Способ определения срока службы электроизоляционных конструкций Советский патент 1993 года по МПК H01B17/00 

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно разработке изоляционных материалов и изоляторостроении. Целью изобретения является сокращение времени определения срока службы электроизоляционной конструкции и повышения ее точности.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения срока службы электроизоляционных конструкций. На фиг. 2 приведена зависимость относительного значения треки нгостойкости ТС материала КЕ от средней напряженности электрического поля ЕСр (кВ/см), действующей вдоль длины пути утечки конструкции. На фиг. 3 приведена зависимость относительного значения ТС материала К от от загрязненности атмосферы rj(%). На фиг; А зависимость относитель- ного значения ТС материала KQ от воздействия накопленной суммарной солнечной радиации ZQ (кал. см /мес). На фиг. 5 зависимость относительного значения ТС материала К Д от угла наклона конструкции в пространстве). град. На фиг. 6 приведена

зависимость относительного значения механической прочности несущего стеклопла- стикового стержня от времени эксплуатации. На фиг. 7 и 8 приведена зависимость относительного значения электрическогостарениянесущегостеклопластикового стержня от времени эксплуатации.

Устройство для определения срока службы электроизоляционной конструкции (фиг. 1) содержит блок подготовки испытуемых образцов материалов 1, камеру проводящего тумана 2 для проведения испытаний на ТС, звенья дополнительных совокупных воздействий на испытуемый материал: звено по воздействию солнечной радиации 3, звено по воздействию средней напряженности электрического поля 4, звено по увлажненному загрязнению 5, звено по углу наклона конструкции в пространстве и звено по воздействию механических нагрузок .6, звено обработки поступающей информации 7.

Срок службы полимерной электроизоляционной конструкции определяется еле00

со о

СП

ел о

дующим образом. Выбирают базовый способ ускоренных испытаний на ТС. Таким ускоренным способом испытаний является - способ по а.с. СССР № 1170385. Проводят ускоренные испытания образцов изоляци- онной детали-полимерной конструкции при одновременном воздействии высокого напряжения, проводящего тумана и ограниче- нии таков утечки до 2 мА. За трекингостойкость to принимают среднее время развития науглероженной дорожки до 1/3 длины пути утечки каждого образца в испытуемой партии образцов изоляционной детали полимерной конструкции. Затем на образцах искомого материала дополни- тельно и поочередно снимают функциональные зависимости ТС от воздействующих факторов: средней напряженности электрического поля ЕСр (фиг. 2), тока поверхностных частичных разрядов I; загрязненности атмосферы г (фиг. 3); суммарной солнечной йадиации 2Ь (фиг. 4); угла наклона изоляционной детали конструкции к горизонту ft; механической прочности стеклопластико- вого стержня от времени эксплуатации Р (фиг. 6).

Расчетным путем определяют электрическое старение несущего стеклопластико- вого стержня, находящегося под максимальной напряженностью электриче- ского поля от времени эксплуатации (фиг. 7). Коэффициент по учету влияния токов поверхностных частичных разрядов (ПЧР) К| определяется следующим образом: для

исследуемого изоляционного материала по

базовому способу испытаний определяют ТС без ограничительных резисторов (б.о.р.) и получают to {б.о.р.), Затем определяют ТС этого же материала,но с ограничительными резисторами (с.о.р.) и получают to (с.о.р.). Их отношение дает искомую величину:

Kit

1оГб.о.р.) to (с.о.р;)

Если известна величина К| для какого-либо изоляционного материала, то для нового типа материала без дополнительных длительных испытаний можно определить К| из

соотношения

К2| Кц

t&2

tor

где K2I - коэффициент по току ПЧР для нового материала;

Кц - коэффициент по току ПЧР для известного материала;

tec, toi - ТС нового и известного материалов, измеренных ограничением токов ПЧР по известному способу.

Коэффициент по учету перепадов наружной температуры воздуха К $ определяют по формуле:

+

+ Тмин.р Тмин.в Ti

Тмакс.в Тмакс.р Тмакс.р

мин.р

где Тмакс.р. Тмин.р. - максимальные и минимальные значения рабочего диапазона температур для изоляционного материала;

Тмакс. Тмин - максимальные и минимальные среднегодовые значения температур окружающего воздуха для района предполагаемой эксплуатации конструкции.

