ГОСТ Р 52725-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия

8.17 Испытания на термомеханическую прочность и стойкость к проникновению воды

 

8.17.1 Общие положения

8.17.1.1 Данным испытаниям следует подвергать ограничители в полимерном корпусе. Целью испытаний является проверка стойкости ограничителей к механическим внешним воздействующим факторам и воздействию климатических факторов внешней среды, а также способности ограничителей выдерживать механические нагрузки на изгиб, возникающие в процессе эксплуатации.

8.17.1.2 Испытания проводят на трех образцах полностью собранных ОПН без изолирующего основания. Установка экранных колец не требуется.

Прототип ОПН, выбранный для испытаний ограничителей определенного типа, отличающихся по номинальному напряжению, должен иметь наибольшую габаритную высоту и наибольший изгибающий момент при заданной нагрузке на изгиб.

Для ограничителей, состоящих из нескольких модулей, соединенных последовательно, допускается проводить испытания на отдельных модулях. В этом случае нагрузки на изгиб при испытаниях должны быть определены для каждого модуля. Испытания проводят на наиболее нагруженном модуле.

Допускается проводить испытания на макетах ОПН или модулей ОПН с уменьшенным номинальным напряжением и габаритной высотой. Макет ОПН должен быть изготовлен по той же технологии, в том же корпусе, что и серийный ОПН. Габаритная высота макета должна быть больше наружного диаметра корпуса в месте его соединения с фланцами не менее чем в три раза. Изгибающий момент при испытании макета должен быть равен изгибающему моменту при испытании серийного ОПН или модуля ОПН.

8.17.1.3 Перед испытаниями каждый образец подвергают следующим контрольным проверкам, которые должны быть повторены после испытаний:

- измерению мощности активных потерь или активной составляющей тока проводимости при U_нр;

- измерению уровня частичных разрядов в соответствии с 8.11;

- проверке герметичности в соответствии с 8.13.

8.17.1.4 Испытания ограничителей, предназначенных для работы в электроустановках напряжением 110 кВ и выше, проводят в три этапа:

а) этап 1 - предварительное испытание образцов циклической нагрузкой на изгиб, равной 60% нормированной кратковременной механической силы на изгиб;

б) этап 2 - термомеханические испытания одного образца; испытания кратковременной механической силой на изгиб двух образцов;

в) этап 3 - испытание образцов на стойкость к проникновению воды.

Испытания ограничителей, предназначенных для работы в электроустановках напряжением до 35 кВ, проводят в два этапа без предварительных испытаний образцов циклической нагрузкой на изгиб.

8.17.2 Процедура испытаний

8.17.2.1 Процедура испытаний приведена в таблице 10.

 

Таблица 10

 

Процедура испытаний на термомеханическую прочность

и стойкость к проникновению воды

 

Операции испытаний	Структурный элемент
1 Этап 1. Предварительные испытания циклической нагрузкой на изгиб, равной 60% нормированной кратковременной механической силы на изгиб (три образца, только для ограничителей с Uс >= 110 кВ)	8.17.2.2
2 Этап 2. 2.1 Термомеханические испытания (один образец, испытанный на этапе 1, один новый образец для ограничителей с Uс <= 35 кВ). 2.2 Испытания кратковременной механической силой на изгиб (два образца, испытанные на этапе 1, два новых образца для ограничителей с Uс <= 35 кВ)	8.17.2.3 8.17.2.4
3 Этап 3. Испытания на стойкость к проникновению воды (образцы, испытанные на этапе 2)	8.17.2.5

 

8.17.2.2 Образцы подвергают циклическому воздействию механической силы на изгиб. Каждый цикл включает: подъем нагрузки до заданного значения - снижение нагрузки до нуля - подъем нагрузки до заданного значения со сменой направления приложения силы на противоположное - снижение нагрузки до нуля. Нагрузку необходимо изменять во времени примерно по синусоидальному закону с частотой от 0,01 до 0,5 Гц. Количество циклов - 1000.

