Проект ГОСТ Р … на метод электроискрового испытания

Ниже приведен проект ГОСТ Р … на метод электроискрового испытания (метод
испытания напряжением на проход), разработанный на основе стандарта МЭК
62230:2006, и пояснения к тексту проекта.
Просьба к метрологическим и техническим службам кабельных заводов
рассмотреть проект и направить во ВНИИКП соответствующие конкретные
замечания и предложения.
ГОСТ Р …-…
(МЭК 62230:2006)
Группа ХХ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кабельные изделия. Метод электроискрового испытания
Дата введения 20ХХ-XX-XX
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Предприятием кабельного приборостроения «НПО Редвилл» г.
Томск и ОАО Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и
технологический институт кабельной промышленности (ОАО «ВНИИКП») г. Москва.
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 046 "Кабельные
изделия".
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по
техническому регулированию и метрологии от
№
4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному
стандарту МЭК 62230:2006 «Электрические кабели. Метод искрового испытания»
(IEC 62230:2006 «Spark-test method») путем изменения его структуры и содержания
отдельных структурных элементов.
5 Введен взамен ГОСТ 2990-78 "Кабели, провода и шнуры. Методы испытания
напряжением" в части, регламентирующей испытания по категории ЭИ-2.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основные требования к процедуре
электроискрового контроля кабельных изделий, испытательному оборудованию и
методам его аттестации. Контроль предназначен для обнаружения дефектов в
резиновой или пластмассовой изоляции, оболочке или защитном шланге кабельных
изделий в процессе их изготовления, скрутки или перемотки. Стандарт не
распространяется на обмоточные провода с эмалевой, эмалево-волокнистой и
волокнистой изоляцией, на изолированные жилы, покрытые электропроводящим
слоем, а также на кабельные изделия с рабочим номинальным напряжением свыше
3 кВ.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ
12.1.038-82
Система
стандартов
безопасности
труда.
Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения
и токов
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и
контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
ГОСТ Р 12.4.026-2001 Система стандартов безопасности труда. Цвета
сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила
применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний
ГОСТ Р 51672-2000 Метрологическое обеспечение испытаний продукции для
целей подтверждения соответствия. Основные положения
3 Определения
В
настоящем
стандарте
применяют
термины
с
соответствующими
определениями по ГОСТ 16504-81 и ГОСТ Р 51672-2000 и ГОСТ 18353-79, в том
числе:
3.1 Испытания - техническая операция, заключающаяся в определении одной
или нескольких характеристик данной продукции, процесса или услуги в
соответствии с установленной процедурой.
3.2 Испытательное оборудование - средство испытаний, представляющее
собой техническое устройство для воспроизведения условий испытаний.
3.3 Аттестация испытательного оборудования - определение нормированных
точностных характеристик испытательного оборудования, их соответствия
требованиям нормативных документов и установление пригодности этого
оборудования к эксплуатации.
3.4 Электроискровой метод контроля - метод электрического неразрушающего
контроля, основанный на регистрации возникновения электрического пробоя или
изменений его параметров в окружающей объект контроля среде или на его участке.
3.5 Рабочая зона - пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола
или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного
(временного) пребывания работающих.
4 Электроискровой контроль кабельных изделий
4.1 Формы и значения испытательных напряжений
В настоящем стандарте испытательные напряжения, применяемые для
электроискрового контроля, в зависимости от формы и частоты подразделяются на
следующие группы:
Переменное напряжение промышленной частоты - напряжение переменного
тока синусоидальной формы частотой от 40 Гц до 62 Гц;
Высокочастотное переменное напряжение- напряжение переменного тока
синусоидальной формы и частотой в диапазоне от 500 Гц до 1МГц.
Испытания могут осуществляться синусоидальным напряжением частотой менее
500 Гц в том случае, если производитель оборудования может обосновать
эффективность испытаний на соответствующей частоте.
Постоянное напряжение- напряжение постоянного тока;
Импульсное напряжение - затухающие разнополярные импульсы c частотой
повторения в диапазоне от 50 Гц до 500 Гц. Для испытательных напряжений
амплитудой менее 5 кВ частота повторения импульсов должна быть не менее
170 Гц.
