Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9630-1:2013 Độ bền điện của vật liệu cách điện - Phần 1: Thử nghiệm ở tần số

• Số hiệu: TCVN9630-1:2013
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2013

Trong trường hợp điện áp ban đầu là kV	Số gia kV
1,0 hoặc nhỏ hơn	10 % điện áp ban đầu
Trên 1,0 đến 2,0	0,1
Trên 2,0 đến 5,0	0,2
Trên 5,0 đến 10,0	0,5
Trên 10 đến 20	1,0
Trên 20 đến 50	2,0
Trên 50 đến 100	5,0
Trên 100 đến 200	10,0
Trên 200	20,0
CHÚ THÍCH: Khi có quy định, có thể sử dụng số gia điện áp nhỏ hơn. Trong trường hợp đó, cho phép các điện áp ban đầu lớn hơn, nhưng phóng điện đánh thủng không nên xảy ra trong thời gian ít hơn 120 s.

9.2.3. Việc tăng điện áp phải thực hiện càng nhanh càng tốt và không được có quá điện áp quá độ, thời gian để tăng điện áp phải nằm trong khoảng thời gian 20 s ở điện áp cao hơn.

9.2.4. Nếu đánh thủng xảy ra ít hơn sáu mức tính từ điểm bắt đầu thử nghiệm thì phải sử dụng thêm năm mẫu, sử dụng điện áp ban đầu nhỏ hơn.

9.2.5. Độ bền điện phải dựa trên điện áp danh nghĩa cao nhất có thể chịu được trong 20 s mà không bị đánh thủng.

9.3. Thử nghiệm tốc độ tăng chậm (120 s… 240 s)

Điện áp phải được tăng từ 40 % điện áp đánh thủng thời gian ngắn ở tốc độ đều cao cho đánh thủng xảy ra trong khoảng thời gian từ 120 s đến 240 s. Đối với các vật liệu có điện áp đánh thủng khác nhau đáng kể, một số mẫu có thể nằm ngoài giới hạn này. Nếu phần lớn đánh thủng xảy ra trong khoảng thời gian từ 120 s đến 240 s thì được coi là thỏa đáng. Tốc độ tăng điện áp ban đầu được chọn từ một trong các giá trị sau:

2 V/s, 5 V/s, 10 V/s, 50 V/s, 100 V/s, 200 V/s, 500 V/s, 1 000 V/s, v.v…

9.4. Thử nghiệm tăng theo bước 60 s

Nếu không có quy định nào khác, thử nghiệm phải được thực hiện theo 10.2 nhưng với các bước thời gian là 60 s.

9.5. Thử nghiệm tốc độ tăng rất chậm (300 s… 600 s)

...

...

...

1 V/s, 2 V/s, 5 V/s, 10 V/s, 20 V/s, 50 V/s, 100 V/s, 200 V/s, v.v…

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm tốc độ tăng chậm từ 120 s… 240 s trong 9.3, và 300 s… 600 s trong 9.5 cho các kết quả gần giống với thử nghiệm tăng theo bước 20 s (xem 9.2) hoặc 60 s (xem 9.4). Các thử nghiệm này thuận tiện hơn thử nghiệm tăng theo bước khi sử dụng thiết bị tự động hiện đại và chúng cho phép sử dụng thiết bị này.

9.6. Thử nghiệm chịu đánh thủng

Trong trường hợp có yêu cầu đặt điện áp chịu đánh thủng xác định trước cho mục đích của thử nghiệm chịu đánh thủng, điện áp phải được tăng đến giá trị yêu cầu càng nhanh càng tốt, với độ chính xác thích hợp mà không có bất cứ quá điện áp quá độ nào. Điện áp này được giữ ở giá trị yêu cầu trong khoảng thời gian quy định.

