ПНСТ 546-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ

Метод определения теплового сопротивления и теплопроводности

Electrical insulation materials. Method for determining thermal resistance and thermal conductivity

ОКС 19.020

Срок действия с 2022-07-01
до 2025-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Ассоциацией производителей клеев и герметиков (АПКГ) при участии Общества с ограниченной ответственностью Научно-производственной фирмы "Адгезив" (ООО "НПФ "Адгезив"), Акционерного общества "Композит" (АО "Композит")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 144 "Строительные материалы и изделия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2021 г. N 41-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее, чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 111141, Москва, ул.Плеханова, д.7, этаж 3, ком. 39 и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112, Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения теплового сопротивления и теплопроводности электроизоляционных материалов.

Настоящий стандарт распространяется на теплопроводные электроизоляционные однородные и композиционные материалы, в том числе клеи, герметики, мастики, компаунды с коэффициентом теплопроводности от 0,1 до 50 Вт/(м·К).

Настоящий стандарт не распространяется на теплопроводные электроизоляционные жидкие, неотвержденные материалы.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 6507 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 11358 Толщиномеры и стенкомеры индикаторные с ценой деления 0,01 и 0,1 мм. Технические условия

ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ Р 8.736 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения

ГОСТ Р 57967-2017 Композиты. Определение теплопроводности твердых тел методом стационарного одномерного теплового потока с охранным нагревателем

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 однородный материал: Материал, плотность и состав которого одинаковы по всему объему и который не имеет границы раздела между обязательным материалом (матрицей) и ее наполнителями, включая отвердитель.

3.2 композиционный материал: Неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, имеющих границу раздела между обязательным материалом (матрицей) и ее наполнителями, включая армирующие наполнители.

Примечание - Матрица и наполнитель образуют единую структуру и действуют совместно, обеспечивая наилучшим образом необходимые свойства конечного изделия по его функциональному назначению.

3.3 средняя температура (поверхности): Усредненная по площади температура.

3.4 теплопроводность , Вт/(м·К): Скорость теплового потока в устойчивом состоянии через единицу площади на единицу температурного градиента в направлении, перпендикулярном к площади.

3.5 кажущаяся теплопроводность, Вт/(м·К): Коэффициент теплопроводности, измеренный для однородных и композиционных материалов, зависящий от толщины образца.

3.6 тепловое сопротивление R, (К·м)/Вт: Способность материала препятствовать прохождению теплоты, представляющая собой характеристику, обратную коэффициенту теплопроводности.

3.7 контактное тепловое сопротивление Вт/(м·К): Тепловое сопротивление, возникающее в плоскостях контакта между поверхностями образца и поверхностями зажимов прибора.

     4 Общие положения

4.1 Настоящий метод испытаний основан на определении теплопроводности и теплового сопротивления через образец материала.

4.2 Настоящий метод испытаний эффективен для получения данных о тепловых свойствах образца материала, на который невозможно установить термопары.

Данный метод испытаний позволяет избежать ошибки с измерениями, связанные с неравномерным давлением, состоянием поверхности.

     5 Сущность метода

5.1 Испытуемый образец помещают между двумя массивными металлическими блоками и сжимают (подают нагрузку). После этого на образец с помощью нагревателя подают измеренное количество тепловой энергии. Тепловое сопротивление рассчитывают после измерения температур в стационарном состоянии (когда температура образца становится постоянной).

Для расчета теплопроводности (в том числе кажущейся) используют полученные данные теплового сопротивления и толщину образца.

5.2 Настоящий метод испытаний позволяет определить теплопроводность многослойных образцов материала за счет соединения слоев при отсутствии существенного контактного сопротивления между ними. Наклон кривой графика теплового сопротивления по отношению к суммарной толщине позволяет определить теплопроводность без учета контактного теплового сопротивления.

     6 Испытательное оборудование

6.1 Испытательное оборудование и аппаратура, представленные на рисунке 1, предназначены для определения теплового сопротивления и теплопроводности электроизоляционных материалов в соответствии с принципиальными схемами методов испытаний, показанными на рисунках 2, а) и 2, б).

Данное оборудование обеспечивает необходимые условия испытаний, позволяет выполнять необходимые измерения, и его следует рассматривать как одно из возможных инженерных решений.

6.2 Оборудование и аппаратура должны соответствовать следующим требованиям:

6.2.1 Устройство управления, сбора данных и анализа (укомплектованное компьютером) 6 предназначено для сбора данных по изменению: толщины образца, которую определяет датчик измерения перемещения 12, давления и температуры в процессе испытаний.

6.2.2 Блок нагревателя, содержащий спиральные или аналогичные проволочные нагреватели, должен быть изготовлен из меди или другого материала с высокой теплопроводностью, и должен быть отделен от окружающего охранного нагревателя слоем теплоизоляционного материала толщиной 5 мм. Блок нагревателя должен отвечать следующим условиям: