Мир современных материалов — Электрическая прочность изоляции

Электрическая прочность — это минимальное значение напряжённости электрического поля, при которой наступает пробой изоляции. Электрическая прочность изоляции является сложной функцией физиче­ских свойств материала, размеров образца, условий окружающей среды и характера приложенного напряжения.

 Различают два основных вида пробоя однородных диэлектри­ков: электрический и тепловой. Кроме того, существует еще иониза­ционный пробой, который является следствием ионизации газовых включений, содержащихся в твердом изолирующем материале.

Существенное влияние на механизм пробоя в слоистой изоля­ции оказывает развитие скользящих разрядов вдоль лент. Электри­ческая прочность применяемых на практике диэлектриков суще­ственно зависит от неоднородности поля, а также от характера и интенсивности таких процессов в них, как ионизация газовых вклю­чений и химические изменения материала изоляции. Наличие сла­бых мест приводит к тому, что отдельные образцы одного и того же материала пробиваются при различном напряжении, т. е. к по­явлению разброса значений электрической прочности, который зависит от степени однородности диэлектрика.

Обычно пробивное напряжение оценивается средним значени­ем многочисленных результатов испытаний отдельных образцов. Для кабельной изоляции вследствие большой протяженности ка­беля необходимо определить главным образом минимальное зна­чение пробивного напряжения, возможного при данной техноло­гии производства.

В связи с целым рядом факторов, определяющих пробивное на­пряжение изоляции, выбор рабочей напряженности электрического поля является сложной и ответственной частью расчета кабеля. Методы оценки пробивного напряжения и экспериментальные значения электрической прочности кабельной изоляции, а также методика выбора и расчета рабочей напряженности изоляции ка­белей будут рассмотрены далее. При этом необходимо рассмотреть влияние тонких пленок газов и масел на пробой кабельной изоля­ции, разряды в воздушных включениях, зависимость электричес­кой прочности от вида приложенного напряжения и длительности его действия.

Напряженность поля в газовых (а при переменном напряжении — и в масляных) включениях будет выше, чем в однородной изоляции. Это приводит к уменьшению электрической прочности изоляции, так как эти включения в электри­ческом отношении представляют собой ее наиболее слабые места. Как известно, электрическая прочность газа зависит от его при­роды и (согласно закону Пашена) является функцией произведе­ния плотности (давления) и толщины слоя газа: U_np = f(pA).

Под электрической прочностью газовой пленки понимается на­пряженность электрического поля Е_н, при которой начинаются разряды в газе.

Зависимость U_np = f(pA) имеет вид кривой с резко выражен­ным минимумом. Минимальное значение U_npдля воздуха соответ­ствует рА = 750 Па×мм и равно 327 В. Для меньших значений рА пробивное напряжение возрастает, потому что плотность воздуха (или толщина слоя А) значительно уменьшается и ионизирующее столкновение в газовом промежутке А становится все менее веро­ятным. Для рА > 750 Па×мм пробивное напряжение возрастает при­мерно по линейному закону, который нарушается лишь при абсо­лютном давлении более 2 МПа.

Закон Пашена в полном виде установлен для газовых промежут­ков между металлическими электродами. В изоляции кабелей газовые включения располагаются или внут­ри изоляционного слоя, или между изоляционным слоем и металличес­кой поверхностью жилы либо обо­лочки. В этом случае возможны от­клонения от закона Пашена, особен­но в области малых значений pD, так как возможно развитие разрядов по поверхности газовых включений.

Для воздушных прослоек, распо­ложенных между стеклянными пла­стинами, С. М.Брагиным была по­лучена зависимость U_npот рА при переменном напряжении, которую можно рекомендовать для прибли­женных расчетов в кабельной изо­ляции (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость пробивного напряжения пленки газа от про­изведения рΔ

Электрическая прочность газовой пленки зависит также от при­роды самого газа. Для повышения электрической прочности газо­наполненных кабелей применяют элегаз (SF₆) и фреон (CC1₂F₂). Электрическая прочность этих газов примерно в 2,2 — 2,5 раза выше электрической прочности воздуха.

При постоянном напряжении и высокой начальной напряжен­ности поля Е_нв газовом включении возникает ионизация, в ре­зультате которой на некоторое время (примерно на 10^-7 с) газ становится проводником. При этом на поверхности включения об­разуется свободный поверхностный заряд. Плотность заряда распределяется таким образом, что на­пряженность поля этого заряда час­тично компенсирует внешнее при­ложенное поле и результирующее поле в газовом включении будет зна­чительно уменьшается. Это приво­дит (при некоторой напряженности поля погасания Е_п) к прекращению ионизации, и воздушное включение снова становится непроводником (рис. 2). Период существования ионизации на рисунке обозначен ∆t₁. В дальнейшем свободные заряды стекают через диэлектрик, и напря­женность поля во включении нарастает по экспоненциальному закону с постоянной времени релак­сации . Если бы не происходило ионизации, то напряжен­ность поля достигла бы некоторого значения Е_в, но при Е = Е_нионизация возникает снова и цикл повторяется. Время цикла определяется в основном перио­дом между погасанием и зажиганием ∆t₂, который зависит от по­стоянной времени релаксации τ. Значение τ для высококачествен­ных диэлектриков находится обычно в пределах от нескольких се­кунд до десятков секунд (в полиэтилене — нескольких часов).

Рис. 2. Напряженность элект­рического поля при разрядах в воздушных включениях

При переменном напряжении после ионизации в газовом вклю­чении также возникают поверхностные заряды, поле которых в один полупериод направлено против внешнего поля. Но в следу­ющий полупериод внешнее поле изменяет направление, и поле зарядов уже не ослабляет его, а усиливает, что приводит к новой вспышке ионизации. В зависимости от внешнего напряжения частота этих вспышек может быть в два или более раз выше частоты напря­жения, т. е. возможно возникновение интенсивной ионизации.

Таким образом, влияние ионизации на процесс старения изо­ляции при переменном напряжении будет значительно больше, чем при постоянном напряжении.

Наличие интенсивной ионизации при переменном напряже­нии является одним из основных факторов, ограничивающих ра­бочую напряженность поля в изоляции.

Отказ (выход из строя) кабеля происходит вследствие накопле­ния признаков старения в процессе эксплуатации или ускоренных испытаний. Многочисленные эксперименты показали, что время наработки (до пробоя изоляции) для заданных температуры Т, напряженности электрического поля Е и степени старения может быть представлено функцией

где А и п — постоянные коэффициенты для данной изоляции; W— энергия активации процесса старения, Дж/моль; R = 8,31 Дж/(моль•К).

Зависимость t_pот Е представ­лена на рис. 3. На участке 1 коэффициент п велик вследствие малого времени воздействия на­пряжения (импульсов), а на уча­стке 2 при меньшей напряжен­ности поля значение п суще­ственно уменьшается. На этом участке возникают частичные разряды. На участке 3, где интенсивность частичных разрядов слабая, коэффи­циент п снова возрастает. По дан­ным многочисленных публика­ций, электрического старения на участке 3 почти не происходит, если интенсивность частичных разрядов в изоляции не превышает некоторого безопасного уровня.

Рис. 3. Логарифмическая зависи­мость t_р от Е:

1…3— участки характеристики

В кабелях с изоляцией, пропитанной вязким электроизоляционным составом, возможно образование газовых включений, в которых возникают частичные разряды. Исследования при циклическом режиме нагревания и охлаждения были проведены для кабелей на напряжение 35 кВ марок ААШв 1×120 и АСШв 1×150 lизоляцией, пропитанной составом МП-2, и марки ЦАСШв с пропиткой нестекающим составом МП-5. Образцы кабелей длиной 30 м с герметизированными концевыми заделками подвергали цикли­ческому нагреванию и охлаждению до температуры окружающей среды. Внутри жилы и под оболочкой были смонтированы медные трубки, соединенные с манометрами. Установлено, что в период охлаждения давление в кабеле становится ниже атмосфер­ного, что приводит к образованию газовых включений с пони­женным давлением. В соответствии с законом Пашена это способ­ствует возникновению частичных разрядов.

Измерения зависимости tgδ от напряжения показали, что в пе­риод нагревания приращение его с повышением напряжения от­сутствует, а это свидетельствует об отсутствии частичных разрядов. В период охлаждения происходит увеличение tgδ, что характерно для напряжения нормальной эксплуатации кабелей или меньшего. Это особенно важно при перенапряжениях, возникающих в кабе­лях в режимах с одноместным замыканием на землю в сетях с изолированной нейтралью (при линейном напряжении вместо фаз­ного между жилой и оболочкой).

В период нагревания изоляция подвергается медленному старе­нию по механизму термической деструкции. В период охлаждения происходит ее старение под действием ионизации в газовых вклю­чениях, а термическое старение замедляется в связи с понижени­ем температуры. Для выражения такого комплексного старения предложена эмпирическая зависимость, подтвержденная экспери­ментально:

где U_np— пробивное напряжение.

На рис. 4 приведены зависимости пробивного напряжения образцов от времени старения при различных температурах, соот­ветствующие формуле (2). Из рис. 4 можно получить зависимость

.

Рис. 4. Логарифмическая зависимость пробивного напряжения изоля­ции от времени старения при различной температуре

Если цикл испытаний составляет 8 ч, то для подтверждения 30 лет срока службы кабеля на 10 кВ при длительно допустимой температуре нагревания жилы 70 °С необходимо, чтобы он выдер­жал без пробоя испытания в течение 400 циклов при напряжении 17,3 кВ и максимальной температуре в цикле 90 °С. Этот норматив применяется при испытаниях кабелей, если произошли измене­ния в составе изоляции.

В маслонаполненных кабелях повышенное давление в пропиты­вающем бумажную изоляцию масле предотвращает образование газовых включений и возникновение в них частичных разрядов. При термическом старении изоляции происходит возрастание tgδ и постепенное повышение температуры изоляции, которое при­водит в конечном счете к тепловому пробою.

В процессе старения пропитанной бумажной изоляции проис­ходит выделение газообразных продуктов термической деструкции: водорода, метана, СО₂, СО и др. Содержание газов в пропитываю­щем составе определяют по пробам масла, взятым из кабельной линии с применением метода газовой хроматографии. Если содер­жание газов превысит предел их растворимости в пропитывающем составе при нижнем пределе давления в кабельной линии, могут образовываться газовые включения и возникать частичные разряды, которые приведут к ускоренному старению и пробою изоляции.

При расчете полиэтиленовой изоляции кабелей высокого на­пряжения используют средние значения допустимой напряженно­сти электрического поля в изоляции, а также проводят расчет по электрической прочности при воздействии импульсных перена­пряжений (аналогично маслонаполненным кабелям). Толщину изо­ляции определяют по формуле

Δ_из = U/E_p,

где U — расчетное напряжение; Е_р — расчетное значение средней напряженности поля.

В качестве изоляции применяют полиэтилен низкой плотно­сти, сшитый с применением перекиси дикумила. Процесс сшива­ния и охлаждения изоляции проводят при повышенном давлении (1 …2 МПа), что предотвращает образование газовых включений и частичных разрядов в изоляции.

В формуле (1) п > 12 при отсутствии влаги (имеется металли­ческая оболочка) и п≈10 при возможности воздействия влаги в процессе эксплуатации.

Многочисленные экспериментальные данные по старению по­лиэтиленовой изоляции показали, что в ней образуются дефекты, получившие название триинги. Различают электрические и водные триинги. После эксплуатации в течение нескольких лет кабелей на напряжения 6… 10 кВ при контакте с влагой триинги увеличива­ются по длине и, достигая нескольких десятых долей миллиметра, приводят к пробою изоляции.

Литература:

Основы кабельной техники/ под ред. И.Б. Пешкова. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 432 с.

Вас также может заинтересовать:

• Общие сведения о диэлектриках

• Кинетика отверждения

• Измерение объемного и поверхностного сопротивления твердых диэлектриков

• Электрическое старение изоляции

• Частичные разряды

причины уменьшения и методы контроля

Передача электрической энергии на любые расстояния осуществляется по металлическим проводникам, которые обязательно должны отделятся диэлектриком.  От качества изоляции во многом зависят не только эффективность работы энергосистемы, но и безопасность человека. Однако со временем технические характеристики диэлектрика утрачиваются,  из-за чего во всех устройствах периодически должна проверяться  электрическая прочность изоляции.

Электрическое старение может ускоряться из-за воздействия ряда факторов, чтобы разобраться в них мы более детально рассмотрим строение и физические процессы, протекающие в диэлектрических материалах.

Что такое электрическая прочность?

Под электрической прочностью для любой изоляции следует понимать такую минимальную разность потенциалов, приложенную к единице толщины, при которой начинают происходить разряды. Электрическая прочность представляет собой нелинейную функцию, изменение которой зависит от таких факторов:

• Толщины изоляции;
• Диэлектрической проницаемости;
• Температуры как окружающего пространства, так и самой изоляции;
• Тип диэлектрика;
• Род приложенного напряжения (переменное или постоянное).

 Таким образом, можно сказать, что прочность изоляции определяет пробивное напряжение. На практике для каждого материала этот параметр вычисляется эмпирическим путем после проведения многочисленных испытаний.

Рис. 1. Воздействие напряжения на диэлектрик

Величина измеряется как В/мм или кВ/см и т.д., к примеру, сухой воздух, в среднем, обладает прочностью 32кВ/см.

Однако прочность изоляции будет зависеть и от агрегатного состояния материала:

• Твердые диэлектрики – наиболее распространенные в кабельно-проводниковой продукции, предназначены для изготовления изоляции жил, корпусов приборов, прокладок и т.д. После пробоя или микро пробоя происходит разрушение изоляции, образуются каналы, по которым повторный пробой будет происходить уже при меньшем напряжении.
• Жидкие диэлектрики – наиболее распространенный вариант – трансформаторное масло, используемое в трансформаторах, выключателях, кабелях высокого напряжения. За счет подвижной структуры обладают способностью к восстановлению, благодаря чему они отлично проявляют себя в тех же масляных выключателях, где изоляция одновременно гасит дугу, а после этого восстанавливается.
• Газообразная изоляция – вокруг обмоток трансформатора или других электрических аппаратов используется воздух, то же можно сказать о некоторых типах высоковольтных выключателей.   Но в современных приборах часто применяется элегаз или азот. Газы также легко восстанавливаются после пробоя.

Физически электрическая прочность диэлектриков обеспечивается за счет отсутствия свободных носителей заряда в материале. Молекулы диэлектрика настолько прочно удерживают электроны на крайних орбитах, что даже приложенное напряжение не может вырвать их с орбит. Разумеется, что если рассмотреть идеальный вариант – расположение материала между двумя пластинами, на которые подано напряжение, то через него протекать не будет. Однако  все атомы будут получать дополнительную энергию, что создаст большую напряженность электрического поля, как во всей твердой изоляции, так и в каждом отдельном атоме.

Но, если между вышеприведенными пластинами поместить не один кусок диэлектрика, а две из разных материалов или половину из воздуха, а вторую из пластика, то напряженность электрического поля в этих материала будет отличаться из-за того, что у них разная диэлектрическая проницаемость.  Это является одним из важнейших факторов снижения электрической прочности.

Причины уменьшения электрической прочности

Самое сильное влияние на состояние изоляции оказывает подача переменного напряжения и температурные скачки до предельных норм и выше. Температурные колебания в большую сторону ускоряют движение атомарных частиц, что повышает проводимость изоляции, и, соответственно, снижает ее электрическую прочность. Понижение температуры имеет обратный эффект – для атомов требуется больше энергии, чтобы предоставить свободу электронам или ионам в толщине диэлектрика.

Переменное напряжение создает поляризацию частиц, которые 100 раз в секунду изменяют свое направление на противоположное. Для материалов с высокой степенью чистоты данный фактор не представляет большой угрозы, однако все включения инородных веществ ведут себя иначе. Из-за неоднородности поля при переходе от изоляции к включению происходит изменение физических параметров электрических величин. Со временем включения расширяются и достигают величины микротрещин, что и приводит к старению изоляции.

Конечным результатом снижения прочности изоляции является электрический пробой, который может привести к разрушению диэлектрика и выходу со строя соответствующего оборудования.

По виду они подразделяются на:

• Электрический – происходит в твердых изоляционных материалах, характеризуется лавинообразным процессом при котором разрываются естественные связи внутри атома;
• Тепловой пробой – происходит когда изоляция получает больше тепловой энергии, чем способна отвести. Возникает как следствие размягчения, которое приводит к деформации и уменьшению толщины материала;
• Электромеханический – характерен для хрупкой изоляции (фарфора, керамики) где внутренние разряды приводят к механическим повреждениям;
• Электрохимический – обуславливается изменением химического состава изоляции. Чаще всего, в результате старения, иногда за счет диффузии металла проводника в поры диэлектрика, что и снижает электрическую прочность;
• Ионизационный – присущ тем диэлектрикам, где присущи газовые включения или другие неоднородности, в которых происходит ионизация частиц.

На практике вышеперечисленные виды, чаще всего, дополняют друг друга, поэтому электрическая прочность снижается не сразу, а со временем старения.

Рис. 2. Зависимость видов пробоя

Методы контроля

Контроль состояния и электрической прочности позволяет вовремя выявлять дефекты или старение диэлектрика в обмотках силовых трансформаторов, проходных и опорных изоляторах, высоковольтных вводах, силовых кабелях и других видах оборудования. Благодаря этому устройства можно заменить или отремонтировать, просушить изоляционную среду или установить новую обмотку. Современные испытательные установки для проверки электрической прочности могут применять различные методики.

Наиболее популярными являются:

• Измерение сопротивления изоляции – производится при помощи мегаомметра напряжением в 500, 1000 или 2500В, в зависимости от номинала испытуемого агрегата. Длительность и нормы регламентируются Приложением 3 ПТЭЭП, на внутреннюю изоляцию подается напряжение и происходит измерение сопротивления.
• Испытание повышенным напряжением – выполняется путем подачи на внешнюю изоляцию, устройство или его часть через испытательный трансформатор кенотронной установки повышенного напряжения. Данная процедура носит временный, а в некоторых случаях и импульсный характер, технология и нормы испытательных напряжений регламентируются ГОСТ 246060.1-81, а также более современным ГОСТ Р55195-2012 для различных видов оборудования, бумажной изоляции и прочих.
• Измерение угла диэлектрических потерь – в идеальном диэлектрике этот параметр должен равняться 0, но чем меньше электрическая прочность, тем больше потери в изоляции. Возникает разница между активной и реактивной составляющей переменного тока,  из-за чего и возрастает tg δ, что показано на рисунке ниже:

Рис. 3. Тангенс угла диэлектрических потерь

Примеры расчетов

Для вычисления электрической прочности любого диэлектрика вам необходимо знать условия эксплуатации и геометрические параметры, которые затем сравниваются с табличными данными. Например, если у вас имеется промежуток с воздушным диэлектриком 2 см, к которому будет приложено напряжение в 20 кВ.

Далее вычислим напряженность электромагнитного поля  по формуле:

E = U/d;

где E – это напряженность поля, U – напряжение в электрической цепи,  d – толщина изоляционного слоя.

Рис. 4. Пример расчета

Тогда напряженность для этого примера составит E = 20/2 = 10 кВ/см. Далее сравниваем полученную величину с электрической прочностью для воздуха из таблицы ниже:

Таблица: Электрическая прочность материалов

Из таблицы видим, что пробой воздуха может начаться при 30 кВ/см, в наших расчетах получилась величина 10 кВ/см, значит, изоляция нормально выдержит такой режим работы.

Литература

1. Основы кабельной техники/ под ред. И.Б. Пешкова. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 432 с.
2. Физика диэлектриков. Г. А. Воробьев, Ю. П. Похолков, Ю. Д. Королев. Учебники Томского политехнического университета. 2003 г.
3. Техника высоких напряжений (изоляция и перенапряжения). А.С. Красько, Е.Г. Пономаренко. Курс лекций. Часть 1. БНТУ. 2012 г.

Испытание электрической прочности изоляции обмоток

Подробности

Категория: Электрические машины

• эксплуатация
• испытание
• надежность
• изоляция
• обмотки

Электрическая прочность изоляции обмоток в первую очередь обусловливает эксплуатационную надежность электродвигателя. С течением времени изоляция обмоток под влиянием происходящих в ней электрических и химических процессов, а также тепловых и механических нагрузок ухудшает свои электроизоляционные и механические свойства.

При ремонте двигателей, связанном с перемоткой обмоток, испытание электрической прочности изоляции необходимо производить после каждой технологической операции, так как повреждение изоляции может произойти на любом этапе ремонта. Время приложения испытательного напряжения должно быть достаточным для выявления дефектов в изоляции. ГОСТ 183-74 устанавливает длительность испытания 1 мин. Более продолжительное испытание может привести к повреждению изоляции даже при отсутствии дефектов в ней.
Уровень испытательных напряжений должен быть таким, чтобы можно было выявить все дефектные места в изоляции (трещины, смещения, проколы и т. п.), но исправная изоляция при этом не должна повреждаться.

Испытание электрической прочности изоляции обмоток двигателей производят после измерения сопротивления изоляции и только при удовлетворительных показателях замера. Сильная увлажненность или загрязненность изоляции могут оказаться причиной ее пробоя при испытании высоким напряжением. В тех случаях, когда в полный объем испытаний
входят испытание при повышенной частоте вращения и испытание при кратковременной перегрузке по току, эти испытания также должны предшествовать испытанию электрической прочности изоляции.

