ГОСТ Р МЭК 60664.1-2012 Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы, требования и испытания
5.3 Требования к твердой изоляции при проектировании
Так как электрическая стойкость твердой изоляции значительно выше, чем стойкость воздушного промежутка, то это позволяет при проектировании низковольтных изоляционных систем уделять меньше внимания вопросам твердой изоляции. С другой стороны, изоляционные расстояния через твердую изоляцию как правило значительно меньше, чем изоляционные промежутки, стойкие к воздействиям значительных электрических ударов. Другой учитываемый фактор - воздействие значительных электрических ударов, на практике встречается редко. В изоляционных системах могут встречаться зазоры между электродами и изоляцией и между различными слоями изоляции или в пустотах. Частичные пробои могут происходить в таких зазорах или полостях при напряжении гораздо ниже уровня пробоя и это может влиять на срок службы твердой изоляции. Более того, частичные пробои маловероятны при пиковом значении напряжения ниже 500 В.
Аналогичным важным фундаментальным фактом является то, что твердая изоляция сопоставима с газом, так же не возобновляет изоляционную среду, например, изредка имеющие место высокие пиковые напряжения могут иметь большой повреждающий эффект для твердой изоляции. Такая ситуация может происходить при обслуживании и во время контрольных высоковольтных испытаний.
Число вредных воздействий накапливается в течение срока службы твердой изоляции. Это приводит к старению. Электрические и другие воздействия (например, тепловые, окружающей среды) накладываются друг на друга и способствуют старению.
Долгосрочные характеристики твердой изоляции могут быть симулированы кратковременными испытаниями в сочетании с необходимыми условиями воздействия (см. 6.1.3.2).
Если твердая изоляция подвержена воздействию высокой частоты, диэлектрические потери твердой изоляции и частичные повреждения играют важную роль. Эти условия могут быть заметны при источнике питания коммутирующего типа, когда изоляция подвержена воздействию пиковых напряжений при частоте выше 500 кГц.
Все это является основой взаимосвязи между толщиной основной изоляции и вышеупомянутыми повреждающими факторами. При снижении толщины основной изоляции растет фактор прочности и основным становится рост риска повреждения. Невозможно расчетным путем установить необходимую толщину твердой изоляции, только испытания могут определить ее характеристики.
5.3.2* Аномальные воздействия
________________
* Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
5.3.2.1 Основные положения
Аномальные воздействия, прикладываемые к твердой изоляции, делятся на:
- кратковременные;
- длительные.
Другие аномальные воздействия (см. 5.3.2.4), которые указаны в 5.3.2.2 и 5.3.2.3, могут быть приложены к твердой изоляции в процессе применения.
5.3.2.2 Кратковременные аномальные воздействия и их последствия
5.3.2.2.1 Частота напряжения
Электрическая прочность в значительной степени зависит от частоты приложенного напряжения. Диэлектрический нагрев и вероятность тепловой неустойчивости увеличиваются примерно пропорционально частоте. Измерение прочности изоляции, имеющей толщину 3 мм при частоте силового источника по МЭК 60243-1, дает результат между 10 кВ/мм и 40 кВ/мм. Увеличение частоты снижает электрическую прочность большинства изоляционных материалов.
Примечание - Воздействие частоты большей чем 30 кГц на электрическую прочность приведено в МЭК 60664-4.
5.3.2.2.2 Нагрев
Нагрев может вызывать:
- механические искажения формы в процессе зафиксированного аномального воздействия;
- размягчение термопластичных материалов при сравнительно низком превышении температуры над окружающей, например, температуре выше 60 °С;
- хрупкость некоторых материалов в результате потери пластичности;
- ослабление некоторых материалов, наполненных стеклянными нитями, если температура станет ниже температуры остеклования;
- снижения диэлектрических характеристик, ведущих к тепловой нестабильности и повреждениям.
Высокий температурный перепад, например, во время короткого замыкания, может вызвать механические повреждения.
5.3.2.2.3 Механические удары
В случае аномальных ударных усилий, механические воздействия могут вызвать повреждения изоляции. Повреждения от механического воздействия могут также встречаться вследствие снижения механической прочности материалов: