ГОСТ Р МЭК 60247-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЖИДКОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ

Определение относительной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь () и удельного сопротивления при постоянном токе

Insulating liquids. Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan ) and d. c. resistivity

ОКС 75.100     

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ" (ФГУП "ВНИЦСМВ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 апреля 2013 г. N 65-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60247:2004* "Изоляционные жидкости. Измерение относительной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь () и удельного сопротивления при постоянном токе" (IEC 60247:2004 "Insulating liquids - Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor and d. c. resistivity", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Здоровье и безопасность

Общее предупреждение. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его использованием. Пользователь стандарта несет ответственность за обеспечение соответствующих мер безопасности и охраны здоровья и определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

Окружающая среда

Применение настоящего стандарта связано с использованием жидких диэлектриков, химических продуктов, используемых контейнеров для образцов и твердых веществ, загрязненных маслом. Их хранение и утилизация должны проводиться в соответствии с местными нормативными актами, учитывающими их воздействие на окружающую среду. Для предотвращения проникновения этих жидкостей в окружающую среду должны быть приняты соответствующие меры предосторожности.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения относительной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь () и удельного сопротивления при постоянном токе любых жидких изоляционных материалов при температуре испытания.

Настоящие методы предназначены для проведения эталонных испытаний неиспользованных жидкостей. Они также могут быть применены для жидкостей, используемых в трансформаторах, кабелях и другом электрооборудовании. Однако методы применимы только для однофазной жидкости. Для проведения ежедневных испытаний могут быть использованы упрощенные процедуры (см. приложение C).

Для изоляционных жидкостей, не являющихся углеводородными, могут потребоваться альтернативные процедуры очистки.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60093, Methods of test for volume resistivity and surface resistivity of solid electrical insulating materials (Методы измерения удельного объемного и поверхностного сопротивления твердых электроизоляционных материалов)

________________

Заменен на IEC 60093-3-2:2015, IEC 60093-3-1:2016.

IEC 60250, Recommended methods for the determination of the permittivity and dielectric dissipation factor of electrical insulating materials at power, audio and radio frequencies including metre wavelengths (Рекомендуемые методы определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь электроизоляционных материалов при промышленных частотах, звуковых частотах и радиочастотах, включая метровый диапазон волн)

________________

Заменен на IEC 62631-2-1:2018.

IEC 60475, Method of sampling liquid dielectrics (Метод отбора проб жидких диэлектриков)

IEC 61620, Insulating liquids - Determination of dielectric dissipation factor by measurement of the conductance and capacitance - Test method (Изоляционные жидкости. Определение тангенса угла диэлектрических потерь измерением проводимости и емкости. Метод испытания)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 диэлектрическая проницаемость (относительная) [permittivity (relative)]: Относительная диэлектрическая проницаемость изоляционных материалов, определяемая как отношение емкости конденсатора, в котором пространство между электродами и вокруг них полностью заполнено исследуемым изоляционным материалом, к емкости такого же конденсатора в вакууме.

Для определения относительной диэлектрической проницаемости с достаточной степенью точности вместо емкости можно использовать емкость такого же конденсатора в воздухе.

3.2 тангенс угла диэлектрических потерь , DDF (dielectric dissipation factor , DDF): Тангенс угла диэлектрических потерь (DDF) изоляционного материала, который определяется тангенсом угла диэлектрических потерь.

Угол диэлектрических потерь - это угол, при котором разность фаз приложенного напряжения и создаваемого (результирующего) тока отличается на /2 рад, если диэлектриком конденсатора является изоляционный материал.

Примечание - Для практических целей измеренные значения и коэффициента мощности (PF) менее 0,005 по существу являются одинаковыми. Для перевода одного из них в другое используют простое преобразование. Коэффициент мощности определяется как синус угла диэлектрических потерь, и связь этого коэффициента с тангенсом угла диэлектрических потерь выражается формулой

.                                                           (1)

3.3 удельное сопротивление (объемное) [d. c. resistivity (volume)]: Объемное удельное сопротивление изоляционного материала определяется как отношение напряженности электрического поля постоянного тока к плотности установившегося тока в материале.

Примечание - Единицей удельного сопротивления является Ом·метр (·м).

     4 Общие положения

Диэлектрическая проницаемость, и удельное сопротивление, каждый показатель отдельно или все вместе, являются важными показателями качества и степени загрязнения изоляционных жидкостей. Эти параметры используют для интерпретации отклонений от требуемых характеристик и возможного влияния на характеристики оборудования, в котором используется жидкость.

     4.1 Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь ()

Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь () электроизоляционных жидкостей зависят от условий испытаний, в частности, от температуры и частоты приложенного напряжения. Диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь определяют в результате измерения поляризации и удельной проводимости диэлектрического материала.