Если у двигателя выведены начала и концы всех фаз обмотки, испытанию подвергают каждую фазу; две другие фазы подключают к корпусу двигателя, который при этом заземляют. В тех случаях, когда концы и начала фаз отдельно не выведены, испытывают всю обмотку по отношению к заземленному корпусу. При испытании один полюс источника испытательного напряжения подключают к заземленному корпусу двигателя. Заземлять корпус двигателя необходимо, иначе при пробое изоляции обмоток он окажется под тем же электрическим потенциалом, что и полюс источника испытательного напряжения. Также на случай повреждения изоляции обмоток источника испытательного напряжения корпус его должен быть заземлен.
Испытание производят напряжением переменного тока частотой 50 Гц с помощью специального трансформатора, имеющего устройство для плавного регулирования напряжения и измерительную аппаратуру. На рис. 1 указана схема включения трансформатора. При отсутствии специального испытательного трансформатора могут быть использованы трансформаторы аппарата для испытания трансформаторного масла или от кенотронной испытательной установки. Схема включения этих трансформаторов приведена на рис. 2, где Т1  — испытательный трансформатор; Т2 — измерительный трансформатор, предназначенный для контроля испытательного напряжения. Обмотки высокого напряжения этих трансформаторов соединены параллельно.

Рис. 1. Схема включения испытательного трансформатора.

При пробое испытуемой изоляции обмотка высокого напряжения трансформатора окажется замкнутой накоротко, вследствие чего напряжение на ее выводах резко снизится. Также снизится напряжение, показываемое вольтметром V2, и возрастет ток в амперметре А. В небольших испытательных установках для упрощения схемы и уменьшения количества трансформаторов и измерительных приборов трансформатор Т2 и вольтметр V2 не устанавливают. В этих случаях значение испытательного напряжения определяют по вольтметру VI умножением его показания на коэффициент трансформации испытательного трансформатора. О повреждении — пробое изоляции в этом случае судят по увеличению показаний амперметра и некоторому снижению показаний вольтметра.

Рис. 2. Схема включения измерительного трансформатора при испытании обмотки.

Измерение испытательного напряжения до 3 кВ допускается производить вольтметром с добавочным резистором.
При испытании изоляции обмоток с номинальным напряжением 6 кВ и выше для машин мощностью более 2000 кВ-А параллельно объекту испытания рекомендуется подключать шаровой разрядник с пробивным напряжением, не более чем на 10% превышающим испытательное напряжение. В цепи шарового разрядника должно быть включено сопротивление для ограничения тока короткого замыкания, возникающего при пробое разрядника.

Согласно требованиям стандартов испытание должно производиться практически синусоидальным напряжением. Поэтому питание испытательного трансформатора должно быть от линейного напряжения сети, а не от фазного, так как последнее более отличается от синусоидального, чем линейное. Следует также учесть, что емкость испытуемой обмотки искажает кривую напряжения тем значительней, чем сильней насыщена сталь испытательного трансформатора и чем меньше •его мощность. Из этих соображений мощность испытательного трансформатора должна быть не менее 1 кВ-А на каждый киловольт его напряжения. Если мощность  одного трансформатора окажется недостаточной, следует включить параллельно два (или более) трансформатора, при этом обмотки низкого и высокого напряжений трансформаторов соединяют параллельно. Если же недостаточно напряжения одного трансформатора, то трансформаторы включаются последовательно (обмотки низкого напряжения трансформаторов соединяются  параллельно, а обмотки высокого напряжения — последовательно).
Испытания следует начинать при напряжении, составляющем около одной трети испытательного, затем плавно в течение не менее 10 с надо производить подъем напряжения до полного испытательного. Последнее выдерживают в течение 1 мин, после чего его плавно снижают до одной трети и затем отключают. Испытуемую обмотку соединяют с корпусом электродвигателя и тем самым разряжают. Последнее необходимо потому, что при хорошем состоянии изоляции в ней сравнительно долго может сохраняться электрический заряд, и прикосновение к обмотке опасно.

Испытательные напряжения, применяемые при операционном контроле при ремонте электродвигателя, приведены в табл. 1, а применяемые при приемо-сдаточных испытаниях для капитально отремонтированных и вновь вводимых в эксплуатацию электродвигателей, прошедших восстановительный ремонт или реконструкцию, — в табл. 2.

Таблица 1

Примечания: 1. Испытательные напряжения пазовой изоляции катушек, оставшихся в пазах после удаления поврежденных катушек, составляют 2000 В для двигателей до 525 В, проработавших до 10 лет, и 1800″ В для двигателей, проработавших 10 лет и более, 2V для двигателей 3 кВ и выше, проработавших до 10 лег, и 1,7 U для двигателей, проработавших 10 лет и более.

Испытательные напряжения пазовой изоляции катушек, демонтированных из пазов, составляют 2700 В для двигателей до 525 В, проработавших до 10 лет, и 2500 В для двигателей, проработавших 10 лет и более, 2,7 V для двигателей 3 кВ и выше, проработавших до 10 лет, и 2,5 U для двигателей, проработавших 10 лет и выше.
U—номинальное напряжение двигателя, В> С/к — напряжение на кольцах при разомкнутом неподвижном роторе и номинальном напряжении на статоре, В.

Таблица 2

Примечания: 1. Значение испытательного напряжения относится к машинам, перемотанным на специализированных электроремонтных заводах (цехах) или на месте установки. При испытании после установки (перед сдаче  в эксплуатацию) новых или полностью  перемотанных на специализированном электроремонтном предприятии машин электрическую прочность изоляции испытывают напряжением, равным 80% указанного.   2. U— номинальное напряжение двигателя, В; U —напряжение на кольцах при разомкнутом неподвижном роторе и номинальном напряжении —  на статоре.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Эл. машины
• Испытание электрической прочности изоляции обмоток

Еще по теме:

• Испытание электрической прочности изоляции обмоток машин
• Об испытании электрической прочности изоляции обмоток
• Испытания электрической прочности изоляции трансформаторов
• Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением
• Испытание межвитковой изоляции обмоток

Механическая прочность — изоляция — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Механическая прочность изоляции обычно определяется протаскиванием провода в одну сторону между двумя неподвижными валиками диаметром 30 — 50 мм, сжимающими провод с определенным усилием.
 [1]

Механическая прочность изоляции должна обеспечивать восприятие, без разрушений и появления остаточных деформаций, нагрузок от собственного веса и нагрузок от приставных лестниц, применяемых при осмотрах и ремонтах.
 [2]

Механическая прочность изоляции проверяется в состоянии поставки навиванием или изгибанием ( для прямоугольных проводов) вокруг стержней, диаметр которых для круглых проводов равен 8-кратному диаметру изолированного провода, но не менее 6 мм, и для прямоугольных проводов в зависимости от толщины меди-16 — 60 мм. Изоляция не должна при этих испытаниях отслаиваться или давать трещины до меди.
 [3]

Механическая прочность изоляции определяется по величине предела прочности при изгибе или сжатии в зависимости от характера усилий, которые изоляционная конструкция должна воспринимать по условиям ее службы.
 [4]

Провода с дельта-асбестовой изоляцией.  [5]

Механическая прочность изоляции проверяется в состоянии nocfaBKH навиванием или изгибанием ( для прямоугольных проводов) вокруг стержней, диаметр которых для круглых проводов равен 8-кратному диаметру изолированного провода, но не менее 6 мм и для прямоугольных проводов в зависимости от толщины меди 16 — 60 мм. Изоляция не должна при этих испытаниях отслаиваться или давать трещины до меди.
 [6]

Небольшой механической прочностью изоляции обладают и эмалированные провода марки ПЭЛ, крайне чувствительные к натяжке при амотке. Так, ори намотке аппаратных катушек из круглых проводов марки ПЭЛ из-за осыпания и стирания эмали бывает до 50 % брака по замыканиям витков.
 [7]

Повышения механической прочности изоляции таких проводов можно достигнуть, если в производстве их применять полиэфирные пленки, которые отличаются повышенной прочностью и эластичностью в сравнении с триацетатными пленками.
 [8]

Расчеты механической прочности изоляции обычно не производятся. Уровень и достаточность механической прочности изоляции определяют, подвергая кабель трехкратным изгибам вокруг цилиндра с диаметром определенной кратности по отношению к диаметру кабеля по свинцовой оболочке; обычно изгибание многожильных кабелей производится на цилиндр 15-кратного диаметра и одножильных кабелей на цилиндр 25-кратного диаметра. После испытаний на изгиб определяют уменьшение электрической прочности кабелей и увеличение количества повреждений бумажных лент. Для этого производят разборку изоляции на отрезке кабеля длиной в 1 м до и после изгиба.
 [9]

Испытание механической прочности изоляции проводов ПСД и ПДА производится на приборе, в котором испытуемый образец длином 750 мм протаскивается в одну сторону со скоростью 3 м / мин между двумя неподвижными гладкими валиками диаметром 20 мм. К проводу и валикам прикладывается на пряжение постоянного тока 12 в. Разрушение изоляции фиксируется загоранием лампочки.
 [10]

Так как механическая прочность изоляции на терхмореактивной основе не ниже, чем у мнкалентной компаундированной изоляции, то эти выводы могут быть распространены на все современные мощные машины с термореактивной изоляцией и скорость изменения токовой нагрузки статоров таких машин практически может не ограничиваться.
 [11]

Так как механическая прочность обволакивающей изоляции довольно низка, то характеристики этой изоляции оцениваются совокупностью характеристик теплоизоляционного слоя, армировки и крепежа, защитного покрова и наружной отделки.
 [13]

Для исследования механической прочности изоляции в настоящее время принято истирание иглой на специально приспособленном для этого приборе.
 [14]

Для исследования механической прочности стекло-волокнистой изоляции применяется истирание иглой на специально приспособленном для этого приборе. Применение этого метода для проводов со стекловолокнистой изоляцией является целесообразным по следующим соображениям: исследования поведения обмоток в пазах мощных электрических машин показывают, что вследствие различной степени нагрева проводников в пазу возможно их перемещение и, следовательно, некоторое взаимное трение. При плохих пропитке и подклейке стекловолокнистой изоляции к проводу указанное явление может приводить к повреждению изоляции в результате ее истирания.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Рустехэксперт: Проверка прочности изоляции

Главная

>

Испытания и исследования

>

Испытательная лаборатория взрывозащищенного оборудования

> Проверка прочности изоляции

Проверка прочности изоляции

• Аккредитованы на ТР ТС 012/2011
• Можем провести полный цикл испытаний взрывозащищенного оборудования
• 100% объективный результат испытаний
• Готовы приглашать Вас на проведение испытаний в лабораторию или записать видеоролик
• Лаборатория укомплектована новейшим и, в большей степени, уникальным испытательным оборудованием
• Поможем в доработке/разработке документов, а также в присвоении маркировки

от 15000 ₽

Заказать

Задать вопрос

• Об испытаниях
• Метод 1
• Метод 2
• Значения коэффициента напряжения
• Мы проводим следующие виды испытаний

Проверка электрической прочности изоляции выполняется в соответствии с ГОСТ 24606. 1-81 (СТ СЭВ 5564-86) «Изделия коммутационные, установочные и соединители электрические. Методы контроля электрической прочности изоляции, измененным, и соответствующим международному стандарту МЭК 512-2 в части проверки электрической прочности изоляции.

• Метод 1
• Метод 2
• Значения коэффициента напряжения
• Мы проводим следующие виды испытаний

В соответствии с ГОСТ 24606.1-81, используются два основных метода проверки прочности.

Смотреть полностью

Последовательно подключаются источник питания, устройство для регулирования напряжения, высоковольтный трансформатор, испытуемое устройство и блоки индикации и управления. Изделия подключаются в соответствии с требованиями технических условий конкретных устройств, в соответствии с эксплуатационной документацией.

Далее, испытание проводится одним из трех способов подачи напряжения, и контролируют состояние изоляции с помощью наблюдения за электрическим пробоем или поверхностным перекрытием изоляции.  

Смотреть полностью

Схема подключения отличается наличием источника постоянного напряжения, высоковольтного трансформатора и ограничительного резистора. Данные о погрешностях, коэффициенте пульсации и сопротивлении указаны в ГОСТ 24606.1-81.

Смотреть полностью

Номер группы изоляционного материала	Марка материала	Обозначение стандарта	Коэффициент перенапряжения к
I	Полиэтиленовая пленка	ГОСТ 10354-82	1,12
	Полистирол	ГОСТ 20282-86
	Лавсановая пленка	-
II	Дифлон	-	1,20
	ДСВ-2-Р-2Р, ДСВ-4-Р-2М	ГОСТ 17478-95
	К114-35	ГОСТ 5689-79
	Э2-330-02	ГОСТ 5689-79
	АГ-4В, АГ-4С	ГОСТ 20437-84
	СП3-342-02	ГОСТ 5689-79
	Гетинакс (поперек слоев)	ГОСТ 2718-74
	К-18-02-2	-
	С48-1	-
	Э28-0118-81	-
	Полиамид ПА 610-1-108	-
	СТД	-
	СП1-342-02	ГОСТ 5689-79
	Керамика	ГОСТ 11. 0303-86
III	Гетинакс (вдоль слоев)	ГОСТ 2718-74	1,24
	06-010-72	ГОСТ 5689-79
	Полисульфон	-
	ЖЗ-010-62	ГОСТ 5689-79

Для проверки электрической прочности изоляции, используется таблица значений коэффициента перенапряжения, указанных в Приложении 2 к ГОСТ 24606.1-81.

Смотреть полностью

Испытания прочности изоляции проводятся с помощью генерирования высокого напряжения переменного и постоянного тока при испытании изоляции силовых кабелей и диэлектриков (генерирование высокого напряжения переменного и постоянного тока при испытании изоляции силовых кабелей и диэлектриков, воспроизведение напряжении переменного тока, измерение напряжение переменного тока, силы переменного тока, электрического сопротивления, тока утечки, активной, полной мощностей).

Используемое оборудование	Технические характеристики
Аппарат испытаний диэлектриков АИД-70 У2	Продолжительный режим:   U (постоянный,переменный) ≤50 кв,i (перем)≤20 мВ,;U (пост,перем) ≤70 кВ max,I (пост)≤12 мA,
	Кратковременный режим:U (пост,перем) ≤50 кВ,I (перем)≤45 мА,;
Установка высоковольтная измерительная ПрофКиП УПУ-10М	~0,10÷10,0 кВ=0,10÷10,0 кВ~0,03÷10,0мА=0,03÷10,0мА
Измеритель параметров электробезопасности электроустановок MI 2094	~100÷5000В~0.1÷500mА~0.1/0,2/10/25 a0,001÷99,9 Ом0,001÷999 мОмI утечки 0,01÷1,99/4,0÷19,9мА0,1÷3500 Вт (активная и полная)

Указана минимальная стоимость проведения испытаний.

Смотреть полностью

От 15000 ₽

Определение давления взрыва

Подробнее

От 15000 ₽

Испытания на растяжение, сжатие, изгиб

Подробнее

От 15000 ₽

Испытания на искробезопасность

Подробнее

От 15000 ₽

Испытание на нераспространение внутреннего взрыва (взрывонепроницаемость)

Подробнее

Остались вопросы?

Отправляя форму вы принимаете условия обработки персональных
данных

2500 — прибор для проверки электрической прочности изоляции / НПП «Динамика»

• Описание
• Характеристики

С 1 июля 2010 г. снят с производства. Вместо него серийно выпускается новый прибор для проверки электрической прочности изоляции РЕТОМ-6000.

Назначение

РЕТОМ-2500 предназначен для проведения испытаний изоляции электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей повышенным напряжением до 2,5 кВ промышленной частоты на электрических станциях, подстанциях и в энергохозяйстве промышленных предприятий.

Описание

РЕТОМ-2500 предназначен для проведения испытаний изоляции электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей повышенным напряжением до 2,5 кВ промышленной частоты на электрических станциях, подстанциях и в энергохозяйстве промышленных предприятий.

Прибор РЕТОМ-2500 может использоваться как отдельное устройство, так и в составе комплекса РЕТОМ-21. Он питается от сети ~220 В, 50 Гц и содержит:

• силовой источник высокого напряжения переменного тока;
• встроенные цифровые приборы: вольтметр, секундомер, миллиамперметр.

Прибор обеспечивает:

• выдачу регулируемого однофазного переменного напряжения 100. ..2500 В промышленной частоты;
• задание выдержки времени со звуковой сигнализацией по окончании счета, в течение которого на выходе прибора присутствует напряжение, на интервалы 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 мин.
• измерение напряжения, выдаваемого на испытуемый объект, с пределом измерения 2500 В;
• измерение тока утечки при испытании повышенным напряжением с пределами измерения 10; 50; 500 мА;
• фиксация на индикаторах значений напряжения, тока утечки, времени подачи повышенного напряжения и времени до момента пробоя.

В приборе РЕТОМ-2500 предусмотрены специальные меры, обеспечивающие безопасность проведения работ.

Конструкция

Прибор РЕТОМ-2500 выполнен в корпусе типа «чемодан» с откидной крышкой. Прибор может занимать как горизонтальное, так и вертикальное положение. При желании крышку прибора можно снять.

Рабочее поле прибора расположено на лицевой панели, оно состоит из трех функциональных зон: силовая, информационная (содержит зоны «Напряжение/Таймер» и «Ток утечки») и сетевая.

Силовая зона
В этой зоне располагается выход переменного напряжения 100…2500 В. Выход выполнен в виде двух высоковольтных гнезд, защищенных крышкой, с датчиком закрытого положения. Выходное напряжение регулируется с помощью ручки ЛАТР. Подача высокого напряжения на испытуемый объект осуществляется кнопкой ПУСК, а его отключение кнопкой СТОП. Нулевое положение ручки ЛАТР и закрытия крышки отображается световым индикатором Готов. Наличие высокого напряжения на высоковольтных гнездах отображается световым индикатором Высокое напряжение.

Информационная зона
В этой зоне располагаются переключатели, устанавливающие режим испытания, и индикаторы, отображающие значения измеряемых величин: тока, напряжения и времени.

Информационная зона разделяется черной линией на две зоны: «Ток утечки» и «Напряжение/Таймер».

В зоне «Ток утечки» расположены цифровой индикатор тока утечки, возникающего в испытуемом объекте под воздействием приложенного напряжения, и переключатель Ток утечки, с помощью которого устанавливается предельное значение тока утечки: 10; 50; 500 мА.

В зоне «Напряжение/Таймер» имеется цифровой индикатор, который может отображать значение выходного напряжения, или счет времени таймера. Режим работы индикатора (вольтметр или таймер) определяется кнопкой Режим, при ее нажатии и удержании индикатор работает как таймер, в обычном состоянии как вольтметр.

Переключателем Минуты устанавливаются интервалы времени таймера: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 мин.

Запуск таймера осуществляется вручную кнопкой Пуск. Работа таймера отображается светодиодом Счет. Таймер задает интервал, в течение которого на выходе устройства присутствует высокое напряжение, а также измеряет время до момента пробоя испытуемого объекта. По окончании счета выдается звуковой сигнал.

Сетевая зона
В этой зоне расположено гнездо для подключения сетевого шнура и сетевой выключатель «Вкл/Откл». Здесь также расположена кнопка автомата защиты.

Обеспечение безопасности работ

В приборе РЕТОМ-2500 предусмотрены специальные меры, обеспечивающие безопасность проведения работ. К этим мерам можно отнести следующее:

• высоковольтные гнезда прибора имеют гальваническую изоляцию от питающей сети ~220 В
• высоковольтные гнезда выполнены в кожухе и защищены крышкой, исключающей возможность случайного прикосновения
• два датчика проверки готовности устройства к работе: датчик нулевого положения ручки ЛАТР и датчик закрытия защитной крышки
• сетевой выключатель снабжен подсветкой и термопрерывателем. Время автоматического срабатывания термопрерывателя зависит от мощности потребления на выходе устройства
• световой индикатор нулевого положения ручки ЛАТР и световой индикатор наличия высокого напряжения на высоковольтных гнездах
• звуковая индикация пробоя, наличия высокого напряжения, не готовности ЛАТР
• снятие остаточного заряда с испытуемого объекта, путем подключения выходных силовых клемм после снятия высоковольтного напряжения к разрядной цепи.

Комплект поставки

• прибор РЕТОМ-2500 — 1 шт.
• комплект эксплуатационных документов — 1 компл.
• комплект ЗИП — 1 компл.
• сумка для прибора — 1 шт.
• кабель высоковольтный — 2 шт.
• концеватель типа «крокодил» — 2 шт.

Источник высокого напряжения

Встроенный цифровой миллиамперметр

Диапазоны измерения переменного тока частоты (50 ± 1) Гц	0,5-(2 — 10)1 мА	2,5-(5 — 50)1 мА	25-500 мА
Пределы относительной основной погрешности измерения, %
-в диапазоне 2 — 10 мА	± (5+0. 4(Xk/x-1)) %
-в диапазоне 5 — 50 мА	± (2.5+0.4(Xk/x-1)) %
-в диапазоне 25 — 500 мА	± (2+0.15(Xk/x-1)) %
Пределы дополнительной температурной погрешности измерения,10°С	± 0,75 %

Встроенный цифровой вольтметр

Встроенный цифровой таймер

Общие параметры

Условия применения

Характеристики надежности

вверх

Единицы измерения, методы испытаний и таблица материалов

Название полимера	Минимальное значение (кВ/мм)	Максимальное значение (кВ/мм)
АБС-акрилонитрил-бутадиен-стирол	15,70	34,00
Огнестойкий АБС-пластик	24. 00	35,40
Высокотемпературный АБС-пластик	12.00	20.00
Ударопрочный АБС-пластик	12.00	20.00
Смесь АБС/ПК – смесь акрилонитрил-бутадиен-стирола/поликарбоната	15.00	70,00
Смесь АБС/ПК 20 % стекловолокна	29,90	30.00
Смесь аморфных ТПИ, сверхвысокотемпературная, химическая стойкость (стандартная текучесть)	54,00	54,00
Аморфный TPI, среднетемпературный, прозрачный	17.00	17.00
Аморфный ТПИ, среднетемпературный, прозрачный (одобрен для контакта с пищевыми продуктами)	17.00	17.00
Аморфный TPI, среднетемпературный, прозрачный (класс выпуска для пресс-форм)	14.00	14.00
Аморфный ТПИ, среднетемпературный, прозрачный (порошок)	17. 00	17.00
ASA — Акрилонитрил-стирол-акрилат	40.00	105.00
Смесь ASA/PC — смесь акрилонитрила, стиролакрилата и поликарбоната	80,00	95,00
Огнестойкий ASA/PC	90.00	90.00
CA — Ацетат целлюлозы	8,00	15.00
CAB — Бутират ацетата целлюлозы	10.00	16.00
CP — Пропионат целлюлозы	12.00	18.00
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид	50,00	60,00
ECTFE — этилен хлортрифторэтилен	14.00	14.00
ЭТФЭ – этилентетрафторэтилен	7,870	7,870
ЭВА – этиленвинилацетат	27.00	28.00
ФЭП — Фторированный этиленпропилен	22. 00	79,00
HDPE — полиэтилен высокой плотности	17.00	24.00
Ударопрочный полистирол	12.00	24.00
Огнестойкий материал HIPS V0	33,00	35,00
Иономер (этилен-метилакрилатный сополимер)	40.00	40.00
LCP — жидкокристаллический полимер	32,00	39,00
LCP Армированный стекловолокном	22.00	30.00
LCP С минеральным наполнителем	26.00	35,00
LDPE – полиэтилен низкой плотности	16.00	28.00
MABS — Прозрачный акрилонитрил-бутадиен-стирол	34,00	37,00
PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном	40.00	40.00
PA 11, токопроводящий	24. 00	55,00
PA 11, гибкий	24.00	55,00
ПА 11, жесткий	24.00	55,00
PA 12 (полиамид 12), токопроводящий	24.00	55,00
PA 12, армированный волокном	24.00	55,00
PA 12, гибкий	24.00	55,00
PA 12, стеклонаполненный	24.00	55,00
Полиамид 12, жесткий	24.00	55,00
ПА 46 — Полиамид 46	15.00	25.00
PA 46, 30% стекловолокно	25.00	35,00
ПА 6 — Полиамид 6	10.00	20.00
ПА 6-10 — Полиамид 6-10	16.00	26.00
ПА 66 — Полиамид 6-6	20.00	30.00
PA 66, 30% стекловолокно	25. 00	25.00
PA 66, 30% минеральный наполнитель	25.00	30.00
PA 66, ударопрочный, 15-30% стекловолокна	11,80	21.00
PA 66, Ударопрочный модифицированный	18.00	90.00
PA 66, углеродное волокно, длинное, 30% наполнителя по весу	1.300	1.300
ПАИ — полиамид-имид	23,60	24.00
ПАИ, 30% стекловолокно	27,60	34,00
ПАР — Полиарилат	17.00	17.00
ПАРА (полиариламид), 30-60% стекловолокна	23,70	30.00
ПБТ – полибутилентерефталат	15.00	30.00
ПБТ, 30% стекловолокно	50,00	50,00
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокна	20. 00	20.00
ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое	17.00	38,00
Поликарбонат, высокотемпературный	16.00	35,00
ПХТФЭ — полимонохлортрифторэтилен	21.00	24.00
ПЭ – полиэтилен 30% стекловолокна	19,70	19,70
PEEK — Полиэфирэфиркетон	20.00	20.00
PEEK 30% Армированный углеродным волокном	18,50	19.00
PEEK 30% Армированный стекловолокном	15.00	24.00
ПЭИ — Полиэфиримид	28.00	33,00
ПЭИ, 30% армированный стекловолокном	25.00	30.00
ПЭИ, наполненный минералами	20.00	25.00
PEKK (полиэфиркетонкетон), низкая степень кристалличности	23,60	23,60
ПЭСУ — Полиэфирсульфон	16. 00	80,00
PESU 10-30% стекловолокно	14,60	40.00
ПЭТ — полиэтилентерефталат	60,00	60,00
ПЭТ, 30% армированный стекловолокном	16,80	22,50
PETG — полиэтилентерефталатгликоль	45,00	45,00
ПФА — перфторалкокси	2.100	2.200
PGA — полигликолиды	34,00	80,00
ПИ — полиимид	22.00	27,60
ПММА — полиметилметакрилат/акрил	15.00	22.00
ПММА (акрил) Высокая температура	18,70	20.00
ПММА (акрил), ударопрочный	15.00	60,00
ПМП — Полиметилпентен	28.00	30.00
ПМП 30% армированный стекловолокном	23,60	23,60
Минеральный наполнитель PMP	23,60	23,60
ПОМ — полиоксиметилен (ацеталь)	13,80	20. 00
POM (ацеталь) Ударопрочный модифицированный	19.00	19.00
ПОМ (ацеталь) с низким коэффициентом трения	16.00	16.00
ПП — полипропилен 10-20% стекловолокна	30.00	45,00
ПП, 10-40% минерального наполнителя	30.00	70,00
ПП, 10-40% талька с наполнителем	30.00	70,00
ПП, 30-40% армированный стекловолокном	30.00	45,00
ПП (полипропилен) сополимер	20.00	28.00
ПП (полипропилен) гомополимер	20.00	28.00
ПП, ударопрочный	20.00	28.00
ПФА — полифталамид	20,80	20,90
ПФА, 30% минеральный наполнитель	20.00	22. 00
ПФА, 33% армированный стекловолокном	20.00	22.00
PPA, 33% армированный стекловолокном – High Flow	18.00	20.00
ПФА, 45% армированный стекловолокном	22.00	24.00
СИЗ — полифениленовый эфир	20.00	22.00
Средства индивидуальной защиты, 30% армированные стекловолокном	22.00	22.00
СИЗ, огнестойкие	16.00	25.00
СИЗ, ударопрочные	1.000	1.100
ПФС — Полифениленсульфид	11.00	24.00
ППС, 20-30% армированный стекловолокном	13,80	17.00
ППС, 40% армированный стекловолокном	17.00	17.00
ПФС, стекловолокно и минеральный наполнитель	13. 00	13.00
PPSU — Полифениленсульфон	14.20	20.00
PS (полистирол) 30% стекловолокно	15.00	19,70
PS (полистирол) Кристалл	16.00	28.00
Блок питания — полисульфон	15.00	10.00
PSU, 30% армированное стеклом тонкое стекло	16,90	40.00
ПТФЭ — политетрафторэтилен	17.00	24.00
ПТФЭ, 25% армированный стекловолокном	20.00	20.00
ПВХ, пластифицированный	10.00	30.00
ПВХ, пластифицированный с наполнителем	10.00	30.00
Жесткий ПВХ	10.00	40.00
ПВДФ – поливинилиденфторид	10.00	27.00
SAN — Стирол-акрилонитрил	12. 00	24.00
SAN, 20% армированный стекловолокном	19,70	20.00
SMA — стирол малеиновый ангидрид	16.00	16.00
SMA, 20% армированный стекловолокном	21.00	21.00
SMMA — Стиролметилметакрилат	19,70	19,70
UHMWPE — полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы	28.00	28.00

Диэлектрическая прочность – ключевой тест для изоляционных материалов

Диэлектрическая прочность

является важным свойством для любого материала, основной функцией которого является электрический изолятор. Проще говоря, диэлектрическая прочность — это способность изоляционного материала выдерживать приложенное электрическое напряжение. Он определяется как «максимальная напряженность электрического поля, которую материал может выдержать без разрушения; т. е. без нарушения его изоляционных свойств».

При определении характеристик материала важно учитывать характер отказа. Разрушение через толщину изоляции называется проколом. Если толщина изоляции достаточно велика, разрушение может произойти по всей поверхности изоляции. Это называется нарушением ползучести.

При пробое электрическое поле освобождает связанные электроны. Если приложенное электрическое поле достаточно сильное, свободные электроны могут разгоняться до скоростей, которые могут высвободить дополнительные электроны во время столкновений с нейтральными атомами или молекулами в процессе, называемом лавинным пробоем. Пробой происходит довольно резко (обычно за наносекунды), что приводит к образованию электропроводящего пути и пробойному разряду через материал. Для твердых материалов пробой серьезно ухудшает или даже разрушает их изоляционную способность.

Напряженность поля, при которой в данном случае происходит пробой, зависит от соответствующей геометрии диэлектрика (изолятора) и электродов или проводника, к которым приложено электрическое поле, а также от скорости нарастания, с которой прикладывается электрическое поле. Поскольку диэлектрические материалы обычно содержат мельчайшие дефекты, практическая диэлектрическая прочность будет составлять часть внутренней диэлектрической прочности, наблюдаемой для идеального материала без дефектов. Таким образом, качество изготовления оказывает важное влияние на характеристики материала. Поскольку пробой диэлектрика происходит по мере увеличения ускорения электронов в изолирующей среде, необходимо также учитывать тепловую нагрузку на изоляцию. Нагрев материалов приводит к увеличению молекулярного движения. Это имеет тенденцию сочетаться с электрическим напряжением, что снижает диэлектрическую прочность при повышении температуры.

Обратите внимание, что график (см. рис. 1) иллюстрирует изменение диэлектрической прочности трех полиэфирных ламинатов на основе стекла во время исследования теплового старения. Каждый материал представляет собой высокотемпературный стеклополиэфирный ламинат, рассчитанный на температуру 220°C, который обычно используется в трансформаторах сухого типа для таких компонентов, как гребенки обмоток. После 300 часов старения при 270°С диэлектрическая прочность не изменилась. Однако, как только матрица начинает термически разрушаться примерно через 700 часов, диэлектрическая прочность также резко падает. Полная лаборатория тестирования материалов компании Gund может проводить параллельные испытания для сравнения характеристик материалов, что позволяет компаниям оценивать и утверждать варианты материалов.

