Пояснительная записка к проекту гост р… «Кабельные изделия. Метод электроискрового испытания»
| Вид материала | Пояснительная записка |
- Ниже приведен проект гост р … на метод электроискрового испытания (метод испытания, 443.73kb.
- Метод испытания клеевого соединения древесины на двухстороннее раскалывание клиньями, 7.66kb.
- Испытания материалов и облицовочных изделий из горных пород на соответствие требованиям, 4.14kb.
- Государственная Академия Управления имени С. Орджоникидзе Институт национальной и мировой, 399.35kb.
- Пояснительная записка к проекту на тему Расчёт осесимметричной арматуры работающей, 313.14kb.
- Сводка замечаний и предложений по проекту второй редакции стандарта гост р серебро, 433.02kb.
- К дипломному проекту, 805.09kb.
- Межгосударственный стандарт гост 30402-96 "Материалы строительные. Метод испытания, 249.75kb.
- Испытания прочности сварных швов испытания ручные, 28.58kb.
- Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «методы оптимизации», 29.18kb.
Пояснительная записка к проекту ГОСТ Р… «Кабельные
изделия. Метод электроискрового испытания»
Уважаемые коллеги, в данном документе предлагаем Вам обоснование норм, вводимых в новый стандарт ГОСТ Р … «Кабельные изделия. Метод электроискрового испытания», который будет введен в действие взамен ГОСТ 2990-78 "КАБЕЛИ, ПРОВОДА И ШНУРЫ. Методы испытания напряжением" в его части, регламентирующей испытания по категории ЭИ-2.
При формировании норм стандарта учитывалось следующее:
- многолетний опыт эксплуатации испытательного оборудования, собранный с более чем сотни предприятий РФ и стран СНГ;
- результаты научно- исследовательских работ в данной области;
- требования ГОСТ 2990-78 и ГОСТ 23286-78;
- требования лучших образцов международных и национальных стандартов, таких как МЭК 62230-2006, BS 5099:2004, BS EN 50356:2002.
За основу нового стандарта был взят МЭК 62230-2006 «Кабели электрические. Метод электроискрового испытания». Во вводной части стандарта МЭК 62230 сказано, что его нормы сформулированы исходя из многолетнего опыта проведения испытаний. Этот опыт отличается от опыта контроля на кабельных предприятиях РФ. Прямое введение норм стандарта МЭК 62230 в стандарт ГОСТ Р … привело бы либо к существенным издержкам кабельных предприятий при соблюдении его норм, либо, что более вероятно, к игнорированию ряда требований стандарта. В таком случае теряется сам смысл введения нового стандарта. Поэтому было решено адаптировать стандарт МЭК 62230 к условиям кабельных предприятий РФ. Возможно, следующая редакция ГОСТ Р … будет полностью соответствовать стандарту МЭК 62230.
Ниже приводятся обоснования введения норм в стандарт ГОСТ Р… , отличных от норм ГОСТ 2990-78.
Контроль качества кабельного изделия осуществляется посредством испытаний напряжением его изоляции, оболочки или защитного шланга.
В наименовании МЭК 62230 словосочетание «Spark-test method» имеет дословный перевод – «Метод электроискрового испытания».
Перейдем к основному тексту стандарта.
Пункт 4.1 Формы и значения испытательных напряжений.
Важным изменением в данном пункте является регламентирование испытаний постоянным напряжением (позаимствовано из МЭК 62230). Испытания постоянным напряжением являются самыми быстродействующими и «щадящими» для кабельного изделия по сравнению с испытаниями переменным напряжением. Постоянным напряжением эффективно контролировать целостность вспененной изоляции, так как при высокочастотных испытаниях в ней возможно возникновение внутренних пробоев в воздушных промежутках. Однако широкое использование испытаний постоянным напряжением вряд ли можно рекомендовать, так как для большинства кабельных изделий контроль переменным напряжением обладает большей достоверностью. Поэтому внедрение испытаний высоким постоянным напряжением необходимо производить очень аккуратно.
Импульсные напряжения рекомендуется использовать при контроле изоляции с высокой погонной емкостью или низким удельным объемным сопротивлением, что позволит существенно снизить требуемую мощность испытательного оборудования и повысить безопасность контроля. На низких напряжениях интенсивность коронных разрядов снижается, что в свою очередь может быть компенсировано увеличением частоты. В связи с этим в стандарт введено требование, заключающееся в том, что при импульсном испытательном напряжении амплитудой ниже 5 кВ, его частота должна быть не менее 170 Гц. В стандарте МЭК 62230 ограничение по частоте действует на все импульсные испытатели, независимо от величины испытательного напряжения. Это связано с тем, что все выпускаемые импульсные испытатели рядом западноевропейских фирм были построены с использованием автомобильных катушек зажигания, что существенно снижало себестоимость оборудования. Отличительной чертой такого импульсного оборудования являлась относительно невысокая мощность и высокая частота контролирующего напряжения, которая составляла сотни герц. На протяжении нескольких десятилетий в РФ было создано и эксплуатируется по настоящее время большое количество импульсных испытателей с частотой контролирующего напряжения в диапазоне (50÷100) Гц. Для того, чтобы данные импульсные испытатели возможно было использовать и в дальнейшем, норму стандарта МЭК 62230 необходимо было адаптировать к условиям кабельных производств РФ.
