Трекингостойкость литой изоляции измерительных трансформаторов.

к.т.н. Н.Г. Даниелян – консультант завода ООО «Электрощит-К°», Германия

В настоящее время, в качестве литой изоляции измерительных трансформаторов, наиболее часто применяются эпоксидные и полиуретановые материалы. Целью данной статьи является изучение трекингостойкости этих материалов ( ГОСТ 27473-87). Сравнительный индекс трекингостойкости ( СИТ ), полученный для образцов из полиуретана соответствует СИТ 425- СИТ 450, а образцов из эпоксидной смолы СИТ 175-СИТ 350. В соответствии с ГОСТ 22782.7-81 образцы из полиуретана по параметру трекингостойкости соответствуют группе «в», а образцы из эпоксидной смолы группе «д». Таким образом, трекингостойкость литой изоляции измерительных трансформаторов, изготовленных из полиуретана, значительно выше, чем трекингостойкость изоляции из эпоксидной смолы.

Трекингостойкость – является разновидностью показателя сопротивления изоляции электрическому разрушению. Суть трекинга – в перемещении по поверхности диэлектрика «плавающих» разрядов, вызывающих образование искр. Искрение на поверхности сопровождается разрывом покрывающей ее пленки (влага, загрязнение) и разрушением полимера. Искрение тяготеет к одному из электродов, вследствие чего на полимерной поверхности развиваются токопроводящие пути (треки), по которым и разрушается изоляция.

Изучение трекингостойкости изоляции измерительных трансформаторов проводилось в ИЦ ФГУ ВНИИПО на установке для испытаний полимерных материалов на трекингостойкость и позволяло определять относительное сопротивление твердых электроизоляционных материалов образованию токопроводящих мостиков при напряжениях до 600 В включительно, когда поверхность материала, находящаяся под напряжением, подвержена воздействию среды, содержащей загрязнители.

На рис. 1 схематично представлена установка эксперимента

1 - платиновый электрод;

2 - медный удлинитель;

3 - опора;

4 - конец капельницы; 5 - образец;

6 - изоляционная трубка;

7 - груз

Для проведения испытаний, к горизонтальной поверхности образцов, посредством электродов специальной формы (1) прикладывается синусоидальное напряжение частотой 50 Гц.

Электроды прижимаются к образцу (5) под определенным давлением, создаваемым грузом (7).

Металл испытательных электродов – платина. При испытаниях применяется загрязняющий раствор А ( 0,1-процентный раствор NH4Cl ), который вытекает в виде капель из конца капельницы (4) на поверхность образца, находящуюся между электродами.

Согласно ГОСТ 27473-87 (МЭК 112-79), в начале испытаний между электродами устанавливается определенно выбранное напряжение и проводятся испытания до тех пор, пока не будет нанесено 50 капель или пока не произойдет замыкание между электродами. Если между электродами замыкание не произошло раньше, чем было нанесено 50 капель, то эксперимент повторяется на другом участке этого образца при более высоком напряжение - до тех пор, пока не будет установлено максимальное напряжение, при котором не происходит замыкание при 50 каплях. Эксперимент проводится на пяти различных образцах одного того же материала и только лишь то максимальное значение напряжения, при котором не происходит замыкание при 50 каплях на всех пяти испытуемых образцах, следует называть сравнительным индексом трекингостойкости. Например СИТ 450 для полиуретана, согласно таблицы 1.

Все представленные на испытания образцы были вырезаны из электроизделий (измерительных трансформаторов тока), бывших в эксплуатации, т.е. прошедшие определенный срок службы под воздействием различных климатических факторов.

Образцы из эпоксидной смолы представляли собой пластины прямоугольной формы размерами 50х60х7 мм . С одной стороны они имели матовую гладкую поверхность с неровностями и шероховатостями, образовавшимися в результате технологического процесса изготовления. С другой стороны – матовую шероховатую поверхность со следами технологического процесса подготовки (нарезки) образцов. Образцы маркировались: №1, №2, №3, №4, №5.

Образцы из полиуретановой изоляции размерами 51х123х7 мм, с одной стороны имели гладкую поверхность со следами технологического процесса изготовления, а с другой стороны матовую шероховатую поверхность со следами технологического процесса подготовки образцов. Образцы маркировались: №6, №7, №8, №9, №10.

Испытания проводились на поверхности образцов со следами технологического процесса изготовления. Было проведено по два испытания на каждый тип материала.

Перед испытанием образцы были выдержаны в течении 24 часов при температуре 22 C и относительной влажности 82%. Поверхность образцов не обрабатывалась. Перед испытаниями образцы протирались сухой ветошью.

Испытания и определение сравнительного индекса трекингостойкости проводились по ГОСТ 27473-87. Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2

Таблица 2

По результатам первого эксперимента (таблица 1) сравнительный индекс трекингостойкости образцов из полиуретана составляет СИТ 450. В отличие от полиуретана образцы из эпоксида соответствуют СИТ 350.

В результате второго эксперимента (таблица 2) образцы из полиуретана имеют СИТ 425, а образцы из эпоксида СИТ 175.

Исходя из приведенных значений видно, что величина СИТ для образцов из эпоксида имеет большой разброс значений, что, на наш взгляд, связано с плохим качеством поверхности образцов, а именно с качеством технологии их изготовления. Поверхности образцов из эпоксидной смолы имели неровности, царапины и шероховатости, что могло увеличить разброс результатов испытаний.

Для определения группы электроизоляционного материала, определялась также глубина эрозии в испытуемых образцах. Глубина эрозии в образцах не превышала 0,2- 0,5 мм.

Согласно ГОСТ 22782.7-81 ( таблица 3), образцы из полиуретана относятся к группе «в», а образцы из эпоксидной смолы к группе «д».

Таблица 3

Таким образом, очевидно, что трекингостойкость измерительных трансформаторов, изготовленных из полиуретана, значительно выше, чем трекингостойкость изоляции из эпоксидной смолы. Кроме того, величина трекингостойкости ( СИТ) трансформаторов зависит от качества их изготовления, а именно от качества поверхности трансформаторов.