Стандартный метод испытаний ASTM для напряжения пробоя диэлектрика и диэлектрической прочности твердых электроизоляционных материалов на промышленных частотах сети — D-149. Этот метод испытаний подобен Публикации IEC 243-1, с различиями между D-149 и IEC 243-1, в основном редакционными. Этот метод испытаний чаще всего используется для определения напряжения пробоя диэлектрика по толщине испытуемого образца. Чаще всего испытательное напряжение прикладывают с помощью простых испытательных электродов к противоположным сторонам образцов.

Существует три метода проверки подачи напряжения:

I. Метод А, Кратковременное испытание . Подайте напряжение равномерно на испытательные электроды от нуля до единицы с определенной скоростью, пока не произойдет пробой. Результаты испытаний выражаются в вольтах на мил (1 мил = 0,001 дюйма) толщины испытуемого материала. Следует отметить, что относительная диэлектрическая прочность уменьшается, а толщина материала увеличивается, поэтому материал толщиной 0,031 дюйма будет иметь более высокую диэлектрическую прочность, выраженную в VPM (вольт на мил), чем материал, испытанный при толщине 0,250 дюйма. Стандарты NEMA отражают эту реальность, как видно из приведенной ниже диаграммы (рис. 2), взятой из стандарта NEMA G-10:

цифра 2

II. Метод B, пошаговое испытание . Подайте напряжение на испытательные электроды с предпочтительным начальным напряжением, с определенными шагами и продолжительностью, пока не произойдет пробой. Результаты испытаний выражаются в общем напряжении (обычно кВ), необходимом для того, чтобы вызвать пробой, поэтому проверяемая толщина имеет решающее значение. Этот метод в основном используется с параллельными штыревыми электродами.

III. Метод C, испытание с медленной скоростью нарастания . Подайте напряжение на испытательные электроды от начального напряжения и с определенной скоростью, пока не произойдет пробой. Метод А чаще всего используется для тестов контроля качества, тогда как метод В обычно используется при сравнении различных материалов. Результаты методов B и C сопоставимы друг с другом. Большинство материалов и технических спецификаций будут указывать метод испытаний и условия испытаний в соответствии со стандартом. Например, в таблице ниже показаны материалы, технические данные для материала NEMA Grade GPO-3 компании Gund:

цифра 3

Метод испытания указывает, что ASTM D-149 использовался для испытания электрической прочности изоляции с использованием метода кратковременного испытания. Условия испытания показывают, что электроды были перпендикулярны толщине материала толщиной 1/16 дюйма, и испытание проводилось в диэлектрическом масле. Стандарт NEMA для GPO-3 требует значения 300 вольт на мил, а материалы компании Gund протестированы при среднем напряжении 550 вольт на мил для испытаний партии. Для испытания на напряжение пробоя ASTM D-149был также использован после метода B, шаг за шагом. В масле использовались параллельные штыревые электроды. Стандарт NEMA для GPO-3 требует значения 40 кВ, а материал TGC испытывается при 50 кВ.

В приведенной ниже таблице (рис. 4) приведено сравнение значений электрической прочности диэлектрика в соответствии с техническими данными авторизации стандарта NEMA для нескольких распространенных марок жесткого изоляционного материала:

цифра 4

Конечно, эти стандартные значения NEMA для диэлектрической прочности являются минимальными значениями, чтобы соответствовать этому стандарту. Большинство производителей намного превышают минимальный стандарт, как показано в таблице, показывающей свойства диэлектрической прочности для NEMA GPO-3 (рис. 3).

Если у вас есть какие-либо вопросы о диэлектрической прочности или напряжении диэлектрического пробоя жестких изоляционных материалов, мы будем рады подробно рассмотреть эту тему. Кроме того, компания Gund предлагает своим клиентам презентации по материаловедению и обучающие семинары, чтобы помочь им понять широкий спектр свойств и возможностей современных материалов. Если ваша компания желает сравнить диэлектрические свойства двух или более рассматриваемых материалов для конкретной конструкции приложения, наша полноценная испытательная лаборатория может предоставить вам некоторое представление о характеристиках материалов для вашего обзора.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о диэлектрической прочности конкретных материалов или обсудить ваши требования к испытаниям материалов.

Изоляция | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Изоляция в вашем доме обеспечивает сопротивление тепловому потоку и снижает затраты на отопление и охлаждение. Надлежащая изоляция вашего дома не только снижает затраты на отопление и охлаждение, но и повышает комфорт.

Как работает изоляция

Чтобы понять, как работает изоляция, необходимо понять тепловой поток, который включает три основных механизма: проводимость, конвекцию и излучение. Теплопроводность — это то, как тепло проходит через материалы, например, когда ложка, помещенная в горячую чашку кофе, передает тепло через ручку к вашей руке. Конвекция — это способ циркуляции тепла через жидкости и газы, поэтому более легкий и теплый воздух поднимается вверх, а более холодный и плотный воздух опускается в вашем доме. Лучистое тепло распространяется по прямой линии и нагревает все твердое тело на своем пути, которое поглощает его энергию.

Наиболее распространенные изоляционные материалы замедляют кондуктивный и конвективный потоки тепла. Радиационные барьеры и отражающие системы изоляции работают за счет уменьшения притока лучистого тепла. Чтобы быть эффективным, отражающая поверхность должна соприкасаться с воздушным пространством.

Независимо от механизма, тепло переходит от более теплых участков к более холодным до тех пор, пока не исчезнет разница температур. В Вашем доме это означает, что зимой тепло поступает непосредственно от всех отапливаемых жилых помещений на соседние неотапливаемые чердаки, гаражи, подвалы и особенно на улицу. Тепловой поток может также перемещаться косвенно через внутренние потолки, стены и полы — везде, где есть разница в температуре. В сезон похолодания тепло поступает с улицы внутрь дома.

Для поддержания комфорта тепло, теряемое зимой, должно компенсироваться системой отопления, а тепло, получаемое летом, должно отводиться системой охлаждения. Надлежащая изоляция вашего дома уменьшит этот тепловой поток, обеспечивая эффективное сопротивление потоку тепла.

R-значения

Сопротивление изоляционного материала кондуктивному тепловому потоку измеряется или оценивается с точки зрения его теплового сопротивления или R-значения — чем выше R-значение, тем выше эффективность изоляции. Значение R зависит от типа изоляции, ее толщины и плотности. Значение R большинства изоляционных материалов также зависит от температуры, старения и накопления влаги. При расчете R-значения многослойной установки добавьте R-значения отдельных слоев.

Установка дополнительной теплоизоляции в вашем доме увеличивает коэффициент теплопередачи и сопротивление тепловому потоку. Как правило, увеличение толщины изоляции пропорционально увеличивает значение R. Однако по мере увеличения установленной толщины у насыпного утеплителя увеличивается осевшая плотность изделия за счет сжатия утеплителя под собственным весом. Из-за этого сжатия R-значение рыхлой изоляции не изменяется пропорционально толщине. Чтобы определить, сколько изоляции вам нужно для вашего климата, проконсультируйтесь с местным подрядчиком по изоляции.

Эффективность сопротивления изоляционного материала тепловому потоку также зависит от того, как и где уложена изоляция. Например, сжатая изоляция не будет обеспечивать полное номинальное значение R. Общее значение R стены или потолка будет несколько отличаться от значения R самой изоляции, потому что тепло легче проходит через стойки, балки и другие строительные материалы в явлении, известном как тепловые мосты. Кроме того, изоляция, которая заполняет полости здания, уменьшает воздушный поток или утечку и экономит энергию.

В отличие от традиционных изоляционных материалов радиационные барьеры – это материалы с высокой отражающей способностью, которые повторно излучают лучистое тепло, а не поглощают его, что снижает нагрузку на систему охлаждения. Как таковой, радиационный барьер не имеет присущего R-значения.

Несмотря на то, что можно рассчитать значение R для конкретного излучающего барьера или установки отражающей изоляции, эффективность этих систем заключается в их способности уменьшать приток тепла за счет отражения тепла от жилого помещения.

Необходимое количество теплоизоляции или R-коэффициента зависит от вашего климата, типа системы отопления и охлаждения и той части дома, которую вы планируете изолировать. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашей информацией о добавлении изоляции в существующий дом или изоляции нового дома. Кроме того, помните, что герметизация воздуха и контроль влажности важны для энергоэффективности, здоровья и комфорта дома.

Используйте следующую карту, чтобы определить вашу климатическую зону, а затем следующие таблицы, чтобы оценить требуемые R-значения. Дополнительную информацию о климатических зонах см. в Международном кодексе энергосбережения 2021 года.

Климатические зоны Аляски:

• 7 — Восточные Алеутские острова
• 7 — Западные Алеутские острова
• 7 — Анкоридж
• 7 — Вефиль
• 7 — Бристольский залив
• 8 — Денали
• 7 — Диллингем
• 8 — Северная звезда Фэрбенкса
• 6 — Хейнс
• 6 — Джуно
• 7 — Полуостров Кенай
• 5 — Шлюз Кетчикан
• 6 — Остров Кадьяк
• 7 — Озеро и полуостров
• 7 — Матануска-Суситна
• 8 — Номер
• 8 — Северный склон
• 8 — Северо-Западная Арктика
• 5 — Принц Уэльский-Внешний Кетчикан
• 5 — Ситка
• 6 — Скагуэй-Хуна-Ангун
• 8 — Юго-Восточный Фэрбенкс
• 7 — Вальдес-Кордова
• 8 — Уэйд Хэмптон
• 6 — Врангель-Петербург
• 7 — Якутат
• 8 — Юкон-Коюкук

Зона 1 включает Гавайи, Гуам, Пуэрто-Рико и Виргинские острова.

*Примечание. В приведенной выше таблице CI означает «непрерывную изоляцию», которая наносится на наружную часть стенового узла непосредственно внутри облицовки.

При снятии внешней обшивки с неизолированной стены с деревянным каркасом:

• Просверлите отверстия в обшивке и продуйте изоляцию в пустую стенную полость перед установкой новой обшивки, и
• Добавьте количество непрерывной изоляции, рекомендованное в таблице выше.

Всякий раз, когда снимается наружная обшивка с утепленной стены с деревянным каркасом:

• Добавьте количество непрерывной изоляции, рекомендованное в таблице выше.

Типы изоляции

Чтобы выбрать наилучшую изоляцию для вашего дома из множества видов изоляции, представленных на рынке, вам нужно знать, где вы хотите или должны установить изоляцию, и какое значение R вы хотите получить при установке. Другие соображения могут включать влияние на качество воздуха в помещении, стоимость жизненного цикла, переработанное содержимое, воплощенный углерод и простоту установки, особенно если вы планируете выполнить установку самостоятельно. Некоторые стратегии изоляции требуют профессиональной установки, в то время как домовладельцы могут легко справиться с другими.

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы варьируются от объемных волокнистых материалов, таких как стекловолокно, минеральная вата, целлюлоза и натуральные волокна, до жестких пенопластовых плит и гладкой фольги. Объемные материалы препятствуют кондуктивному тепловому потоку в полости здания. Жесткие пенопластовые плиты задерживают воздух или другой газ в своих ячейках, чтобы противостоять проводящему тепловому потоку. Фольга с высокой отражающей способностью в лучистых барьерах и отражающих системах изоляции отражает лучистое тепло от жилых помещений, что делает их особенно полезными в прохладном климате. Также доступны другие менее распространенные материалы, такие как цементные и фенольные пены и перлит.

• Учить больше
• Ссылки
• использованная литература

Изоляция на энергосбережении

Где утеплить дом
Узнать больше

Изоляция для строительства нового дома
Узнать больше

Добавление изоляции к существующему дому
Узнать больше

Типы изоляции
Узнать больше

Изоляционные материалы
Узнать больше

Контроль влажности
Узнать больше

Сияющие преграды
Узнать больше

Герметизация вашего дома
Узнать больше

#AskEnergySaver: Изоляция
Узнать больше

• Найдите подрядчика по теплоизоляции в вашем районе
• Часто задаваемые вопросы об изоляции
• Калькулятор экономии энергии дома — рекомендации и окупаемость энергосберегающих модернизаций
• Поиск сертифицированных высокоэффективных специалистов по изоляции
• Информация о целлюлозной изоляции
• Информация об изоляции из стекловолокна и минеральной ваты
• Информация о продукте из полиизоцианурата
• Часто задаваемые вопросы по отражающей изоляции
• Информация о пенополиуретане
• 8
• 8
  • Отражающая изоляция, барьеры для излучения и покрытия для контроля излучения (2002 г. ). RIMAI
  • Детали конструкции для климатических условий — Buildingscience.com
  • Информация об экологическом строительстве — BuildingGreen.com
  • Информация об изоляции и энергоэффективности — Home Energy: The Magazine of Residential Energy Conservation
  • Изоляция: тепловые характеристики — это только начало — BuildingGreen.com

  Диэлектрическая прочность ASTM D149, IEC 60243

  Диэлектрическая прочность ASTM D149, IEC 60243

  Область применения:
  Диэлектрическая прочность является мерой электрической прочности материала как изолятора. Диэлектрическая прочность определяется как максимальное напряжение, необходимое для пробоя диэлектрика через материал, и выражается в вольтах на единицу толщины. Более высокая диэлектрическая прочность представляет лучшее качество изолятора.

  Процедура испытаний:
  Существуют три основные процедуры, которые можно использовать для определения диэлектрической прочности изолятора. К этим процедурам относятся кратковременный метод, метод медленного нарастания и пошаговый метод. Каждый из этих трех методов имеет одинаковую базовую установку, состоящую из испытуемого образца, помещенного между двумя электродами в воздухе или масле.

  Для наиболее распространенного теста, кратковременного метода, напряжение подается на два электрода и поднимается от нуля до пробоя диэлектрика с одинаковой скоростью. Пробой – это прожог образца электрическим током или его разложение. Скорость нарастания напряжения определяется временем, которое требуется образцу для достижения диэлектрического пробоя.

  Метод медленного нарастания начинается с 50% напряжения пробоя, определенного методом кратковременного нарастания, и увеличивается с постоянной скоростью.

  Пошаговый метод начинается с 50% кратковременного испытания, затем напряжение увеличивается с равными приращениями в течение заданного периода времени до пробоя. Испытание иногда проводят в масле, чтобы предотвратить искрение от электрода к земле.

  Размер образца:
  Рекомендуемый тип образца для этого теста – пластина размером 4 дюйма или больше. Можно использовать образцы любой толщины; однако наиболее распространенная толщина составляет от 0,8 до 3,2 мм (от 0,032 до 0,125 дюйма). Образцы толщиной более 2 мм обычно испытывают в масле, чтобы уменьшить вероятность пробоя перед разрушением.

  Данные:
  Диэлектрическая прочность рассчитывается путем деления напряжения пробоя на толщину образца. Данные выражены в Вольтах/мил. Также фиксируется место поломки. Более высокая диэлектрическая прочность представляет лучшее качество изолятора.

  **Обратите внимание, что это описание теста намеренно носит общий характер и предназначено для предоставления описательного резюме для улучшения понимания теста. Из-за ограничений авторского права мы не можем предоставить копии стандартов. Стандарты можно получить в соответствующих органах по стандартизации.

  • Testlopedia — Энциклопедия испытаний пластмасс
  • Диэлектрическая проницаемость и коэффициент рассеяния
  • Поверхностное удельное сопротивление, объемное удельное сопротивление, ASTM D257, IEC 60093

  Нужна помощь или есть вопрос?

  0800 5855888

   

  Нужна помощь или есть вопрос?

  0800 5855888

  Уилтон, Великобритания:

  +44 1642 435 788

  Бенилюкс:

  +31 88 126 8888

  США:

  +1 413 499 0983

  Азиатско-Тихоокеанский регион:

  +65 6805 4800

  Швейцария:

  +41 61 686 4800

  Мексика:

  01 800 5468 3783

  +52 55 5091 2150

  Бразилия:

  +55 11 2322 8033

  Австралия:

  +61 1300 046 837

  Индия:

  +91 22 4245 0207

  Полимеры Новости и события

  K-SHOW:  Посетите нас на K2022: Поддержка разработки полимеров и материалов

  Новый сервис: CircularAssure — Услуги, которые помогут вам закрыть цикл в циркулярной экономике для пластмасс

  Статья: Программы обработки и оценки для переработанных пластиковых материалов

  9098 Статья: Программы проверки качества. СТАТЬЯ:   Возможность разработки полимерных нетканых материалов

  ПРИМЕР:  Разрешение загрязнения поверхности полимера

  ПРИМЕР:  Разрушение полимера — распределение и диспергирование наполнителей

   

  Ресурсы:

  Справочное руководство по оценке разрушения композитов и пластмасс при сборке

  Что такое электрическая прочность? — Matmatch

  Диэлектрическая прочность  – это свойство, присущее материалу, которое представляет максимальное электрическое поле  ,  которое чистый материал способен выдерживать в идеале до того, как его изоляционные свойства начнут ухудшаться. Его также можно описать как максимальное напряжение, необходимое для индукции пробой диэлектрика  [1].

  Диэлектрический материал или диэлектрик  на самом деле представляет собой электрический изолятор, который может поляризоваться в присутствии электрического поля. Это означает, что при воздействии внешнего электрического поля материал не пропускает ток, поскольку в нем нет свободных электронов (имея в виду, что не существует «идеальных» изоляторов). Скорее имеет место электрическая поляризация , когда в игру вступают статические электрические заряды, имеющие постоянное количество заряда и стационарное положение относительно друг друга. Что определяет способность этого материала создавать полярность, так это его диэлектрическая проницаемость .

  Диэлектрическую прочность не следует путать с диэлектрической проницаемостью, хотя они взаимосвязаны. В то время как диэлектрическая прочность характеризует изоляционные качества материала, диэлектрическая проницаемость представляет собой безразмерное математическое отношение диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума, что дает ему альтернативное название «относительная диэлектрическая проницаемость».

  Диэлектрическая прочность выражается в Вольт на единицу толщины   ( В/м )   и не зависит от конфигурации материала или электродов, генерирующих электрическое поле. Это существенное свойство изолятора, качество которого изменяется пропорционально изменению диэлектрической прочности.

  Здесь вы узнаете: 

  • Что такое пробой диэлектрика 
  • Как измеряется диэлектрическая прочность
  • Какие наиболее распространенные материалы, характеризующиеся своей диэлектрической прочностью,
  • Какие приложения основаны на диэлектрической прочности материалов

  Что такое пробой диэлектрика?

  Рассмотрите возможность воздействия определенного напряжения на определенный диэлектрический материал, например стекло или фарфор. Постоянное увеличение этого напряжения приведет к тому, что материал будет медленно приближаться к своей максимальной способности сдерживать любой поток электронов (т. е. его диэлектрической прочности), после чего происходит внезапное, локальное и катастрофическое событие [2]. Мы называем это пробой диэлектрика .

  При пробое происходит то, что внешнее электрическое поле освобождает электроны, которые были связаны с относительными атомами, за считанные наносекунды, создавая электропроводящий путь или прокол , через который возникает электростатический разряд (ЭСР). . Другими словами, ток резко возрастает по сравнению со значением насыщения, что приводит к лавине из электронов с . Это приводит к возгоранию материала в зоне пробоя, что приводит к серьезной деградации и даже полной потере его изолирующей способности. Такие поломки по своей природе невоспроизводимы, стохастичны и могут различаться в зависимости от физического состояния материала, чистоты и окружающей среды [2].

  В дополнение к этой внутренней поломке важно указать, что поломка может происходить более конкретными способами, такими как [3]: тепловых свойств диэлектрического материала и связано с джоулевым нагревом.

• D — пробой заряда , что важно для керамики, так как инициируется на уровне пористости, обычной неоднородности в керамике.

Как измеряется диэлектрическая прочность?

Для измерения диэлектрической прочности изоляционных материалов были разработаны четко определенные процедуры испытаний. Тем не менее, важно помнить, что эти стандартные испытания не измеряют собственное значение диэлектрической прочности, поскольку в среде вокруг испытуемых образцов могут возникать преждевременные разряды [2].

Существует четыре общих теста , которые включают приложение напряжения для измерения диэлектрических свойств материала [4].

1. Испытание на соответствие указанным минимальным требованиям

Это испытание на самом деле не измеряет диэлектрическую прочность как таковую; вместо этого он измеряет диэлектрическую проницаемость выдерживает материала. Вот почему его также называют тестом на диэлектрическую стойкость  [5]. Диэлектрическая стойкость означает способность изоляционного материала выдерживать высокое напряжение в течение определенного периода времени, прежде чем он выйдет из строя.

В этом испытании напряжение прикладывается к материалу и увеличивается с постоянной скоростью (обычно на 5% от указанного напряжения) до достижения значения, указанного в спецификации материала, при котором оно сохраняется в течение определенного времени.

2. Испытание на пробой, кратковременное испытание 

В этом испытании прикладываемое напряжение увеличивается от нуля с постоянной скоростью (0,5–1,0 кВ/с) до пробоя. Эта скорость нарастания напряжения выбирается на основе общего времени испытания и характеристики материала во времени.

3. Испытание на пробой, пошаговое испытание 

Здесь напряжение увеличивается с начальной точки на 50% от напряжения пробоя , указанного в кратковременном испытании. Применяется та же скорость роста, но значение сохраняется после каждого равного приращения в течение определенного периода времени, а затем увеличивается как можно быстрее до следующего значения.

4. Испытание на пробой, медленное испытание

Напряжение в этом испытании также изначально прикладывается к половине напряжения пробоя и увеличивается с постоянной скоростью до точки пробоя. Эта скорость выбрана, чтобы обеспечить равное время воздействия напряжения на испытуемый образец.

