Norma „ASTM D149 Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulation Materials at Commercial Power Frequencies” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badawczą służącą do określania wytrzymałości dielektrycznej stałych materiałów izolacyjnych przy częstotliwościach zasilania komercyjnego w określonych warunkach.
O ile nie zaznaczono inaczej, test należy przeprowadzić przy częstotliwości 60 Hz. Jednakże te metody testowe nadają się do stosowania w zakresie od 25 do 800 Hz. Przy częstotliwościach powyżej 800 Hz nagrzewanie dielektryczne stanowi potencjalny problem.
Niniejsza metoda badawcza została opracowana do stosowania w połączeniu z dowolną normą ASTM lub inną normą, która odwołuje się do tej metody badawczej. Odniesienia do tej normy powinny wskazywać konkretne opcje, które należy zastosować.
Ta metoda badawcza nadaje się do stosowania w różnych temperaturach i w dowolnym odpowiednim środowisku gazowym lub ciekłym. Ponadto, ta metoda badawcza nie jest przeznaczona do pomiaru wytrzymałości dielektrycznej materiałów, które są płynne w warunkach badania.
Tej metody badawczej nie należy stosować do określania wewnętrznej wytrzymałości dielektrycznej, wytrzymałości dielektrycznej przy napięciu stałym ani uszkodzeń cieplnych pod wpływem naprężeń elektrycznych (do których stosuje się normę ASTM D3151).
Ta metoda badawcza jest najczęściej stosowana do określania napięcia przebicia dielektrycznego na grubości próbki (przebicie). Może być również stosowana do określania napięcia przebicia dielektrycznego na granicy faz między próbką stałą a otaczającym ją gazowym lub ciekłym medium (przeskok iskry). Ta metoda badawcza może być również stosowana do badań wytrzymałościowych.
Ta metoda badawcza jest zasadniczo podobna do normy IEC 61724-1 „Wydajność systemów fotowoltaicznych – Część 1: Monitorowanie”. Wszystkie procedury opisane w tej metodzie są zawarte w normie IEC 243-1. Różnice między tą normą a normą IEC 243-1 mają charakter redakcyjny.
Podczas opracowywania materiałów do zastosowania jako nieprzewodzące bariery dla wysokich napięć, kluczowe jest zapewnienie ich odporności na różne warunki. Jednym z takich czynników jest odporność materiału na przebicie elektryczne, znana jako wytrzymałość dielektryczna. Do jej oceny powszechnie stosuje się normę ASTM D149. Test ten mierzy napięcie przebicia i wytrzymałość dielektryczną stałych materiałów elektroizolacyjnych.
W skrócie, norma ASTM D149 określa napięcie przebicia dielektrycznego stałych materiałów izolacyjnych. Innymi słowy, norma ASTM D149 mierzy, jakie wysokie napięcie materiał może wytrzymać, zanim ulegnie przebiciu. Test ten jest przydatny do określenia bezpieczeństwa materiału i jego przydatności do zastosowań elektrycznych. Test ten jest zazwyczaj przeprowadzany przy częstotliwościach sieciowych stosowanych w sieciach komercyjnych w celu badania izolacji wysokiego napięcia.
Wytrzymałość dielektryczną materiału mierzy się głównie za pomocą dwóch parametrów:
Chociaż zaleca się testowanie materiału o tej samej grubości co cały produkt, możliwe jest uzyskanie wyników testów opartych na materiałach o różnej grubości. Wolt na mil to skuteczna miara oceny wytrzymałości dielektrycznej materiałów izolacyjnych i wskazuje, jakie napięcie materiał może wytrzymać na jednostkę grubości. Ten pomiar zapewnia standaryzację, umożliwiającą porównywanie produktów różnych producentów, ponieważ zapewnia spójną podstawę oceny, niezależnie od grubości materiału. Standaryzacja sposobu pomiaru wydajności izolacji umożliwia dokonywanie bardziej świadomych i trafnych wyborów w zakresie doboru materiałów oraz usprawnia zarówno projektowanie produktów, jak i protokoły bezpieczeństwa.
Test przebicia dielektrycznego zgodnie z normą ASTM D149 polega na umieszczeniu materiału w kontrolowanych warunkach, gdzie przykładane jest rosnące napięcie, aż do momentu przebicia. Najlepiej, aby test ten był przeprowadzany zarówno na materiałach dziewiczych (nienaświetlonych), jak i na materiałach poddanych działaniu czynników środowiskowych, takich jak starzenie pod wpływem promieniowania UV. Pomaga to symulować warunki rzeczywiste i jest ważne, ponieważ natężenie promieniowania UV, jakiemu poddawany jest materiał, wpływa na jego trwałość w czasie.
Badanie elektryczne wysokim napięciem zgodnie z normą ASTM D149 umożliwia ocenę zarówno nowych, jak i starych materiałów. W połączeniu z testami starzenia UV zalecanymi przez normę IEEE 1656, badanie to zapewnia producentom kompleksowy obraz tego, jak dobrze materiał zachowuje swoje właściwości izolacyjne w czasie. Wieloletnia ekspozycja na warunki środowiskowe, takie jak światło słoneczne, może pogorszyć jego właściwości dielektryczne. Badanie to jest zazwyczaj przeprowadzane po 1.000 godzinach ekspozycji na promieniowanie UV, zgodnie z normami ASTM D4329 i ASTM G154. Niewielki spadek napięcia przebicia i napięcia na milę (V/mil) po 1.000 godzinach ekspozycji na promieniowanie UV wskazuje, że pomimo pewnej degradacji, materiał zachował większość swojej wytrzymałości dielektrycznej. Daje to pewność co do długotrwałej wydajności materiału w warunkach zewnętrznych.
Badania izolacji wysokonapięciowej są istotne dla wielu branż, w tym dla firm zajmujących się dystrybucją energii elektrycznej. Materiały izolacyjne są poddawane naprężeniom mechanicznym, oddziaływaniom środowiskowym i wysokiemu napięciu, co oznacza, że muszą zachować swoją wytrzymałość dielektryczną w czasie. Oprócz badań przebicia dielektrycznego, w celu oceny właściwości mechanicznych przeprowadza się również inne metody badania izolacji elektrycznej, takie jak badania wytrzymałości na rozciąganie i udarności. Kluczowe badania mechaniczne uzupełniające badania wytrzymałości dielektrycznej obejmują udarność (z karbem i bez karbu) (normy ASTM D256 i ASTM D4812), wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i moduł sprężystości (ASTM D638) oraz wytrzymałość na zginanie i moduł sprężystości (normy ASTM D790). Badania te zapewniają kompleksowe zrozumienie, jak materiał będzie zachowywał się w różnych warunkach mechanicznych i elektrycznych, zapewniając długotrwałą niezawodność.
Ostatecznie metody badań izolacji ASTM D149 określają, czy dany materiał nadaje się do stosowania w trudnych warunkach i zastosowaniach, takich jak instalacje elektryczne. Testy te są przydatne w przypadku materiałów izolacyjnych, które muszą pozostać nienaruszone w ekstremalnych warunkach.
Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, może pochwalić się silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia naukowe i technologiczne oraz stale się rozwijają. W tym kontekście oferujemy również usługi testowe zgodne z normą ASTM D149, Standardową Metodą Testowania Napięcia Przebicia Dielektrycznego i Wytrzymałości Dielektrycznej Stałych Materiałów Izolacyjnych przy Częstotliwościach Sieciowych.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
