТ, ЕЗ) к загрязненным изоляторам до начала увлажнения прикладывают напряжение, значение которого в течение всего времени испытания остается неизменным. После этого изолятор увлажняют мелкокапельной влагой. Испытание продолжают до тех пор, пока не произойдет перекрытие изолятора или пока изолятор не выдержит приложенное напряжение в течение заданного времени. Длительность испытания должна приблизительно в два раза превышать время, необходимое для насыщения слоя загрязнения влагой, но не менее 10 мин.

3.3. При испытании способом ПТД (методы ПЗ и ЕЗ) изолятор увлажняют мелкокапельной влагой до насыщения слоя загрязнения. Состояние насыщения устанавливают при достижении по-

ГОСТ 10190—М Стр. 7

верхностного сопротивления (измеренного, например, мегаоммет-ром) установившегося значения. После этого к изолятору, при продолжающемся увлажнении, прикладывают толчком напряжение, значение которого в течение всего времени испытания остается неизменным. Испытание продолжают до тех пор, пока не произойдет перекрытие изолятора или пока изолятор не выдержит приложенное напряжение в течение заданного времени.

3.10.    При испытании способом ПП (методы ПЗ и ЕЗ) загрязненные поверхности изоляторов предварительно увлажняют мелкокапельной влагой до насыщения слоя загрязнения, что может быть установлено по появлению на поверхности этого слоя отдельных капель влаги или в соответствии с п. 3.9. При этом количество влаги не должно быть чрезмерным и вызывать смывания слоя загрязнения с поверхности испытуемого изолятора.

На изоляторе, предварительно увлажненном до насыщения, производят несколько последовательных измерений разрядных напряжений при плавном подъеме напряжения без дополнительного увлажнения поверхностей изолятора. Измерения проводят до тех пор, пока значения разрядных напряжений не будут систематически возрастать вследствие подсыхания поверхности изолятора.

После этого проводят новое увлажнение и новую серию измерений. Допускается производить несколько повторных серий измерений на одном изоляторе без смены загрязнения, если не наблюдается разрушения слоя загрязнения, приводящего к систематическому увеличению разрядных напряжений в последующих сериях измерений.

Таких серий измерений проводят двенадцать.

За значение разрядного напряжения принимают среднее значение из минимальных, полученных в каждой серии, измерений.

Если минимальное значение разрядного напряжения, полученное на одном и том же изоляторе, в первой серии измерений будет превышать более чем на 10 % среднее значение из минимальных, полученных в последующих сериях, то проводят еще одну дополнительную серию измерений, а результат, полученный в первой серии, не учитывают.

Интервалы между двумя подъемами напряжения в каждой серии измерений не должны превышать 1 мин.

Скорость подъема напряжения до величины, равной 50 % от ожидаемой величины разрядного напряжения, — произвольная.

Сверх этой величины скорость подъема напряжения должна быть 2—10 % в секунду. Если во время подъема напряжения будет наблюдаться интенсивная подсушка поверхности изоляторов, то скорость подъема напряжения должна быть увеличена.

3.11.    При испытании способом ПТ (методы ПЗ и ЕЗ) поверхность изоляторов предварительно увлажняют так же, как указано в п. 3.10. После этого к изолятору толчком прикладывают напря*

Стр. 8 ГОСТ 183*8—86

жение до тех пор, пока не произойдет разряд или поверхность изолятора настолько подсохнет, что перекрытие его станет невозможным.

Перед каждым приложением напряжения увлажняют поверхности изоляторов.

3.12.    50 %-ое разрядное напряжение определяют способом «вверх-вниз».

По этому способу испытательное напряжение изменяют от опыта к опыту на постоянную величину, составляющую 5—10 % от ожидаемого 50%-ного разрядного напряжения. Порядок изменения напряжения следующий: если на данной ступени произошел разряд, то переходят на ступень ниже, если разряда не было — на ступень выше.

По результатам измерений определяют 50 % -ное разрядное напряжение по следующей формуле

S n₍Ui U&K— -•    —    »

где k — число зачетных ступеней;

Ui — напряжение ступени, В;

т — число воздействий на I-ой ступени;

N — общее число зачетных воздействий.

Общее число испытаний — не менее 10.

Пример определения 50 %-ного разрядного напряжения приведен в справочном приложении 3.

3.13.    При испытаниях по методу СТ к чистому изолятору прикладывают напряжение, после чего включают туманообразующие сопла и это напряжение держат приложенным до момента перекрытия изолятора или в течение заданного времени.

При этом возможны два способа оценки качества изолятора:

определение максимальной выдерживаемой солености.

Опыты начинают с туманом большой солености, при которой происходит перекрытие изолятора. Последующие испытания проводят при уменьшающихся ступенях солености тумана до тех пор, пока изолятор не выдержит приложенного напряжения в течение 30 мин без перекрытия, после чего опыты на данной ступени солености повторяют. Если изолятор выдержит четыре таких приложения напряжения, то это значение принимают за выдерживаемую соленость;

определение 50 %-ного разрядного напряжения.

50 %-ное разрядное напряжение определяют так же, как указано в п. 3.12.

Время выдержки под напряжением при каждом испытании должно быть не менее 30 мин,