Понятие напряжения изоляции
модулей АСУ ТП
Рассмотрим методы описания качества изоляции. В зарубежной литературе обычно используют три стандарта, UL1577, VDE0884 и IEC61010-01, но не всегда даются на них ссылки. Поэтому понятие "напряжение изоляции" трактуется в отечественных описаниях зарубежных приборов неоднозначно. Используются термины "Isolation voltage" - "напряжение изоляции"; "Operating isolation voltage", "Rated isolation voltage", "Working isolation voltage"- рабочее напряжение изоляции"; "Permissible overvoltage" - "допустимое перенапряжение".
Главное различие состоит в том, что в одних случаях имеется в виду напряжение, которое может быть приложено к изоляции неограниченно долго (рабочее напряжение изоляции), в других случаях речь идет об испытательном напряжении, которое прикладывается к образцу в течение от нескольких микросекунд до 1 мин. Испытательное напряжение может в 10 раз превышать рабочее и предназначено для ускоренных испытаний в процессе производства. Ускоренные испытания стали возможны благодаря тому, что напряжение, при котором наступает пробой, зависит от длительности тестового импульса. Испытательное напряжение может быть постоянным (Vdc), переменным с частотой 50 или 60 Гц (указывают среднеквадратическое значение Vrms или пиковое Vpeak), или импульсным (тоже Vpeak). Обычно рядом со значением испытательного напряжения указывают длительность его приложения к образцу.
Тестирование изоляции по стандарту безопасности UL1577 (DVWT тест) состоит в оценке электрической прочности изоляции и выполняется с помощью испытательного напряжения с частотой 50 или 60 Гц и действующим значением обычно 2500 или 3000 В. Напряжение повышают плавно от нуля до достижения указанной величины и выдерживают это значение в течение 60 сек. Для испытаний берут 24 образца, из которых 6 шт. испытывают в первоначально полученном виде, следующие 6 шт. - после прогрева изоляции в течение 7 часов при максимальной рабочей температуре, следующие 6 шт. предварительно выдерживаются в течение 24 часов при температуре 32±2°С и относительной влажности 85%, и последние 6 шт. - при температуре 0±2°С в течение 7 часов. Испытания считают успешными, если пробоя диэлектрика не наблюдается. Стандарт допускает проводить ускоренные испытания при напряжении, увеличенном на 20%, и продолжительности тестирования, пониженной до 1 сек.
Стандарт безопасности VDE0884 устанавливает методику оценки максимального рабочего напряжения изоляции с помощью тестирования методом частичного разряда через диэлектрик (Partial Discharge, PD). Когда напряжение, приложенное к диэлектрику (Vpd ), превышает критическое значение, в диэлектрике начинаются предпробойные явления, которые исчезают при понижении напряжения. Считается, что это напряжение можно считать рабочим напряжением изоляции. В качестве испытательного напряжения стандарт VDE0884 использует напряжение, в 1,6 раз превышающее рабочее. При испытательном напряжении через диэлектрик может пройти заряд величиной не более 5 пКл в течение 1 сек.
Стандарт IEC61010-01 определяет общие требования электробезопасности оборудования для измерения, управления и лабораторных исследований. Такое обрудование может использоваться на высоте не более 2000 м над уровнем моря, при температуре от +5°С до +40°С, при максимальной влажности 80% при температуре 31°С, которая может линейно понижаться до 50% при 40°С. Испытания проводят температуре от 15 до 35°С, относительной влажности 75%, атмосферном давлении от 75 до 106 кПа, без росы, дождя, тумана и пр. Испытательное напряжение зависит от времени его приложения. Таблица 2 показывает связь между рабочим и испытательным напряжением при степени загрязнения II.
|
Таблица 2. Зависимость между рабочим и тестовым напряжением
|
|
Воздушный зазор, мм
|
Рабочее напряжение,
В
|
Тестовое напряжение, В по VDE0884
|
Тестовое напряжение, В по IEC61010-01
|
|
Пиковое напряжение импульса,
50 мкс
|
Среднеквадратичное значение, 50/60 Гц,
1 мин.
|
Постоянное напряжение или пиковое значение напряжения 50/60 Гц, макс., 1 мин.
|
|
1,6
|
150
|
240
|
2550
|
1400
|
1950
|
|
3.3
|
300
|
480
|
4250
|
2300
|
3250
|
|
6,5
|
600
|
960
|
6800
|
3700
|
5250
|
|
11,5
|
1000
|
1600
|
10200
|
5550
|
7850
|
Как видно из таблицы, между рабочим напряжением и испытательным, а также между постоянным, среднеквадратическим или пиковым значением тестового напряжение могут быть существенные различия.
Стандарт IEC61010-01 аналогичен ГОСТ 27570.0-87, в котором электрическая прочность изоляции испытывается также в течение 60 сек переменным напряжением с частотой 50 или 60 Гц величиной 500В и 1000В для основной изоляции, 2750В для дополнительной и 3750В для усиленной изоляции. Результат испытания считается положительным, если при испытании не было пробоя или перекрытия по изоляции.
|
|