Пункт 4.2 Методика испытаний.
«Не рекомендуется устанавливать испытательные напряжения амплитудой менее 3 кВ при контроле сухой изоляции».
Пояснения: наиболее распространенная конструкция электрода состоит из набора шариковых цепочек и в большинстве случаев обладает наилучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с другими конструкциями. Однако при напряжениях ниже (2÷3) кВ качество такого электродного узла снижается. Расстояние, на которое происходит растекание высокого напряжения, уменьшается и те дефекты изоляции, которые не входят в соприкосновение непосредственно с цепочками электродного узла, могут быть не обнаружены испытательным оборудованием. На экструзионной линии поверхность кабельного изделия после прохождения охлаждающей ванны увлажнена даже при наличии устройств съема воды. Влага значительно улучшает электрический контакт цепочек электрода с поверхностью испытуемой изоляции повышая тем самым достоверность контроля низким напряжением. На участках скрутки или перемотки, где поверхность кабельного изделия сухая, не рекомендуется устанавливать испытательные напряжения амплитудой менее 3 кВ.
Пункт 4.3.1 Правила техники безопасности и охраны труда
«Для ограничения воздействия электрического тока на персонал испытательное оборудование должно быть сконструировано таким образом, чтобы уровни выходных токов короткого замыкания соответствовали требованиям ГОСТ 12.1.038-82. Для оборудования с импульсным испытательным напряжением или переменным напряжением промышленной частоты ток короткого замыкания не должен превышать 6 мА действующего значения. Для оборудования с высокочастотным переменным испытательным напряжением ток короткого замыкания не должен превышать 8 мА действующего значения. Для оборудования с постоянным испытательным напряжением ток короткого замыкания не должен превышать 10 мА».
Пояснения: При аттестациях испытательного оборудования токи короткого замыкания можно измерять косвенно при подключении к высоковольтному выводу резистора сопротивлением (3÷3,6) кОм и мощностью не менее 2 Вт. Падение напряжения на резисторе необходимо измерять поверенным вольтметром классом точности не ниже 2,5 с функцией измерения «истинно действующего значения» (True RMS) или цифровым осциллографом. В режиме короткого замыкания форма выходного тока испытательного оборудования может существенно отличаться от гармонической. Для импульсного испытательного оборудования формы напряжения и тока изначально не является гармоническими. Измерение падения напряжения на резисторе обычным вольтметром будет обладать высокой погрешностью.
В целях безопасности не допускается измерение тока короткого замыкания прямым измерением, то есть амперметром, включенным последовательно в цепь между высоковольтным выводом и точкой заземления.
Значение сопротивления резистора выбрано в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.038-82. "ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов".
Пункт 4.3.2 Источник высокого напряжения.
Контроль испытательного напряжения
«Испытательное оборудование, шкалы которого градуированы в амплитудных значениях, должно быть аттестовано на показания амплитудных значений. Испытательное оборудование, шкалы которого градуированы в действующих значениях, должно быть аттестовано на показания действующих значений».
Пояснения: в стандарте МЭК 62230 величины испытательных напряжений указываются в действующих значениях, за исключением импульсных. В стандартах ГОСТ 2990 и ГОСТ 23286 величины испытательных напряжений указываются только в амплитудных значениях. В соответствии с требованиями стандартов проектируется и испытательное оборудование. В РФ эксплуатируется испытательное оборудование обоих видов и указанная выше норма стандарта ГОСТ Р … допускает равноправное их использование.
Пункт 4.6 Конструкция электрода
Длина электрода должна быть таковой, чтобы время приложения напряжения к каждому участку испытуемой изоляции было не менее 2 мс при использовании установки, обеспечивающей за это время не менее трех периодов испытательного напряжения.
Для испытательного оборудования с переменным напряжением промышленной частоты, переменным высокочастотным и импульсным напряжениями длину электрода L, вычисляют по формуле
где v - максимальная линейная скорость прохождения через электрод испытуемого кабельного изделия, f – частота испытательного напряжения (для импульсного напряжения частота повторения импульсов).
Для испытательного оборудования с напряжением постоянного тока длину электрода L, вычисляют по формуле
Пояснения: Для испытательного оборудования с переменным напряжением промышленной частоты, переменным высокочастотным и импульсным напряжениями длину электрода вычисляют по единой формуле, которая линейно зависит от скорости движения кабельного изделия и обратно пропорциональна частоте испытательного напряжения. Закономерность позаимствована из стандарта МЭК 62230 с той лишь разницей, что в стандарте МЭК минимальное количество периодов испытательного напряжения соответствует 2,5. В ГОСТ Р … было решено с целью обеспечения высокой достоверности контроля установить требования к минимальному числу периодов, как это указано в ГОСТ 2990, равному 3.
Для испытательного оборудования с напряжением постоянного тока длину электрода L вычисляют по формуле, которая устанавливает минимальное время пребывания испытуемого кабельного изделия в электроде на уровне 1 мс.
Пункт 5 Чувствительность детектирования дефектов
«Для проверки отсутствия ложных срабатываний при регистрации дефектов необходимо подвергнуть испытанию несколько бездефектных отрезков кабельного изделия на максимальном для испытательного оборудования напряжении. Не должно произойти ни одного ложного срабатывания. Изоляция образцового кабеля должна выдерживать долговременное нахождение под испытательным напряжением.
На электроде в режиме холостого хода первоначально должно быть установлено 3 кВ переменного напряжения или 5 кВ постоянного напряжения. Если это невозможно, то напряжение должно быть установлено минимальным для аттестуемого испытательного оборудования. Имитатор искусственного дефекта должен быть настроен на формирование искрового разряда длительностью не более половины от времени пребывания дефекта в электроде при работе на максимальной скорости контроля. Последовательно с искровым промежутком имитатора должен быть включен резистор, ограничивающий ток короткого замыкания. Ограничение должно быть реализовано на уровне 600 мкА при 3 кВ переменного напряжения или при 5 кВ постоянного напряжения. Если условия эксплуатации испытательного оборудования таковы, что ток детектирования дефекта на уровне 600 мкА приводит к ложным срабатываниям, то ток короткого замыкания имитатора дефекта может быть ограничен на уровне до 1,5 мА для переменного напряжения 3 кВ или постоянного напряжения 5 кВ. В этом случае изоляция кабельного изделия должна быть подвергнута итоговым испытаниям по категории ЭИ-1.
Для импульсного испытательного оборудования при аттестации последовательно с искровым промежутком включается резистор сопротивлением 0,5 МОм.
Имитатор искусственного дефекта должен быть настроен на формирование искрового разряда максимальной длительностью 25 мс для переменного напряжения промышленной частоты, переменного высокочастотного и импульсного напряжения или 0,5 мс для постоянного напряжения. Должна быть сформирована последовательность искровых разрядов (не менее 20) с периодом повторения - не более 1 сек. Счетчик испытательного оборудования должен регистрировать один отсчет на один искровой разряд. Затем токоограничивающий резистор должен быть закорочен. Бездефектный участок кабельного изделия, представляющий собой наибольшую емкостную нагрузку, на которую работает испытательное оборудование, должен быть помещен в электрод. В качестве нагрузки может быть использован и высоковольтный конденсатор соответствующей электрической емкости. Имитатор дефекта должен быть подключен параллельно нагрузке. Испытательное напряжение должно быть увеличено до максимального значения. После этого проверка должна быть проведена повторно для установления того, что 20 следующих искровых разрядов регистрируются испытательным оборудованием (один отсчет на один искровой разряд).
Пояснения: Контрольное испытание при максимальном напряжении образца бездефектного кабельного изделия необходимо для проверки отсутствия ложных срабатываний от коронных разрядов в электроде испытательного оборудования. При этом рекомендуется имитировать движение кабельного изделия. Максимальная чувствительность детектора дефектов проверяется при минимальном напряжении или при переменном напряжении (3 кВ) и при постоянном напряжении (5 кВ). Эти нормы указываются во многих международных и национальных стандартах и доказали свою эффективность.
Длительность имитируемого пробоя для переменного напряжения составляет 25 мс. Это время соответствует половине минимального времени испытания напряжением промышленной частоты в соответствии с требованиями МЭК 62230. Но это требование сохраняется и для высокочастотного испытательного оборудования, у которого время испытаний может составлять единицы миллисекунд. В результате чего аттестацию может пройти и неисправное высокочастотное оборудование. Для более объективной проверки испытательного оборудования необходимо прописать требования по детектированию дефектов за время не более половины от минимального времени испытаний. Однако в настоящее время на рынке отсутствует аттестационное оборудование с требуемыми для этого характеристиками. В результате чего кабельные предприятия могут попасть в затруднительное положение и вряд ли смогут аттестовать испытательное оборудование. По этой причине принято решение о сохранении норм МЭК 62230. Типовые детали имитатора пробоев приведены в приложении Б стандарта.
В заключении хотелось бы поднять два вопроса:
1. Как Вы считаете, существует ли необходимость включить в стандарт раздел, регламентирующий аттестацию испытательного оборудования, находящегося в составе автоматизированной линии и не имеющего собственных органов управления и элементов индикации?
2. Есть ли необходимость в приложение к стандарту включить типовую методику аттестации испытательного оборудования? Данная методика могла бы быть рекомендована для аттестации оборудования в документации, к которому не поставлялась собственная методика аттестации.
Директор ООО «НПО Редвилл»,
доцент Томского политехнического университета –
Редько Виталий Владимирович
Тел. (3822) 41-89-11
Моб. 8-906-959-95-07
E-mail: ultratone@rambler.ru
