5-6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ
Рис. 5-8. Общий вид скребкового прибора для определения механической прочности эмалевой изоляции.
Механическая прочность эмалевой изоляции определялась до последнего времени путем ее истирания стальной иглой диаметром 0,6 мм на скребковом приборе, показанном на рис. 5-8. Игла, расположенная поперек испытываемого образца провода, прижимается к нему определенным грузом и совершает возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости.
Величины рекомендуемых нагрузок на иглу для эмалированных проводов различных диаметров составляют 240—920 гс (для проводов марки ПЭВ-1 диаметром 0,25—0,38 мм 240 гс, ПЭВ-2 тех же диаметров— 340 гс и т. д.).
Игла касается поверхности провода, который прочно закрепляется между двумя зажимами, и приводится в возвратно-поступательное движение эксцентриком. Скорость иглы 50—60 двойных ходов в 1 мин; длина хода иглы в одном направлении 10 мм. Прибор оснащен сигнальной электрической цепью. В момент истирания изоляции между иглой и жилой провода образуется электрический контакт и с помощью реле двигатель, приводящий в движение иглу, отключается; одновременно останавливается счетчик числа двойных ходов иглы. Напряжение переменного или постоянного тока между иглой и жилой должно составлять 6—12 в; ток срабатывания реле 4—5 мА. Истирание производят на образце провода в двух местах на расстоянии 100 мм одно от другого в двух противоположных точках по окружности. Игла через каждые 4 ч работы прибора должна сменяться. Число двойных ходов иглы до замыкания электрической цепи при разрушении изоляционного слоя характеризует механическую прочность покрытия.
В соответствии с ГОСТ 14340.10-69 этот метод испытаний несколько изменен с учетом принятой международной практики. Диаметр стальной иглы уменьшен с 0,6 до 0,4 мм, скорость ее возвратно-поступательного движения ограничивается 60±3 двойными ходами в 1 мин. Напряжение постоянного тока должно составлять 12 в, ток срабатывания реле 5±1 мА, время срабатывания реле 0,10—0,15 сек. Уточнены также нагрузки на иглу, складывающиеся из сил тяжести головки скребка и груза. Нагрузки для проводов несколько уменьшены с учетом рекомендаций МЭК [в диапазоне размеров до 0,35 мм для проводов с толщиной изоляции, соответствующей по новому ГОСТ классу Б (тип ПЭВ-2) до 0,20 кгс, для 1,25—1,30 мм — до 0,67 кгс и т. д.].
При проведении испытаний на истирание от катушки с проводом отбираются два образца длиной не менее 200 мм, выпрямленные с удлинением не более 1 %. С одного конца образца для крепления зажима скребкового прибора на длине 10—15 мм удаляется изоляция. Испытания на образце провода должны быть проведены в трех местах по окружности (путем последовательного поворота провода на 120 и 240°). Среднее значение результатов шести испытаний на двух образцах не должно быть менее величин, указанных в технической документации на проводи; минимальное значение результатов шести испытаний должно составлять не менее 50% нормируемой величины.
Большое значение при проведении испытаний имеют диаметр истирающей иглы и качество ее поверхности. Когда с усилием Р сдавливаются два тела, у которых главные радиусы кривизны определяются величинами р, ρ'1, р2 и ρ'2, поверхностью касания будет эллипс, полуоси которого определяются как
Из анализа вышеприведенных выражений следует, что с уменьшением радиуса иглы или провода, т. е. соприкасающихся тел, удельное давление иглы на провод при той же нагрузке ввиду сокращения поверхности касания возрастает. Применение игл с шероховатой поверхностью также снижает результаты испытаний.
Рис. 5-9. Прибор для определения механической прочности изоляции эмалированных проводов методом истирания иглой при ее одностороннем движении с увеличивающейся нагрузкой.
а —принципиальная схема: 1 —рояльная проволока или игла; 2 — образец эмалированного провода; 3 — рама; 4 — устройство для крепления рамы и нагрузки; 5 — рукоятка для выпрямления провода; 6 — опора; 7 — винты, 8, 9 — элементы устройства, обеспечивающие установку груза и передачу усилия, 10 — зажимное колесо для поворота образца на 120 и 240°, б — общий вид.
В связи с тем, что при испытании прочности изоляции эмалированных проводов на истирание с использованием скребкового прибора с возвратно-поступательным движением иглы под постоянной нагрузкой получается довольно большой разброс результатов испытаний, в США предложен новый метод, позволяющий быстро определять механическую прочность при хорошей воспроизводимости результатов. Этот метод был принят также и МЭК, которая рекомендовала пользоваться им наряду с методом, описанным выше. Внешний вид и принципиальная схема прибора приведены на рис. 5-9. Зажимы прибора позволяют легко поворачивать образец на 120 и 240°. С помощью установочных винтов снизу подводится опора для провода. На провод плавно опускается головка скребка, рабочей частью которой служит стальная игла или рояльная проволока диаметром 0,23 мм. Скорость движения скребка составляет 300 мм/мин. Первоначальная нагрузка на скребок составляет 90% минимальной, указываемой в технической документации на провода. При движении иглы по проводу нагрузка на нее равномерно возрастает, причем игла движется в одном направлении.
Схема прибора выполнена так, что повреждение изоляции фиксируется только в том случае, когда игла полностью соскоблит изоляцию на длине 3 мм. При этом скребок останавливается. Сигнальная цепь питается постоянным током напряжением 6 в и имеет добавочное сопротивление, ограничивающее ток до 200 мА. В момент остановки скребка зажигается лампа на панели, соответствующая положению скребка. Лампа освещает цифру, на которую следует умножить первоначальную нагрузку, чтобы получить нагрузку, разрушившую изоляцию. Затем испытания проводят еще 2 раза, поворачивая образец на 120 и 240°. Величины разрушающих нагрузок зависят от диаметра и типа изоляции испытываемого провода. Этот метод испытаний применяется для эмалированных проводов диаметром 0,25 мм и выше.
При испытаниях механической прочности стекловолокнистой, эмалево-стекловолокнистой и дельта-асбестовой изоляции обмоточных проводов как круглых, так и прямоугольных сечений также используется метод истирания стальной иглой диаметром 0,6 или 0,4 мм, совершающий возвратно-поступательное движение. Для испытаний отбирается один образец. Скребковый прибор подобного же типа имеет специальную приставку для закрепления образца прямоугольного провода и приспособление для поворота образца на ребро. Нагрузки на иглу скребкового прибора для проводов с волокнистой изоляцией приведены в табл. 5-4.
В настоящее время метод испытаний с применением иглы диаметром 0,4 мм не является обязательным, но в ближайшем будущем игла диаметром 0,6 мм применяться не будет.
Таблица 5-4
Нагрузки на иглу скребкового прибора при испытаниях механической прочности истиранием для обмоточных проводов с волокнистой изоляцией
