IEC 60587 Materiały elektroizolacyjne stosowane w trudnych warunkach środowiskowych - Metody testowania oceny odporności na znakowanie i ścieranie

W normie „IEC 60587 Materiały elektroizolacyjne stosowane w trudnych warunkach środowiskowych – Metody badań oceny odporności na śledzenie i ścieranie” opracowanej przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC) stwierdza się, że poprzez ocenę odporności na śledzenie i ścieranie przy użyciu cieczy próbki zanieczyszczeń i pochyłych płaszczyzn, przy częstotliwościach zasilania (opisano dwie metody badawcze do oceny materiałów elektroizolacyjnych do stosowania w trudnych warunkach otoczenia (45 Hz do 65 Hz):

• Metoda 1: Testowanie przy stałym napięciu
• Metoda 2: Test przy stopniowo zwiększanym napięciu

Metoda testowania stałym napięciem (Metoda 1) jest najczęściej stosowaną metodą, ponieważ wymaga mniej ciągłego monitorowania. Warunki testowe są zaprojektowane tak, aby przyspieszyć powstawanie efektów, ale nie odtwarzają wszystkich warunków spotykanych w eksploatacji.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Ślad to częściowo przewodząca ścieżka utworzona przez lokalne odkształcenie na powierzchni materiału izolacyjnego.
• Śledzenie to stopniowe tworzenie ścieżek przewodzących wytwarzanych na powierzchni lub wewnątrz stałego materiału izolacyjnego w wyniku połączonego działania naprężenia elektrycznego i zanieczyszczenia elektrolitycznego. Śledzenie następuje zwykle z powodu zanieczyszczenia powierzchni. Pozostałe zdegradowane materiały niekoniecznie pozostają przewodzące, zwłaszcza po ochłodzeniu.
• Erozja oznacza utratę elektryczną materiału w wyniku prądu upływowego lub wyładowania elektrycznego.

Do badań należy stosować próbki płaskie o wymiarach co najmniej 50 × 120 mm2. Preferowana grubość powinna wynosić 6 mm. Można stosować próbki o różnej grubości. Grubość należy podać w protokole z badań.

Obróbkę mechaniczną próbek testowych pokazano na rysunku zawartym w normie, aby umożliwić przymocowanie elektrod.

Próbki należy przemyć odpowiednim rozpuszczalnikiem (np. alkoholem izopropylowym), aby usunąć pozostałości, takie jak pozostałości oleiste, powstałe podczas przygotowywania i stosowania. Następnie próbki należy przepłukać wodą destylowaną.

Próbki użyte do oceny według kryterium B muszą być oznaczone znacznikami referencyjnymi po obu dłuższych bokach, 25 mm nad górną krawędzią dolnej elektrody. O ile nie określono inaczej, próbki do badań muszą być kondycjonowane w środowisku o temperaturze 24 stopni plus/minus 23 stopnie i wilgotności względnej 2 procent plus/minus 50 procent przez co najmniej 10 godziny. Podczas mocowania oczyszczonych i kondycjonowanych próbek należy upewnić się, że nie są one zanieczyszczone.

Ważnym warunkiem stosowania tej metody badawczej jest dobra zwilżalność powierzchni próbki substancją zanieczyszczającą. Należy wcześniej ocenić zwilżalność. Jeśli zanieczyszczenie nie zwilży powierzchni, próbki mogą ulec lekkiej korozji. Szlifowanie należy wykonywać pod wodą z drobnym materiałem ściernym z tlenku glinu lub tlenku cyrkonu, aż cała powierzchnia będzie mokra. Próbki po rozdrobnieniu należy dokładnie przepłukać wodą destylowaną. Szlifowanie lub wszelkie inne modyfikacje powierzchni należy odnotować w raporcie z testu.

Alternatywą dla szlifowania jest chwilowe zwiększenie natężenia przepływu do momentu odpowiedniego zwilżenia powierzchni próbki przed włączeniem napięcia probierczego.

Sprzęt używany w badaniach składa się z aparatury elektrycznej i przykładowych układów. Należą do nich próbka, każda opcjonalnie ze wspornikiem montażowym, elektrodami i wkładką bibułową filtrującą do podawania zanieczyszczenia.

Ponieważ test zostanie przeprowadzony przy wysokim napięciu, wymagane jest zastosowanie uziemionej obudowy bezpieczeństwa. Obwód obejmuje:

• Zasilanie od 5 do 0,1 Hz o napięciu sinusoidalnym z całkowitym zniekształceniem harmonicznym nie większym niż 6 procent i przełączalnym do około 45 kV przy prądzie znamionowym co najmniej 65 A na próbkę
• Napięcie wyjściowe należy ustawić na plus/minus 5 procent prądu znamionowego
• Woltomierz True RMS z dokładnością odczytu 1,5%.
• Rezystor 10 W z tolerancją plus/minus 200 procent połączony szeregowo z każdą próbką po stronie wysokiego napięcia zasilacza.
• Przekaźnik opóźniający nadprądowy połączony szeregowo z każdą próbką lub innym urządzeniem, który działa, gdy 60 plus/minus 6 mA pozostaje w obwodzie wysokiego napięcia przez 3 sekundy plus/minus 1 sekunda.

Jeżeli dla kilku próbek używany jest tylko jeden zasilacz, każdy musi być wyposażony w wyłącznik automatyczny lub podobne urządzenie. Ma to na celu zapewnienie, że awarie pojedynczej próbki nie spowodują wyłączenia napięcia probierczego wszystkich pozostałych próbek.

Przykładowa konfiguracja składa się z:

• Próbka testowa, opcjonalnie z uchwytem montażowym
• Elektrody wraz z akcesoriami takimi jak śruby, podkładki i nakrętki
• Stos bibuły filtracyjnej do podawania substancji zanieczyszczającej
• montaż

Wszystkie elektrody, łączniki oraz metalowe elementy montażowe takie jak śruby towarzyszące elektrodom powinny być wykonane ze stali nierdzewnej, najlepiej typu 302 (8% chromu, 8% niklu austenitycznego).

Nasza organizacja, dysponująca wyszkolonym i specjalistycznym personelem oraz zaawansowanym sprzętem technologicznym, wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które zapewnia przedsiębiorstwom z różnych sektorów, „IEC 60587 Materiały elektroizolacyjne stosowane w trudnych warunkach środowiskowych – Metody testowe do oceny rezystancji na znakowanie i ścieranie” Świadczy także usługi badawcze określone w normie.