10. Tiêu chí đánh thủng

10.1. Đánh thủng về điện đạt được bằng cách tăng dòng điện trong mạch và giảm điện áp qua mẫu. Dòng điện tăng cao có thể làm nhảy áptômát hoặc nổ cầu chảy. Tuy nhiên, việc nhảy áptomát đôi khi có thể bị ảnh hưởng bởi phóng điện bề mặt, dòng điện chạy qua mẫu, dòng điện rò hoặc dòng điện phóng điện từng phần, dòng điện làm từ hóa thiết bị hoặc hoạt động sai. Do đó quan trọng là áptômát phải được phối hợp tốt với đặc tính của thiết bị thử nghiệm và vật liệu cần thử nghiệm, nếu không áptômát có thể tác động mà không làm đánh thủng mẫu, hoặc không tác động khi đánh thủng xảy ra và do đó không cung cấp tiêu chí tích cực về đánh thủng. Ngay cả trong các điều kiện tốt nhất, đánh thủng sớm trong môi chất bao quanh có thể xảy ra và phải quan sát để phát hiện các đánh thủng này trong quá trình thử nghiệm. Nếu quan sát thấy các đánh thủng trong môi chất bao quanh, chúng phải được ghi lại.

CHÚ THÍCH: Đối với vật liệu có độ nhạy của mạch phát hiện sự cố là đáng kể, tiêu chuẩn cho vật liệu đó cần có quy định như vậy.

10.2. Trong trường hợp các thử nghiệm được thực hiện vuông góc với bề mặt của vật liệu thì thường không có nghi ngờ khi xảy ra đánh thủng và việc kiểm tra bằng mắt sau đó dễ dàng cho thấy tuyến đánh thủng thực tế, bất kể tuyến này có chứa cacbon hay không.

10.3. Nếu các thử nghiệm song song với bề mặt thì hư hại do phóng điện đánh thủng và hư hại trên bề mặt cần phải phân biệt (xem 4.2), điều này có thể thực hiện bằng cách kiểm tra mẫu hoặc, trong một số trường hợp, bằng cách đặt lại một điện áp nhỏ hơn điện áp đánh thủng lần đầu. Một cách thuận tiện là đặt lại điện áp bằng một giá trị điện áp đánh thủng, sau đó tăng điện áp cho đến khi bị hỏng bằng quy trình tương tự như thử nghiệm lần đầu.

...

...

...

11.1. Nếu không có quy định khác, phải thực hiện năm thử nghiệm. Độ bền điện hoặc điện áp đánh thủng được xác định bằng trung bình các giá trị thử nghiệm đó. Nếu kết quả thử nghiệm bất kỳ lệch so với giá trị trung bình tính được quá 15 % thì thực hiện thêm năm thử nghiệm khác. Độ bền điện hoặc điện áp đánh thủng phải được xác định bằng giá trị trung bình của mười kết quả.

11.2. Trong trường hợp thử nghiệm được thử nghiệm cho mục đích không phải kiểm tra chất lượng thường xuyên thì cần một số lượng mẫu lớn hơn tùy thuộc vào sự thay đổi của vật liệu và phân tích thống kê cần áp dụng.

11.3. Xem Phụ lục A để xác định số lượng thử nghiệm cần thiết và giải thích số liệu đối với các thử nghiệm cho mục đích phải kiểm tra chất lượng thường xuyên.

12. Báo cáo thử nghiệm

Nếu không có quy định khác, báo cáo thử nghiệm phải gồm các thông tin sau:

a) nhận dạng đầy đủ vật liệu cần thử nghiệm, mô tả mẫu và phương pháp chuẩn bị mẫu;

b) giá trị trung bình của các độ bền điện tính bằng kV/mm và/hoặc điện áp đánh thủng tính bằng kV;

c) độ dày của từng mẫu thử nghiệm (xem 4.4);

d) môi chất bao quanh trong quá trình thử nghiệm và đặc tính của chúng;

...

...

...

f) chế độ đặt của điện áp và tần số;

g) các giá trị riêng rẽ của độ bền điện tính bằng kV/mm và hoặc điện áp đánh thủng tính bằng kV;

h) nhiệt độ, áp suất và độ ẩm trong quá trình thử nghiệm trong không khí hoặc các khí khác; hoặc nhiệt độ của môi chất bao quanh khi là chất lỏng;

i) xử lý ổn định trước thử nghiệm;

j) chỉ thị về kiểu và vị trí đánh thủng.

Khi có yêu cầu nêu các kết quả một cách ngắn gọn nhất, phải nêu tối thiểu sáu điểm đầu tiên và các giá trị thấp nhất và cao nhất.

Hình 1a – Các điện cực có đường kính không bằng nhau

...

...

...