Независимо от частоты повторения время нарастания импульса до уровня 90 %
амплитуды должно быть не более 75 мкс (рисунок 1а). Длительность импульса при
уровне более 80 % амплитуды должна быть в диапазоне от 20 мкс до 100 мкс
(рисунок 1б).
Рисунок 1 – Формы импульсных напряжений
Значение испытательного напряжения выбирают исходя из требований стандарта
или технических условий на конкретное кабельное изделие. При отсутствии таковых
требований можно выбрать значение испытательного напряжения, рекомендуемое в
приложении А.
4.2 Методика испытаний
Изолированная жила или кабельное изделие должны проходить через электрод,
находящийся под испытательным напряжением. Форма испытательного напряжения
должна соответствовать требованиям 4.1. Максимальная скорость, на которой
изолированная жила или кабельное изделие могут проходить через электрод
определяется минимальным временем нахождения в поле испытаний, указанном в
4.6.
Не рекомендуется устанавливать испытательное напряжение амплитудой менее
3 кВ при контроле сухой изоляции.
4.3 Испытательное оборудование
4.3.1 Правила техники безопасности и охраны труда
При проведении испытаний и аттестации необходимо строго соблюдать все
требования изготовителя испытательного оборудования, а также внутренние
инструкции предприятия по технике безопасности.
Для ограничения воздействия электрического тока на персонал испытательное
оборудование должно быть сконструировано таким образом, чтобы уровни
выходных токов короткого замыкания соответствовали требованиям ГОСТ 12.1.038.
Для оборудования с импульсным испытательным напряжением или переменным
напряжением промышленной частоты ток короткого замыкания не должен
превышать 6 мА действующего значения. Для оборудования с высокочастотным
переменным испытательным напряжением ток короткого замыкания не должен
превышать 8 мА действующего значения. Для оборудования с постоянным
испытательным напряжением ток короткого замыкания не должен превышать 10 мА.
При измерении токов короткого замыкания необходимо между электродным узлом
испытательного оборудования и точкой заземления подключать резистор
сопротивлением (3÷3,6) кОм. При этом должны быть установлены режимы и
условия, создающие наибольшие значения токов короткого замыкания.
На
корпусе
испытательного
оборудования
должны
быть
нанесены
предупредительные надписи и знаки в соответствии с ГОСТ Р 12.4.026,
указывающие на наличие опасного напряжения. На рисунке 2 приведено
изображение предупредительного знака «Опасность поражения электрическим
током».
Рисунок 2 – Изображение предупредительного знака «Опасность поражения
электрическим током»
Жила, экран, металлическая оболочка или броня испытуемого кабельного
изделия должны быть надежно заземлены на отдающем и приемном устройствах.
Корпус испытательного оборудования должен быть заземлен медным
проводником сечением не менее 6 мм2.
При открытии кожуха электрода генерация испытательного напряжения должна
автоматически прекращаться. Рекомендуется регулярно проверять исправность
механизмов автоматических выключателей на защитном кожухе.
При испытаниях должны быть приняты меры по уменьшению растекания
высокого напряжения по поверхности проверяемого кабельного изделия. Для этого
необходимо удалять влагу с поверхности кабельного изделия перед его входом в
электрод испытательного оборудования. Удаление влаги с поверхности особенно
важно для исключения ложных регистраций дефектов. В непосредственной близости
с электродом испытательного оборудования должны быть установлены
заземленные конструктивные элементы, снимающие остаточный заряд с
поверхности кабельного изделия, например, металлические ролики или шторки из
шариковых цепочек.
При испытаниях необходимо контролировать уровень озона в рабочей зоне. Озон
относится к веществам первого класса опасности с остронаправленным механизмом
действия. Не допускается концентрация озона в воздухе рабочей зоны более
0,1 мг/м3. В случае превышения указанной концентрации должны быть приняты
меры по вентилированию рабочей зоны. Требования к воздуху в рабочей зоне
должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
4.3.2 Источник высокого напряжения
К высоковольтному электроду подключают одно из напряжений, указанных в 4.1.
При испытании постоянным или импульсным напряжениями к электроду может
подключаться напряжение положительной или отрицательной полярности.
Источник высокого напряжения должен обеспечивать на испытуемой
изолированной жиле или кабельном изделии напряжение, пульсации амплитуды
которого не должны быть более ± 2 %.
Значение испытательного напряжения при изменении питающего напряжения в
диапазоне (220±20) В не должно изменяться более чем на ± 5 %.
Значение испытательного напряжения не должно изменяться более чем на ±5 %
в случае изменения электрической емкости нагрузки на ± 25 % ее номинального
значения. В случае если в документации на испытательное оборудование не указана
номинальная нагрузка, то за ее значение следует принять половину от
максимальной.
Контроль испытательного напряжения
Значение испытательного напряжения должно быть измерено и отображено на
индикаторе испытательного оборудования или передано системе управления
технологическим процессом с относительной погрешностью не более ±5 %.
Индикаторы испытательного оборудования, шкалы которых градуированы в
амплитудных значениях, должны быть аттестованы на показания амплитудных
значений, а индикаторы, шкалы которых градуированы в действующих значениях,
должны быть аттестованы на показания действующих значений.
4.4 Счетчик дефектов
Испытательное оборудование должно обладать функцией визуальной и звуковой
индикации дефекта изоляции, оболочки или защитного шланга, а также содержать
счетчик дефектов. Детектор дефектов должен быть устроен таким образом, чтобы
одному дефекту соответствовала единица отсчета счетчика. Счетчик дефектов
должен быть суммирующим и сохранять результат регистрации до следующего
дефекта или до команды сброса.
Испытательное оборудование должно обеспечивать возможность при
регистрации дефекта одновременно вырабатывать сигнал на отключение
механизма, приводящего в движение испытуемую изолированную жилу или
кабельное изделие, а также на отключение испытательного напряжения.
4.5 Электроды
Электрод должен обеспечивать надежный контакт-касание по всей своей длине и
периметру испытуемой изоляции, оболочки или защитного шланга и не должен
вызывать механических повреждений в виде царапин, задиров испытуемой
изоляции, оболочки или защитного шланга.
Для обеспечения максимальной эффективности контроля должен быть сделан
соответствующий выбор конструкции электрода. При этом должны быть учтены
следующие факторы:
- тип испытуемого кабельного изделия (конструкция, материалы и т.д.);
- условия испытаний (линейная скорость движения кабельного изделия, формы и
значения испытательного напряжения и т.д.).
Варианты конструкции электродов:
- контактные (шариково-цепной, подпружиненная гипербола, щетки);
- бесконтактные (металлические трубы, кольца).
4.6 Конструкция электрода
4.6.1 Электрод контактного типа
Длина электрода должна быть такой, чтобы время приложения напряжения к
каждому участку испытуемой изоляции, оболочки или защитного шланга было не
менее 2 мс при использовании установки, обеспечивающей за это время не менее
трех периодов испытательного напряжения.
Для испытательного оборудования с переменным напряжением промышленной
частоты, переменным высокочастотным или импульсным напряжениями длину
электрода L, мм, вычисляют по формуле
,
(1)
где v – максимальная линейная скорость прохождения через электрод
испытуемой изолированной жилы или кабельного изделия, м/мин;
f – частота испытательного напряжения (для импульсного напряжения частота
повторения импульсов), Гц.
Для испытательного оборудования с напряжением постоянного тока длину
электрода L, мм, вычисляют по формуле
.
(2)
4.6.2 Электрод бесконтактного типа
Бесконтактный электрод может использоваться только при испытаниях
постоянным напряжением. Бесконтактный электрод должен состоять из
цилиндрической металлической трубы или ряда металлических колец. В обоих
случаях внутренний диаметр должен быть не более 15 мм. Для кольцевого типа
количество и размер колец должны быть такими, чтобы в зоне контроля
сформировалось однородное электрическое поле. Испытуемая изолированная жила
или кабельное изделие должны направляться при помощи соответствующих
устройств вдоль центральной оси электрода с допустимыми отклонениями в течение
всего периода испытаний. Рекомендуемый максимальный диаметр кабельного
изделия, испытываемого с помощью бесконтактного электрода, должен быть не
более 3 мм. Для бесконтактного электрода значение испытательного напряжения не
должно превышать 18 кВ. Время испытаний должно составлять не менее 1 мс.