На каждом образце должны быть зафиксированы максимальное отклонение образца от продольной оси в ходе приложения нагрузки и остаточное отклонение образца от продольной оси после снятия нагрузки, как указано в 8.14.2.3.

8.17.2.3 Образцы подвергают испытаниям нормированной кратковременной механической силой на изгиб, заданной изготовителем, в соответствии с 8.14.2.

8.17.2.4 Один образец подвергают термомеханическим испытаниям.

Предварительно к образцу следует приложить кратковременный крутящий момент, заданный изготовителем, в течение 30 с по 8.14.4.1.

Термомеханические испытания состоят из двух 48-часовых циклов нагрева и охлаждения образца до заданной температуры с одновременным приложением к нему механической силы на изгиб, как показано на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 - Пример циклов термомеханического испытания

 

Нагрев и охлаждение образца в каждом цикле необходимо проводить в диапазоне: для ограничителей климатического исполнения У по ГОСТ 15150 - от плюс (45 +/- 2) °C до минус (45 +/- 2) °C, для ограничителей климатического исполнения УХЛ - от плюс (45 +/- 2) °C до минус (60 +/- 2) °C. Минимальная и максимальная температура в пределах каждого цикла должна оставаться неизменной и выдерживаться в течение не менее 16 ч.

Механическая сила на изгиб, прикладываемая к образцу при испытании, должна быть равна 60% от нормированной кратковременной силы на изгиб, заданной изготовителем. Направление приложения силы следует менять каждые 24 ч при переходе от положительной к отрицательной температуре и наоборот, как показано на рисунке 1.

Допускаются перерывы в испытаниях на время технического обслуживания для изменения направления приложения механической силы к образцу общей продолжительностью не более 4 ч, которые входят в общее время испытаний.

После испытаний должно быть зафиксировано остаточное отклонение образца от продольной оси, как указано в 8.14.2.3.

8.17.2.5 Образцы подвергают испытаниям на проникновение воды. Испытания проводят путем погружения образцов в емкость с кипящей деминерализованной водой с добавлением 0,1%-ного раствора (по массе) хлорида натрия NaCl, где их необходимо выдержать в течение 42 ч.

Температуру воды во время испытаний следует поддерживать в диапазоне от 97 °C до 100 °C.

Для ограничителей, у которых материал корпуса или уплотнений не способен выдерживать указанную температуру в течение 42 ч, допускается проводить испытания при меньшей температуре воды, но не менее 80 °C. При этом продолжительность испытаний должна быть увеличена до 52 ч.

После кипячения испытуемые образцы необходимо оставить в той же емкости до охлаждения воды примерно до 50 °C и начала контрольных испытаний. Перед контрольными испытаниями после извлечения из емкости с водой образцы можно промыть водопроводной водой, и они должны остыть до температуры окружающей среды.

Повторные контрольные испытания в соответствии с 8.17.1.3 следует выполнить не позднее чем в течение 8 ч с момента извлечения из воды и охлаждения образцов до температуры окружающей среды. Температура окружающей среды при повторных и первоначальных контрольных испытаниях не должна отличаться более чем на 3 °C.

8.17.3 Оценка испытаний

Ограничители считаются выдержавшими испытания, если:

а) после испытаний по 8.17.2.2 - 8.17.2.4 отсутствуют видимые механические повреждения образцов; остаточная деформация - отклонение образцов от продольной оси после снятия нагрузки на изгиб не превышает 3 мм или 10% от максимального отклонения при испытании (наибольшего из указанных значений);

б) после испытаний по 8.17.2.5:

1) увеличение мощности активных потерь или активной составляющей тока проводимости при U_нр составляет не более 20%;

2) уровень частичных разрядов не превышает допустимой величины 10 пКл;

3) подтверждают герметичность образцов для ограничителей, имеющих внутренний объем, заполненный газом (воздухом), и систему уплотнения.