Hình 1 – Bố trí điện cực để thử nghiệm trên bìa cứng và tấm vuông góc với bề mặt

Kích thước tính bằng milimét

Hình 2a – Bố trí tổng thể của thiết bị

Hình 2b – Mặt cách của thiết bị đi qua các điện cực với phần trên cùng được nâng lên một chút

A = điện cực phía trên cần dễ dàng lắp vào ống lót D

B = điện cực phía dưới

C = mẫu cần thử nghiệm

...

...

...

E = dải đồng rộng 25 mm nối tất cả các điện cực bên dưới

F = các mảnh màng phủ lên các mép của mẫu

G = khối các vật liệu cách điện thích hợp, ví dụ các lớp giấy

H = lỗ chốt

J = ống lót bằng đồng có ren mặt trong

Hình 2 – Ví dụ điển hình về bố trí điện cực để thử nghiệm trên các băng vuông góc vời bề mặt (xem 4.1.2)

Kích thước tính bằng milimét

Hình 3 – Bố trí điện cực cho các thử nghiệm vuông góc với bề mặt trên các ống và trụ có đường kính trong lớn hơn 100 mm

...

...

...

Hình 4 – Bố trí điện cực cho các thử nghiệm trên các vật liệu ép hoặc đúc (đường kính của điện cực hình cầu: d = 20 mm)

Hình 5 – Bố trí thử nghiệm trên các phần cách điện định hình (xem 4.1.7)

Kích thước tính bằng milimét

Hình 6 – Bố trí điện cực đối với thử nghiệm song song với mặt phẳng (và dọc theo các lớp nếu có)

Kích thước tính bằng milimét

Hình 7a – Mẫu dạng tấm với các điện cực dạng chân cắm côn

...

...

...

Hình 7b – Mẫu dạng ống hoặc thanh với các điện cực dạng côn

Hình 7 – Bố trí điện cực đối với các thử nghiệm song song với bề mặt (và dọc theo các lớp nếu có)

Kích thước tính bằng milimét

Hình 8 – Bố trí điện cực đối với các thử nghiệm song song với các lớp dùng cho bìa cứng có chiều dày lớn hơn 15 mm sử dụng các điện cực hình trụ song song (xem 4.2.3)

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM

...

...

...

Các quy trình để thiết kế quy trình thử nghiệm trong các trường hợp này và để phân tích dữ liệu thu được cần được công bố. Trong số đó có các tài liệu sau:

IEC 60727-1: 1982, Evaluation of electrical endurance of electrical insulation systems – Part 1: General considerations and evaluation procedures based on normal distributions (Đánh giá độ bền điện của hệ thống cách điện – Phần 1: Lưu ý chung và quy trình đánh giá trên các phân bố thông thường)

IEC 60727-2: 1993, Evaluation of electrical endurance of electrical insulation systems – Part 2: Evaluation procedures based on extreme-value distributions (Đánh giá độ bền điện của hệ thống cách điện – Phần 2: Quy trình đánh giá dựa trên các phân bố cực trị)

IEEE 930-1987 (R1995) IEEE guide for statistical analysis electrical insulation voltage endurance data (Available from IEEE Operations Center, 445 Hoe Lane, P.O. Box 1331, Piscataway, NJ 08855 – 1331, USA, or in some countries outside the USA, from local offices of the Global Info Center) (Hướng dẫn của IEEE để phân tích thống kê các dữ liệu về độ bền điện áp cách điện)

Special Technical Publication 926, Engineering Dielectrics, Volume IIB: Electrical Properties of Solid Insulating Materials: Measurement Techniques – Chapter 7: Statistical Methods for the Evaluation of Electrical Insulating Systems, American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA (Đặc tính điện của vật liệu cách điện rắn: Kỹ thuật đo – Chương 7: Phương pháp thống kê để đánh giá hệ thống cách điện)

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu

...

...

...

1.1. Phạm vi áp dụng

1.2. Tài liệu viện dẫn

2. Thuật ngữ và định nghĩa

3. Ý nghĩa của thử nghiệm

4. Điện cực và mẫu thử

5. Ổn định trước thử nghiệm

6. Môi chất bao quanh

7. Trang bị điện

8. Quy trình

...

...

...

10. Tiêu chí đánh thủng

11. Số lượng thử nghiệm

12. Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) – Xử lý số liệu thực nghiệm