Виды и методика испытаний
В табл. 14-1 приведены режимы испытаний на влагостойкость. Изделия исполнения Т категории А и Н испытываются по длительному режиму jY° 2, а категории П — по режиму № 3, изделия исполнения ТМ всех категорий — по режиму № 2, исполнения ТС категорий А и Н — по режиму № 3, а категории П на влагостойкость не испытываются. Если в изделиях исполнения ТС применяются не рекомендованные для тропиков конструкционные материалы и методы защиты, то эти изделия должны быть испытаны по режиму № 3.
Кратковременные испытания (ускоренный режим) применяются только в качестве повторных (см. § 14-1).
Таблица 14-1
Режимы испытаний на влагостойкость
Отдельные узлы и детали изделий исполнений Т, ТМ и ТС испытываются по более жестким режимам (вместо режима № 3 режим № 2, вместо режима № 2 режим № 1). Отдельные узлы и детали категории П изделий исполнения ТС на влагостойкость могут не испытываться или испытываться по режиму № 3, если в них применены не рекомендованные для тропиков конструкционные материалы и методы защиты.
Изделия исполнения ТМ не испытываются на влагостойкость по Правилам Регистра для судового электрооборудования, так как режимы испытаний на влагостойкость для изделий исполнения Т более тяжелы.
Если испытаниям на влагостойкость подвергаются изделия исполнения Т, у которых имеются подогреватели, то во время испытаний изделия подогреватель должен функционировать.
У испытуемых изделий должны быть защищены от коррозии посадочные места для других механизмов, а также места, которые защищаются в процессе эксплуатации.
Изделия исполнения ХЛ категории П испытаниям на влагостойкость не подвергаются.
Испытуемые изделия помещаются в камеру влажности и подвергаются циклическим испытаниям.
В каждом цикле испытаний изделия подвергаются действию влажности, указанной в табл. 14-1, при верхнем значении температуры, указанной для данного испытания, в течение указанного в этой таблице времени. После этого изделия охлаждаются при указанной в табл. 14-1 влажности до указанной в таблице температуры. Охлаждение может производиться в камере, где проводились испытания при верхнем значении температуры, путем выключения источников тепла (если увлажнение создается открытым зеркалом воды) или путем выключения источников тепла и (периодически) влаги (если увлажнение создается отдельным увлажнителем, расположенным вне камеры).
Допускается вместо естественного охлаждения изделий в камере, где проводились испытания, при верхнем значении температуры, перемещать изделия непосредственно из камеры в другое помещение или в гигростат с пониженной температурой.
Повышение температуры и влажности для проведения каждого последующего цикла должно быть достаточно быстрым, чтобы обеспечить конденсацию влаги на поверхности изделия.
В последнем цикле испытаний, в конце последнего часа выдержки изделий при повышенной температуре без извлечения их из камеры, должно быть произведено испытание изоляции повышенным напряжением. При этих испытаниях не должно наблюдаться ни перекрытия, ни пробоя изоляции.
Для изделий, подвергающихся проверке на функционирование без извлечения из камеры влажности, испытание корпусной и (если возможно) междуфазной изоляции проводится перед проверкой на функционирование.
Испытание межвитковой изоляции изделий должно производиться в нагретом состоянии после проверки на функционирование; при этом допускается испытание вне камеры. При испытании межвитковой изоляции узлов (например, катушек электрических машин или аппаратов) допускается производить испытание вне камеры влажности спустя не более 30 мин после извлечения их из камеры.
Длительность испытаний органической и кремний-органической изоляции 5 мин, неорганической 1 мин.
Величины испытательных напряжений при испытании корпусной или междуфазной изоляции оборудования низкого напряжения, а также электрических машин, аппаратов и масляных или с негорючей жидкостью трансформаторов должны быть не ниже величин напряжений по соответствующим нормам для оборудования обычного исполнения. Межвитковая изоляция сухих негерметизированных трансформаторов должна испытываться индуцированным напряжением при подаче на обмотку напряжения на 80% выше номинального.
В последнем цикле испытаний при верхнем значении испытательной температуры в течение 6 ч производится проверка изделий на функционирование (при номинальных напряжении и нагрузке). Этой проверке подвергаются изделия, имеющие подвижные части (электрические машины, выключатели, реле и т. п.), кроме коммутационных аппаратов высокого напряжения и приводов к ним. Рекомендуется проводить эти испытания без извлечения изделий из камеры. Допускается проведение испытаний вне камеры спустя не более 30 мин после извлечения изделий из камеры. Для изделий, подвергаемых проверке на функционирование, испытания при естественном охлаждении (табл. 14-1) в последнем цикле не проводятся.
При испытаниях в камере вместо испытаний изделий при номинальной нагрузке допускается производить испытания путем периодических пусков и остановок оборудования, с тем чтобы превышения температуры обмоток были такими же, как при номинальной нагрузке.
После извлечения из камеры выдержавшие испытания изделия должны быть подвергнуты внешнему осмотру; при обнаружении недопустимого нарушения внешнего вида (растрескивание или размягчение лакокрасочных покрытий и пластмасс, коробление пластмасс, коррозия металлических деталей и т. п.) изделия считаются не выдержавшими испытания.