Коэффициент по учету увлажняющих метеорологических факторов определяют по формуле:

Км - 2 Тм/Тгод,

(5)

где 5ТМ - суммарная продолжительность осадков для района предполагаемой эксплуатации полимерной конструкции, час.: Тгод 8760 час - число часов в году.

Кривая по фиг, б построена на основании экспериментальных данных, приведен- ных в таблице.

На фиг. 6 по оси ординат отложены зна- чения относительного изменения Кр

механической прочности конструкции, о

3)

ют .р.) С ми Их 40

(2)

бо тильиз

оз45

50

55

а по оси абсцисс - время эксплуатации. Нормированные значения для классов нагрузки отмечены там же. Коэффициент Кр определяют по разности среднегодового значения снижения от исходного

Кривая на фиг. 7 построена с использованием данных по известной функции распределения безотказной работы стеклопластикового стержня за определенный период времени. Зная значение функции распределения F(t), по формуле P(t) Кэ.с. 1 - F(t) определяют вероятность безотказной работы конструкции за выбранный промежуток времени.

Способ определения срока службы полимерных электроизоляционных конструкций по результатам ускоренных испытаний образцов из материалов по его ТС позволяет значительно сократить время определения срока службы изоляционных конструкций и затратить всего 25-30 дн. по сравнению с известными методами, по которым необходимое время составит белее 1 года.

Формула изобретения

Способ определения срока службы электроизоляционных конструкций, при котором партию электроизоляционных конст- рукций облучают ультрафиолетовыми лучами, воздействуют солевым проводящим туманом, прикладывают напряжение, испытывают на трекингоэрозионную стойкость, механические нагрузки и по получен- ным результатам определяют срок службы, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения срока службы электроизоляционной конструкции и повышения ее стойкости, облучают ульт- рафиолетовыми лучами в пределах 5 - 100% от годовой нормы суммарной солнечной радиации для географической широты 0°, солевым проводящим туманом воздействуют дозами с концентрацией 0,1 - 20,0%. при- кладывают напряжение 25-85% от пробивного при угле наклона образца 0 - 90° к горизонту, при испытании на трекингоэрозионную стойкость снимают функциональные зависимости ее от воздействующих факторов с учетом эксплуатационных факторов, по полученным зависимостям определяют коэффициенты воздействующих

факторов и по полученным данным определяют срок службы Т изоляционных конструкций по формуле

to КЕ К| K.TJ К0 KQ К0 Кр Кэс

.

где to - трекингоэрозионная стойкость материала;

КЕ - коэффициент по напряженности электрического поля;

К| - коэффициент по току поверхности частичных разрядов;

К - коэффициент по загрязненности атмосферы;

К/ - коэффициент по углу наклона кон струкции в пространстве:

Ке коэффициент по температуре окружающей среды;

KQ - коэффициент по накопленной солнечной радиации;

Кр - коэффициент по учету механических нагрузок;

Кэс - коэффициент электрического старения несущего стеклопластикового старения;

Км - коэффициент по метерологическим факторам.

Использование: при проектировании и производстве электроизоляционных конструкций. Сущность изобретения: проведение ускоренных испытаний партии образцов на трекингоэрозионную стойкость, определение зависимостей по воздействующим на изоляцию факторам конкретных значений интенсивностей из них и расчет вероятного значения срока службы электроизоляционной конструкции по приведенной формуле. 8 ил.

ft

Ј

7

фиг.

DS

риг,з

1830550

2,5 tt&/c

IB.20 /fabCS

К

О , fg.S Я,2 Ц6 754 953 136, f&.S &, Я{Ј S7S,3

Фиг. у

07S

o.sr

o,is

ZQtittas/ctf)

фцг.5

90 уаъ

о,

Нормированное значение CMflofcort XL J SP J -

для клаЈеа.300

0,6

1- кривая для класса 160 кН

2- кривая для класса 300 кН

Т

Ч

Б % 10

Фиг. 7.

I

i ю

2030

То

3D

40O

200

WO BOO 1000 2000 ЧООО

2TM

.zac

1OODO

PU2. &.