Затем рассчитывается диэлектрическая прочность путем простого деления напряжения пробоя на толщину материала образца, которая должна быть достаточно большой, чтобы предотвратить возникновение пробоя до пробоя. Имейте в виду, что зависимость между диэлектрической прочностью и толщиной не обязательно является линейной.

Какие приложения и материалы характеризуются диэлектрической прочностью?

Обычные материалы с их относительной диэлектрической прочностью можно просмотреть в таблице ниже. Обратите внимание на разницу в значениях для аналогичных материалов при изменении толщины пленки.

Диэлектрическая прочность является важным фактором при выборе материала для электроизоляции. Диэлектрическая прочность, чаще всего используемая в электротехнической и электронной промышленности, играет важную роль в таких областях применения, как покрытие, герметизация и герметизация электронных устройств. Он также используется при выборе материала и конструкции конденсаторов, где диэлектрические материалы обеспечивают высокую электрическую емкость при размещении между проводящими пластинами конденсатора. Диэлектрики в конденсаторах могут быть вакуумными, газообразными (например, воздух), жидкими (например, минеральное масло), твердыми (например, стекло, оксид титана или натрий) или комбинацией жидкости и твердого вещества (например, пропитанная маслом бумага или слюда). . Диэлектрики также используются в силовых трансформаторах, искровых генераторах, кабелях и преобразователях.

Диэлектрическая прочность также имеет большое значение в медицинской промышленности, поскольку для определенных устройств и оборудования требуется изоляция, чтобы защитить пациентов и медицинский персонал от электрических токов, особенно когда устройство подключено к источнику питания.

Заключение 

Имейте в виду, что наименование изоляционного материала как диэлектрика, а не изолятора, зависит от его основной функции. Если его основная функция заключается в обеспечении электрической изоляции, это 9Изолятор 0006   (также называемый пассивным диэлектриком ). С другой стороны, если его основная функция заключается в хранении электрического заряда, это диэлектрик (также называемый активным диэлектриком ).

Диэлектрические материалы, в целом, — неметаллы со значительно высоким удельным сопротивлением.  Их электрическая прочность определяет напряжение пробоя, приложенное к толщине материала.

Ознакомьтесь со списком диэлектрических материалов здесь на Matmatch с их соответствующей диэлектрической прочностью и узнайте кто их предоставляет.

[1] М. Куц, «Диэлектрическая прочность», Справочник по выбору материалов , Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 2002.

[2] А.Р. Блайт, Т. Блайт и Д. Блур, «Диэлектрический пробой», Электрические свойства полимеров , Великобритания: Издательство Кембриджского университета, 2005.

[3] А.Дж. Моулсон, Дж. М. Герберт, «Диэлектрическая прочность», Электрокерамика : материалы, свойства, применение , Великобритания: Чепмен и Холл, 1990.

прочность», IPC-TM-650 Руководство по методам испытаний  [Онлайн]. Доступно по адресу: https://www.ipc.org/TM/2.5.6.3.pdf [Проверено: 26.11.2019].

[5] «Испытания на электрическую прочность», element.com, , [онлайн]. Доступно по адресу: https://www.element.com/materials-testing-services/dielectric-strength-testing [Дата обращения: 26.11.2019] 

Показатели прочности на сжатие в промышленной изоляции

Комбинация изоляции FOAMGLAS® HLB с высокой Прочность и превосходные изоляционные свойства со стабильной и не ухудшающейся эффективностью изоляции помогают обеспечить постоянные тепловые характеристики, которые остаются неизменными с течением времени. Это сделало его одним из предпочтительных материалов для танкостроителей во всем мире на протяжении десятилетий.

При выборе изоляционных материалов прочность на сжатие часто упускается из виду как отличительная черта при выборе изоляционных материалов; однако прочность на сжатие необходима для поддержки нагрузок во многих областях применения, таких как основания резервуаров, подземные трубопроводы и сосуды, опоры для труб и подвески. Разрушение изоляционных материалов при сжатии может вызвать ухудшение системы изоляции и привести к повреждению механических систем и оборудования.

Изоляция из ячеистого стекла FOAMGLAS® доступна в сортах, отвечающих широкому диапазону требований к прочности на сжатие. Из изоляции FOAMGLAS® ONE™, обычно используемой в трубопроводах и оборудовании, и шести стандартных сортов изоляционных материалов FOAMGLAS® HLB (высокой несущей способности) со средней заявленной прочностью на сжатие в диапазоне от 800 кПа (116 фунтов на кв. дюйм) до 2400 кПа (348 фунтов на кв. дюйм). ).*

В низкотемпературных применениях или основаниях криогенных резервуаров слабые или сжимаемые изоляционные материалы могут привести к неприемлемой осадке и снижению теплоизоляционных характеристик.

Это может привести к вздутию грунта и нагреванию фундамента до температур, что может привести к отказу системы.

В конечном итоге может произойти разрыв стального дна резервуара с последующей потерей герметичности.

Применение изоляции FOAMGLAS® HLB под криогенным резервуаром может помочь контролировать приток тепла и снизить риск отказа системы.

Для высокотемпературных оснований резервуаров слабые или сжимающиеся изоляционные материалы также могут привести к оседанию и снижению эффективности теплоизоляции, что может привести к плохому управлению технологическим процессом, повышению вязкости или затвердеванию технологических жидкостей.

Применение изоляции FOAMGLAS® HLB под высокотемпературным резервуаром также может помочь защитить бетонные фундаменты конструкций от высоких температур, тем самым снижая риск отказа системы и обеспечивая более эффективный и экономичный фундамент.

Для непосредственно заглубленной подземной изоляции труб и резервуаров прочность на сжатие необходима для защиты от давления окружающего грунта и транспортных средств.

Применение несущей изоляции FOAMGLAS® помогает гарантировать, что система изоляции не будет сжиматься, что может снизить тепловую эффективность и ухудшить общую производительность системы.

При правильном проектировании с изоляцией и аксессуарами FOAMGLAS® эти системы допускают движение по земле без отрицательного воздействия на изоляцию или технологическую систему.

Для опор и подвесок изолированных труб изоляционный материал с высокой прочностью на сжатие позволяет проектировщику размещать опоры по внешнему диаметру изоляционной системы, снижая вероятность тепловых разрывов в системе.

Выход из строя одной или нескольких изолированных трубных опор может привести к неравномерному или неправильному распределению нагрузки. Это может привести к перенапряжению во всей системе трубопроводов.

Это особенно нежелательно в наиболее чувствительных точках трубопроводной системы, таких как фланцы, патрубки и фитинги, где выше риск утечки или разрыва.

Правильная конструкция с изоляционной системой FOAMGLAS® помогает обеспечить достаточную прочность на сжатие для поддержки системы.

Изолированные трубопроводы могут подвергаться механическим воздействиям и точечным нагрузкам, когда сжимаемые изоляционные материалы могут не сохранять свою целостность.

Это может привести к повреждению пароизоляции и защитной оболочки, а также повлиять на тепловые характеристики и общую функциональность системы.

Применение системы изоляции FOAMGLAS®, несущей нагрузку, может помочь защититься от такого злоупотребления.

Изоляция

FOAMGLAS® прошла всесторонние испытания на прочность при сжатии в соответствии с отраслевыми стандартами, включая, помимо прочего, ASTM C165, Стандартный метод испытаний для измерения свойств теплоизоляции при сжатии, и EN 826, Теплоизоляционные материалы для применения в строительстве. Определение сжатия поведение. Эти тесты используются производителями изоляционных материалов для определения прочности/сопротивления их изоляционных материалов на сжатие.

Образцы с крышками нагружались с помощью машины для гидравлических испытаний Instron до разрушения. Регистрировали приложенную нагрузку при разрушении и рассчитывали прочность на сжатие путем деления разрушающей нагрузки на площадь поверхности. Все марки изоляции FOAMGLAS® легко соответствуют критериям приемлемости Стандартной спецификации ASTM C552-17 для теплоизоляции из ячеистого стекла и / или значениям, заявленным в соответствии с EN 14305 Теплоизоляционные материалы для строительного оборудования и промышленных установок. Изделия из ячеистого стекла заводского изготовления.

ИСПЫТАНИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ

Прочность на сжатие — это способность материала или конструкции выдерживать нагрузки. Этот термин часто используется для обозначения сжимающих свойств жестких материалов.

Для изоляции FOAMGLAS® прочность на сжатие определяется с использованием процедуры укупорки, описанной в Стандартных методах испытаний ASTM C240 ​​для испытания изоляционного блока из ячеистого стекла.

Различные облицовочные материалы не изменяют прочность изоляционного материала на сжатие, но результаты испытаний могут отличаться из-за влияния или взаимодействия облицовочного материала с изоляционным основанием. Это влияние следует учитывать при испытаниях материалов, проектировании и применении системы изоляции. Всегда консультируйтесь с проектной фирмой по поводу подходящих вспомогательных материалов для вашей несущей нагрузки.

Разработчики спецификаций должны знать о потенциально неблагоприятном воздействии долговременной ползучести и изменений прочности в зависимости от температуры на различные изоляционные подложки и вспомогательные материалы.

Ползучесть при сжатии – это склонность твердого материала медленно перемещаться или постоянно деформироваться под воздействием постоянной механической нагрузки.

Свойства изоляции FOAMGLAS® на сжатие неизменны во времени и в широком диапазоне рабочих температур.

Различные типы изоляционных материалов ведут себя по-разному при сжимающих нагрузках.

Поскольку деформация и связанное с этим снижение прочности могут серьезно повлиять на характеристики некоторых сжимаемых изоляционных материалов, общепринятой практикой является использование коэффициента запаса прочности при проектировании изоляционных систем в отношении прочности на сжатие.

Конструкторы часто не рискуют допустить степень деформации от 10 до 20%, поэтому для компенсации расчетной нагрузки применяется дополнительный коэффициент безопасности.
Следует проконсультироваться со спецификацией проектной фирмы, участвующей в проекте, поскольку многие фирмы имеют свои собственные корпоративные спецификации, которые отличаются друг от друга в этом аспекте.

С точки зрения прочности на сжатие изоляция FOAMGLAS® во многих отношениях замечательна. Правильно спроектированные изоляционные системы FOAMGLAS® могут выдерживать высокие нагрузки практически без деформации. Изоляция FOAMGLAS® сохраняет свою прочность на сжатие с течением времени в широком диапазоне рабочих температур. Он идеально подходит для различных применений, связанных с изоляцией, несущей нагрузку, таких как основания резервуаров, опоры для труб, подземные / прямо заглубленные трубопроводы и оборудование.

Изоляция FOAMGLAS® для высоких нагрузок (HLB) производится в различных марках для удовлетворения особых требований к широкому спектру требований к изоляции подшипников.