Минимальная длина электрода L, мм, вычисляется по формуле
,
(3)
где v – максимальная линейная скорость прохождения через электрод
испытуемой изолированной жилы или кабельного изделия, м/мин.
5 Чувствительность
Чувствительность испытательного оборудования должна быть такой, чтобы
дефект регистрировался при подключении его имитатора между электродом и
точкой заземления по методике, приведенной ниже.
Для проверки отсутствия ложной регистрации дефектов необходимо подвергнуть
испытанию несколько бездефектных отрезков изолированной жилы или кабельного
изделия при максимальном для оборудования напряжении. Не должно произойти ни
одной ложной регистрации. Изоляция, оболочка или защитный шланг образцового
кабельного изделия должна выдерживать долговременное нахождение под
испытательным напряжением. Данную проверку можно проводить с образцами
кабельных изделий, испытание изоляции, оболочки или защитного шланга которых
производится непосредственно в технологическом процессе.
К электроду в режиме холостого хода первоначально должно быть приложено
переменное напряжение 3 кВ или постоянное напряжение 5 кВ. Если это
невозможно, то должно быть установлено напряжение, минимальное для
аттестуемого испытательного оборудования. Ток короткого замыкания должен быть
ограничен на уровне 600 мкА для переменного напряжения3 кВ или для постоянного
напряжения 5 кВ. Последовательно с искровым промежутком имитатора может быть
включен резистор, ограничивающий ток короткого замыкания. Если условия
эксплуатации испытательного оборудования таковы, что ток детектирования
дефекта на уровне 600 мкА приводит к ложным регистрациям, то ток короткого
замыкания имитатора дефекта может быть ограничен на уровне до 1,5 мА для
переменного напряжения 3 кВ или постоянного напряжения 5 кВ. В этом случае
изоляция кабельного изделия должна быть подвергнута итоговым испытаниям по
категории ЭИ-1, ГОСТ 2990.
Для импульсного испытательного оборудования при аттестации последовательно
с искровым промежутком включают резистор сопротивлением 0,5 МОм.
Имитатор искусственного дефекта должен быть настроен на формирование
искрового разряда максимальной длительностью 25 мс для переменного
напряжения промышленной частоты, переменного высокочастотного и импульсного
напряжения или 0,5 мс для постоянного напряжения.
Последовательность не менее чем из 20 искровых разрядов должна
генерироваться с интервалом не более 1 сек. Счетчик испытательного оборудования
должен регистрировать один отсчет на один искровой разряд.
Далее токоограничивающий резистор должен быть закорочен. Бездефектный
участок изолированной жилы или кабельного изделия, представляющий собой
наибольшую емкостную нагрузку, на которую рассчитано испытательное
оборудование, должен быть помещен в электрод. В качестве нагрузки может быть
использован и высоковольтный конденсатор соответствующей электрической
емкости. Имитатор дефекта должен быть подключен параллельно нагрузке.
Испытательное напряжение
должно быть увеличено до максимального значения. После этого проверка должна
быть проведена повторно для установления того, что 20 следующих искровых
разрядов регистрируются испытательным оборудованием: один отсчет на один
искровой разряд.
Типовые детали имитатора пробоев описаны в приложении Б.
6 Калибровка внутреннего киловольтметра испытательного оборудования
Проверка точности показаний внутреннего киловольтметра испытательного
оборудования должна производиться с подключенной к электроду номинальной
электрической нагрузки, указанной в технической документации на испытательное
оборудование. В том случае, если в документации на испытательное оборудование
не указана номинальная нагрузка, то за ее значение принимают половину от
максимальной. Допускается при проверке точности показаний внутреннего
киловольтметра подключение к электроду отрезка кабельного изделия,
электрические параметры которого не выходят за рабочий диапазон аттестуемого
испытательного оборудования.
Внутренний киловольтметр испытательного оборудования с постоянным
напряжением должен проверяться с использованием киловольтметра действующих
или средних значений.
Внутренние киловольтметры испытательного оборудования с переменным
напряжением стандартной частоты и переменным высокочастотным напряжением
проверяются с использованием киловольтметра действующих значений для шкал,
градуированных в действующих значениях или с использованием киловольтметра
амплитудных значений для шкал, градуированных в амплитудных значениях.
Внутренние киловольтметры испытательного оборудования импульсного
напряжения должны проверяться только с использованием киловольтметра
амплитудных значений.
Допускается
проверка
внутренних
киловольтметров
испытательного
оборудования с использованием аттестованных осциллографа и высоковольтного
делителя.
Используемая в качестве образцовой
аппаратура измерения высокого
напряжения должна иметь инструментальную погрешность не более ± 2 %.
7 Требования к условиям эксплуатации испытательного оборудования
Для обеспечения прохождения изолированной жилы или кабельного изделия в
центре электрода испытательного оборудования необходимо применять
центрирующие устройства, которые должны обеспечивать центрирование в
пределах ± 10 мм.
При испытаниях изолированной жилы или кабельных изделий на экструзионной
линии необходимо обеспечить съем воды с их поверхности.
Не допускается прохождение через электрод связок концов изолированной жилы
или кабельного изделия.
Для обеспечения надежной работы необходимо периодически производить
очистку элементов электрода испытательного оборудования.
8 Периодичность аттестации
Аттестация испытательного оборудования должна проводиться в следующих
случаях:
- перед первоначальной установкой на производственную линию;
- после проведения ремонтных или регулировочных работ;
- в случае возникновения сомнений в правильности работы испытательного
оборудования;
- периодически, не менее одного раза в год.
Проверке должны быть подвергнуты следующие параметры, функции и узлы
испытательного оборудования:
- максимальный уровень выходного тока короткого замыкания;
- блокировки безопасности и предупреждающие надписи и знаки;
- регистрация дефектов и элементы автоматики, которые должны срабатывать
при обнаружении дефекта;
- механическое состояние и чистота электродного узла.
Приложение А
(рекомендуемое)
Таблица А1 – Рекомендуемые минимальные напряжения электроискровых
испытаний
Номинальная
толщина
изоляции,
мм
Св. 0,25
« 0,50
« 0,75
« 1,00
« 1,25
« 1,50
« 1,75
« 2,00
« 2,25
« 2,50
« 2,75
До 0,25
до 0,50
« 0,75
« 1,00
« 1,25
« 1,50
« 1,75
« 2,00
« 2,25
« 2,50
« 2,75
« 3,00
Номинальное напряжение испытаний, кВ, не менее
переменное
постоянное высокочастотное импульсное
промышленной
переменное
(амплитудное
частоты
(действующее
значение)
(действующее
значение)
значение)
3
5
4
5
5
7
6
7
6
9
7
9
7
11
8
11
9
13
10
13
10
15
11
15
12
17
13
17
13
20
14
19
14
22
15
21
16
24
17
23
17
26
18
25
19
28
20
27
Приложение Б
(рекомендуемое)
Пример устройства для имитации пробоев
Рекомендуемая конструкция имитатора искусственного пробоя состоит из иглы с
острием и металлической пластины. Один из этих элементов установлен на
вращающемся шпинделе, а другой – неподвижен, таким образом образуется
искровой зазор между ними в одной точке при каждом полном обороте шпинделя.
Искровой промежуток между иглой и пластиной должен быть (0,25 ± 0,05) мм.
Размеры пластины и скорость вращения шпинделя должны быть такими, чтобы
искровой разряд имел требуемую длительность, а период повторения разрядов был
не более одной секунды.
Игла должна иметь диаметр (1,0 ± 0,1) мм, длину острия не менее 3,75 мм и
радиус закругления острия не более 0,03 мм. На рисунке 3 приведен чертеж острия
иглы.
Иглу необходимо заменять после каждых 400 искровых разрядов.
Рисунок 3 – Чертеж острия иглы имитатора пробоев