В процессе испытания может производиться периодический контроль и других параметров, оговоренных в ТУ, без изъятия изделий из камеры.
По окончании испытания изделия извлекаются из камеры влажности и после выдержки в нормальных условиях (в течение не менее 12—24 ч) производятся внешний осмотр и измерение параметров, указанных в ТУ.
2. Особенности испытаний изоляции аппаратов, трансформаторов и изоляторов высокого напряжения (свыше 1000 в) в процессе испытаний на влагостойкость
Изоляция аппаратов, трансформаторов и изоляторов с рабочим напряжением свыше 1 000 в в процессе испытаний на влагостойкость подвергается проверке напряжением. Допускается вместо проверки изоляции во время испытаний всего оборудования проверять изоляционные узлы или детали в отдельности. При этом проверке подвергается изоляция лишь тех узлов и деталей, на которые в рабочем режиме непосредственно воздействуют внешние атмосферные факторы (влага, роса, дождь, пыль, загрязнения и т. п.).
У трансформаторов, заполненных изолирующей жидкостью, проверке напряжением подвергается лишь внешняя изоляция. Эти испытания могут проводиться как на собранном трансформаторе, так и на макете внешней изоляции трансформатора или трансформаторе без выемной (активной) части.
В начале предпоследнего цикла, когда температура в камере достигает значения на 2°С ниже максимального, и в конце выдержки при повышенной температуре без извлечения испытуемого изделия или изоляционной детали из камеры производится испытание на отсутствие короны. Это испытание производится путем приложения в течение не менее 2 мин наибольшего рабочего напряжения (линейного для междуфазной изоляции и фазного для изоляции по отношению к земле и изоляции между контактами одного •и того же полюса при отключенном положении выключателя или разъединителя). При этом испытании не должно наблюдаться видимой в темноте или оставляющей следы на поверхности изоляции короны. Испытания на отсутствие короны рекомендуется проводить также периодически через каждые два цикла для изделий тропических исполнений категории П и через каждые пять циклов для всех исполнений (Т, ТС, ТМ, ХЛ) изделий категорий Н и А.
При проверке изоляции в последнем цикле испытаний повышенным напряжением испытательное напряжение плавно поднимают до значений, указанных в табл. 14-2, после чего без выдержки плавно снижают его до 50% одноминутного испытательного напряжения по ГОСТ 1516-60 и выдерживают 5 мин.
Для выполненных из керамических материалов деталей и узлов изделий высокого напряжения, а также для керамических опорных и проходных изоляторов проверка повышенным напряжением (табл. 14-2) и проверка на отсутствие короны заменяются испытаниями в условиях выпадения росы. Испытаниям в условиях выпадения росы не подвергаются изделия исполнения ХЛ и изоляция изделий категории Н исполнения ТС, размещаемых в шкафах, а также изоляция всего шкафа в целом (кроме наружной части ввода в шкаф).
Таблица 14-2
Испытательные напряжения для изделий высокого напряжения при проверке влагостойкости
Испытания в условиях выпадения росы
При испытаниях в условиях выпадения росы изделие (или изоляционная деталь), имеющее комнатную температуру (15—25°С), помещают в камеру с относительной влажностью воздуха 95—98% при температуре 40±2°С. Напряжение прикладывается путем плавного подъема (без последующей выдержки) до значений, указанных в табл. 14-3. Испытание проводят 4 раза через 3, 6, 10 и 15 мин после внесения испытуемого объекта в камеру.
Таблица 14-3
Испытательные напряжения для изделий высокого напряжения при проверке в условиях выпадения росы
При испытаниях в условиях выпадения росы отмечают напряжение появления видимой в темноте короны. Напряжение появления короны должно быть не ниже наибольшего рабочего напряжения (линейного для междуфазной изоляции и фазного для изоляции по отношению к земле и изоляции между контактами одного и того же полюса при отключенном положении полюса или разъединителя).
Камеры для испытаний на влагостойкость
К камере для испытания на влагостойкость предъявляются следующие требования:
а) Обеспечение в любой точке рабочего объема однородной температуры в пределах от комнатной до +55° С с точностью ±2° С и относительной влажности воздуха в пределах от существующей при комнатной температуре (при 20±5°С относительная влажность при нормальных условиях обычно бывает равна примерно 60%) до 94—98% (при любой температуре в камере) с точностью ±2%.
б) Скорость воздуха в камере должна быть равна примерно 0,5— 2,0 м/сек. В этом случае психометрические таблицы, составленные обычно для скорости воздуха 0,8 м/сек, могут быть применены без поправок.
в) В камере должно быть исключено попадание на испытуемые образцы конденсирующихся на потолке капель воды.
г) Полезный объем камеры должен превышать не менее чем в 2—3 раза суммарный объем установленных на испытание образцов.
Существует два способа образования влажного воздуха в замкнутом пространстве:
Увлажнение воздуха с открытой поверхности воды или водных растворов химических соединений (глицерина, серной кислоты, растворов различных солей).
Для получения необходимой влажности воздуха в гигростатах отказываются от измерения и регулирования влажности и используют закономерности равновесного состояния насыщенного раствора соли к окружающей атмосферы. На поверхности таких водных растворов существует в зависимости от их температуры определенное значение давления водяных паров. При интенсивном соприкосновении этой поверхности с воздухом это давление переносится на него в виде парциального давления пара. Таким образом, поскольку раствор и воздух имеют одинаковую температуру, устанавливается постоянная относительная влажность воздуха, которая чаще всего мало изменяется в зависимости от температуры.
2. Увлажнение воздуха путем циркуляции воздуха через увлажнительное устройство. Конструкции увлажнительных устройств могут быть различными.
Первый способ увлажнения применяется в том случае, когда влажность воздуха не должна изменяться в течение продолжительного времени, хотя температура может быть различной, или когда при испытаниях на влагостойкость пользуются двумя гигростатами с разными температурами. Примеры таких гигростатов приведены на рис. 14-1 —14-4.
Принцип действия ясен из рисунков. Полезный объем камеры ВЭИ составляет 0,25—0,5 м3.
На рис. 14-5—14-8 приведены схемы стационарных камер, изготавливаемых непосредственно на предприятиях (рис. 14-5 и 14-6) и выпускаемых промышленностью (рис. 14-7—камера марки ТВК-1 и рис. 14-8 — камера МРТП) [Л. 4].
Рис. 14-5. Принципиальная схема увлажнения воздуха при помощи зубчатого диска.
1— камера; 2, 3 — электроподогреватели; 4 — бачок с водой; 5 — центробежный насос; 6 — зубчатый диск распылителя воды; 7 — электродвигатель.
Принцип действия камеры ТВК-1 следующий (рис. 14-7). На одной из стен камеры 1 за перегородкой расположен электрический подогреватель 2 мощностью 2,2 квт. При помощи осевого вентилятора 3 воздух перемешивается, чем достигается равномерная температура по всему рабочему объему камеры.
При необходимости получить температуру на 10—20° С ниже окружающей через калорифер 4 пропускается охлаждающая вода или газ.
Увлажнение воздуха происходит в испарителе 5 с нагревателей воды 6, расположенным вне камеры. Вентилятор увлажнителя 7 производит принудительную циркуляцию воздуха через испаритель влаги, заполненный водой; воздух, подогретый в камере, поступает в испаритель влаги и увлажняется.
Регулирование и поддержание необходимых температур и относительной влажности воздуха осуществляются при помощи схемы с контактными термометрами 8 и 9, включенными в блок сигнализации и автоматики. Камера снабжена проходными изоляторами 10.
Тепловлагокамера МРТП представляет собой металлический шкаф, внутри которого расположены рабочий объем, блок автоматики и сигнализации и увлажнительный бачок с вентилятором высокого давления и воздуховодами.
На задней стенке камеры расположен трубчатый электронагреватель. Дождевальное устройство внутри камеры позволяет производить в случае необходимости орошение образцов.
По принципу действия тепловлагокамера МРТП аналогична камере ТВК-1.
Процесс рециркуляции увлажненного воздуха ведется постоянно, чем достигается разномерное распределение влажности и температуры по всему рабочему объему камеры. Для получения и сохранения необходимой влажности воздуха в камере движение увлажненного воздуха осуществляется тремя циклами.
- й цикл — воздух, циркулирующий в системе камера — вентилятор—увлажнитель—камера, постепенно насыщается парами воды и увлажняется до требуемого предела (соответствует положению «Мало»).
- й цикл — воздух, циркулирующий в системе камера —вентилятор— камера, остается насыщенным парами воды в требуемых пределах (соответствует положению «Норма»).
3-й цикл — воздух, циркулирующий в системе камера — вентилятор — наружный воздух — камера, освобождается от излишков влаги, перемешиваясь с наружным воздухом (соответствует положению «Много»).
Указанная цикличность циркулирующего воздуха достигается при помощи автоматического переключения двух электромагнитных блок- клапанов в линии воздуховодов. Блок-клапаны управляются при помощи электрической схемы двух «влажных» контактных термометров. Один из этих термометров управляет насыщением воздуха влагой от состояния «Мало» до состояния «Норма» и управляет блок-клапаном 14, расположенным в трубопроводе 5.
Второй термометр управляет насыщением влажности, превышающим заданные режимы в положении «Много», и блок-клапаном 15, соединенным с наружным воздухом.
Увлажнитель воздуха представляет собой закрытый герметичный сосуд, заполненный до требуемого уровня водой.
Контактный термометр, установленный в сосуде, поддерживает некоторую постоянную температуру воды, .подогреваемой электроподогревателем, расположенным в увлажнителе.
Увлажнительный сосуд заполняется водой из водяного бака 11.
Технические характеристики камеры МРТП следующие:
В настоящее время отечественная промышленность выпускает самые разнообразные камеры для испытания изделий на влагостойкость.
