IEC 60587 Elektrische Isoliermaterialien für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen – Testmethoden zur Bewertung der Beständigkeit gegen Markierungen und Abrieb

In der von der International Electrotechnical Commission (IEC) entwickelten Norm „IEC 60587 Elektrische Isoliermaterialien für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen – Testmethoden zur Beurteilung der Kriechstrom- und Abriebfestigkeit“ heißt es, dass dies durch die Bewertung der Kriechstrom- und Abriebfestigkeit mit Flüssigkeit geschieht Schadstoff- und schiefe Ebenenproben bei Netzfrequenzen (Es werden zwei Testmethoden zur Bewertung elektrischer Isoliermaterialien für den Einsatz unter schwierigen Umgebungsbedingungen (45 Hz bis 65 Hz) beschrieben:

• Methode 1: Prüfung bei konstanter Spannung
• Methode 2: Test bei allmählich erhöhter Spannung

Die Konstantspannungsprüfung (Methode 1) ist die gebräuchlichste Methode, da sie weniger kontinuierliche Überwachung erfordert. Die Prüfbedingungen sind darauf ausgelegt, die Wirkungseintritte zu beschleunigen, bilden aber nicht alle im Betrieb auftretenden Bedingungen ab.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Eine Leiterbahn ist ein teilweise leitender Pfad, der durch lokale Verformung auf der Oberfläche des Isoliermaterials entsteht.
• Unter Tracking versteht man die allmähliche Bildung von Leiterbahnen auf der Oberfläche oder im Inneren eines festen Isoliermaterials aufgrund der kombinierten Wirkung von elektrischer Spannung und elektrolytischer Verschmutzung. Tracking erfolgt in der Regel aufgrund von Oberflächenverunreinigungen. Die verbleibenden degradierten Materialien bleiben insbesondere nach dem Abkühlen nicht unbedingt leitfähig.
• Unter Erosion versteht man den elektrischen Verlust von Material durch Kriechstrom oder elektrische Entladung.

Für die Prüfungen sollten flache Proben mit einer Größe von mindestens 50 × 120 mm2 verwendet werden. Die bevorzugte Dicke sollte 6 mm betragen. Es können Proben unterschiedlicher Dicke verwendet werden. Die Dicke sollte im Prüfbericht angegeben werden.

Die mechanische Bearbeitung der Prüflinge erfolgt gemäß der Abbildung in der Norm, um die Anbringung von Elektroden zu ermöglichen.

Proben sollten mit einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Isopropylalkohol) gewaschen werden, um Rückstände wie ölige Rückstände aus der Vorbereitung und Handhabung zu entfernen. Anschließend sollten die Proben mit destilliertem Wasser gespült werden.

Proben, die für die Bewertung mit Kriterium B verwendet werden, müssen auf beiden Längsseiten 25 mm über der Oberkante der unteren Elektrode mit Referenzmarken gekennzeichnet werden. Sofern nicht anders angegeben, müssen Testproben mindestens 24 Stunden lang in einer Umgebung von 23 Grad plus/minus 2 Grad und 50 Prozent plus/minus 10 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert werden. Bei der Montage gereinigter und konditionierter Proben ist darauf zu achten, dass diese nicht kontaminiert werden.

Eine gute Benetzbarkeit der Probenoberfläche mit der Verunreinigung ist eine wichtige Voraussetzung für diese Prüfmethode. Die Benetzbarkeit sollte vorher beurteilt werden. Wenn die Verunreinigung die Oberfläche nicht benetzt, können die Proben leicht korrodiert sein. Das Schleifen sollte unter Wasser mit feinem Aluminiumoxid- oder Zirkonkorund-Schleifmittel erfolgen, bis die gesamte Oberfläche nass ist. Nach dem Mahlen sollten die Proben gründlich mit destilliertem Wasser gespült werden. Schleifen oder sonstige Veränderungen der Oberfläche sind im Prüfbericht zu vermerken.

Eine Alternative zum Schleifen besteht darin, die Durchflussrate vorübergehend zu erhöhen, bis die Oberfläche der Probe ausreichend benetzt ist, bevor die Prüfspannung eingeschaltet wird.

Die bei den Tests verwendete Ausrüstung besteht aus elektrischen Geräten und Musteraufbauten. Dazu gehören eine Probe, jeweils optional mit einer Halterung, Elektroden und einem Filterpapierpad zur Zuführung der Verunreinigung.

Da die Prüfung unter Hochspannung durchgeführt wird, ist die Verwendung eines geerdeten Schutzgehäuses erforderlich. Die Schaltung umfasst:

• 5 bis 0,1 Hz-Netzteil mit sinusförmiger Spannung mit einer gesamten harmonischen Verzerrung von nicht mehr als 6 Prozent und schaltbar bis ca. 45 kV bei einem Nennstrom von mindestens 65 A pro Probe
• Die Ausgangsspannung muss auf plus/minus 5 Prozent des Nennstroms festgelegt werden
• Echteffektiv-Voltmeter mit einer Ablesegenauigkeit von 1,5 Prozent
• 10-W-Widerstand mit einer Toleranz von plus/minus 200 Prozent in Reihe mit jeder Probe auf der Hochspannungsseite der Stromversorgung.
• Ein mit jeder Probe oder jedem anderen Gerät in Reihe geschaltetes Überstromverzögerungsrelais, das aktiviert wird, wenn 60 plus/minus 6 mA 3 Sekunden lang plus/minus 1 Sekunde im Hochspannungskreis verbleiben.

Wenn für mehrere Proben nur eine Stromversorgung verwendet wird, muss jede mit einem Schutzschalter oder einer ähnlichen Vorrichtung ausgestattet sein. Dadurch soll sichergestellt werden, dass der Ausfall einer einzelnen Probe nicht dazu führt, dass die Prüfspannung aller anderen Proben abgeschaltet wird.

Ein Beispiel-Setup besteht aus:

• Prüfling, optional mit Montagehalterung
• Elektroden mit Zubehör wie Schrauben, Unterlegscheiben und Muttern
• Ein Stapel Filterpapier zur Zufuhr des Schadstoffs
• eine Montage

Alle Elektroden, Befestigungselemente und metallischen Befestigungselemente wie z. B. mit den Elektroden verbundene Schrauben sollten aus Edelstahl, vorzugsweise Typ 302 (austenitische Legierung mit 8 Prozent Chrom und 8 Prozent Nickel), bestehen.

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