На промышленной частоте и при достаточно высокой температуре, как рекомендовано в настоящем методе, потери определяются проводимостью жидкости, а именно, присутствием в ней носителей свободных зарядов. Поэтому результаты измерения диэлектрических характеристик изоляционных жидкостей высокой степени чистоты являются индикатором присутствия загрязняющих веществ.

Тангенс угла диэлектрических потерь, как правило, обратно пропорционален частоте измерения и зависит от вязкости среды. Значение напряжения испытания при измерении тангенса угла диэлектрических потерь является менее важным и часто регулируется чувствительностью измерительного моста. Однако необходимо помнить, что слишком высокие значения напряжения приводят к вторичным явлениям на электродах, нагреванию диэлектрика, разрядам и т.д.

В то время как относительно большое содержание примесей приводит к сравнительно небольшому изменению диэлектрической проницаемости, на значение сильное влияние оказывают даже следы растворенных загрязняющих веществ или коллоидных частиц. Некоторые жидкости являются намного более чувствительными к загрязнению, чем углеводородные жидкости. Это связано с их более высокой полярностью, которая в свою очередь приводит к более высокой растворяющей способности жидкости и диссоциации в ней загрязняющих веществ. Поэтому они требуют более осторожного обращения по сравнению с углеводородными жидкостями.

Измерение следует проводить сразу же после достижения температурного равновесия. Значение очень чувствительно к изменению температуры. Его увеличение при повышении температуры обычно происходит по экспоненциальному закону. Поэтому измерения проводят при точно установленных значениях температуры. Метод, описанный ниже, позволяет испытуемому образцу достичь равновесия температуры в испытательной камере за минимальное время.

     4.2 Удельное сопротивление

Удельное сопротивление, измеряемое методом настоящего стандарта, не является истинным удельным сопротивлением. Приложение напряжения постоянного тока может со временем изменять начальные характеристики жидкости из-за миграции зарядов. Истинное удельное сопротивление можно определить только при низком напряжении сразу же после его приложения. В настоящем стандарте используют относительно высокое напряжение, прилагаемое в течение длительного промежутка времени, и получаемые результаты обычно отличаются от соответствующих результатов по МЭК 61620.

Результаты измерения удельного сопротивления жидкостей, проводимого по настоящему стандарту, зависят от условий проведения испытаний:

a) Температура

Удельное сопротивление весьма чувствительно к изменениям температуры. Зависимость удельного сопротивления от обратной температуры в градусах Кельвина (1/К) обычно является экспоненциальной. Поэтому измерения проводят при точно установленных значениях температуры.

b) Параметры электрического поля

Удельное сопротивление данного образца зависит от приложенного напряжения. Для получения сопоставимых результатов испытания проводят при приблизительно равных градиентах напряжения и одинаковой полярности. Указывают градиент напряжения и полярность.

c) Время электризации

При приложении напряжения постоянного тока к образцу сила электрического тока уменьшается вследствие перемещения носителей заряда к электродам. Общепринятое время электризации составляет 1 мин. Изменение времени электризации приводит к заметному изменению результатов испытаний [для некоторых жидкостей с большой вязкостью может потребоваться значительно большее время электризации (см. 14.2)].

     4.3 Последовательность измерений

Приложение напряжения постоянного тока к образцу приводит к изменению результатов последующих измерений при переменном токе.

Если на одном и том же образце необходимо провести последовательно измерения диэлектрической проницаемости, и удельного сопротивления, измерения при переменном токе всегда проводят перед приложением напряжения постоянного тока. После испытаний при переменном токе электроды камеры замыкают накоротко не менее чем на 1 мин перед тем, как приступить к измерениям удельного сопротивления.

     4.4 Факторы, приводящие к ошибочным результатам

На диэлектрическую проницаемость влияет наличие большого количества загрязнений. Однако на DDF и удельное сопротивление сильное влияние оказывают даже незначительные количества загрязняющих веществ.

Получение недостоверных результатов обычно связано с загрязнениями, обусловленными неправильным отбором проб жидких образцов или обращением с ними, неполной очисткой испытательной камеры, поглощением воды или присутствием нерастворенной воды.

Продолжительное воздействие света в процессе хранения приводит к ухудшению диэлектрических характеристик. Для сведения к минимуму ошибочных результатов, вызываемых загрязнением, используют стандартные процедуры хранения и транспортирования жидких образцов, а также сборки и очистки испытательных камер.

     5 Аппаратура

     5.1 Испытательная камера

Одну и ту же испытательную камеру можно использовать для измерений диэлектрической проницаемости, и удельного сопротивления постоянного тока. Подходящая камера должна отвечать следующим общим требованиям.