ГОСТ Р 52725-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия
8.18 Испытания на взрывобезопасность
8.18.1 Общие положения
8.18.1.1 Испытания проводят для подтверждения взрывобезопасности ограничителей в соответствии с требованиями 5.4.10 и должны показать, что повреждение ОПН не приводит к взрывному разрушению его корпуса и что затухание открытого пламени (если оно возникает) происходит в течение определенного времени.
8.18.1.2 Испытания проводят на трех образцах полностью собранных ОПН. Для ограничителей, состоящих из нескольких модулей, соединенных последовательно и/или параллельно, допускается проводить испытания на отдельных модулях. Результаты испытаний распространяются на ограничители одного серийного ряда, отличающиеся только номинальным напряжением и габаритной высотой корпуса, изготовленные по той же технологии, что и испытуемые образцы.
8.18.1.3 Испытания проводят при нормированных значениях тока взрывобезопасности, указанных в таблице 6. Два образца испытывают большим током короткого замыкания, один образец - малым током короткого замыкания.
8.18.1.4 По условиям испытаний на взрывобезопасность конструкции ОПН подразделяют на два типа: А и Б. К типу А относят, как правило, ограничители в фарфоровом корпусе, а также ограничители в полимерном корпусе на основе трубы из композиционного материала, имеющие внутреннюю газовую полость по всей высоте, и оснащенные устройствами для сброса давления, которые расположены во фланцах или в композитной трубе. К типу Б относят ограничители в полимерном корпусе, который формируется непосредственно на колонке варисторов, не имеющих значимых газовых полостей и устройств для сброса давления во фланцах. Взрывобезопасность ОПН типа Б обеспечивается тем, что при воздействии внутренней электрической дуги корпус ОПН вскрывается и это ограничивает нарастание давления.
При испытаниях на взрывобезопасность значение ожидаемого ударного тока должно превышать нормированный большой ток короткого замыкания:
- для ОПН типа А - в 2,5 раза;
- для ОПН типа Б - в 
раз.
8.18.2 Подготовка образцов для испытаний
8.18.2.1 Для испытаний на взрывобезопасность из серийного ряда ОПН определенного типа выбирают ОПН (или модуль ОПН) с наибольшей габаритной высотой корпуса и наибольшим номинальным напряжением.
Образцы ОПН типа А для испытаний должны быть заполнены тем же газом (воздухом), что и серийно выпускаемые ОПН.
Образцы для испытаний необходимо подготовить любым способом из предлагаемых в 8.18.2.2 или 8.18.2.3.
8.18.2.2 Для моделирования повреждения ОПН, образцы для испытаний шунтируют проволокой, которая расплавляется в начале испытаний и инициирует электрическую дугу в корпусе ОПН. Проволока должна находиться в прямом контакте с варисторами. Расположение проволоки выбирает и обосновывает изготовитель как наиболее неблагоприятное с точки зрения испытаний на взрывобезопасность. Фактическое местоположение проволоки и обоснование ее расположения при испытаниях должно быть отображено в протоколе испытаний. Материал и размер проволоки необходимо выбрать таким образом, чтобы при испытаниях большим током короткого замыкания она расплавлялась в первые 30 электрических градусов после возникновения испытательного тока. При испытаниях малым током короткого замыкания ограничений по времени плавления проволоки нет.
Для того, чтобы плавление проволоки происходило в течение указанного времени и создавалось подходящее условие для зажигания дуги, рекомендуется использовать проволоку из материала с низким сопротивлением (например, меди, алюминия или серебра) диаметром от 0,2 до 0,5 мм. Если не удается инициировать дугу с помощью проволоки указанного сечения, то допускается использовать более толстую проволоку, но диаметром не более 1,5 мм. В этом случае допускается использовать проволоку с переменным сечением. При этом длинный отрезок проволоки с большим поперечным сечением располагают в нижней и верхней части корпуса ОПН, а короткий отрезок проволоки с малым поперечным сечением располагают в средней части корпуса ОПН.
8.18.2.3 Альтернативный вариант предусматривает предварительное повреждение образцов для испытаний, находящихся до этого в рабочем состоянии, приложением к ним повышенного напряжения промышленной частоты, превышающего Uнр. Образцы ОПН должны повреждаться в полностью собранном состоянии. Не допускается внесение каких-либо физических изменений в образцы ОПН после их повреждения и до фактических испытаний на взрывобезопасность.
Напряжение, при котором происходит предварительное повреждение ОПН, задает изготовитель. Это напряжение должно приводить к повреждению ОПН за (5 +/- 3) мин. Считают, что повреждение произошло, если напряжение на образце упало ниже 10% от первоначально приложенного напряжения. Ток короткого испытания испытательной установки не должен превышать 30 А. Время между повреждением образца ОПН и непосредственно испытаниями на взрывобезопасность не должно превышать 15 мин.
8.18.3 Монтаж образцов
8.18.3.1 При испытании ОПН опорного исполнения образцы для испытаний следует устанавливать, как показано на рисунке 3. Нижний фланец испытуемого образца необходимо установить на испытательном основании, находящемся на той же высоте, что и окружающее круглое или квадратное ограждение. Испытательное основание может быть выполнено из изоляционного материала или из проводящего материала. Если основание выполнено из проводящего материала, то размеры его поверхности не должны превышать размеров поверхности нижнего фланца ОПН. Испытательное основание и ограждение должны быть расположены сверху изолирующей платформы, как показано на рисунке 3.
8.18.3.2 Ограждение должно быть изготовлено из неметаллического материала и располагаться симметрично относительно оси испытуемого образца. Высота ограждения должна составлять (0,4 +/- 0,1) м, а его диаметр (или сторона в случае квадратного ограждения) должен быть больше 1,8 м или значения D, м, вычисленного по формуле
D = 1,2·(2·H + Dопн), (5)
где H - высота образца ОПН, м;
Dопн - диаметр образца ОПН, м.
8.18.3.3 Испытуемые образцы необходимо устанавливать вертикально, если между изготовителем и пользователем не согласовано иное. Установка образцов, расположение подводящего и заземляющего проводов должны представлять собой наиболее неблагоприятные условия при испытаниях на взрывобезопасность. Расположение подводящего и заземляющего проводов, показанное на рисунке 3, является наиболее неблагоприятным для ОПН типа А с клапанами взрывобезопасности, обращенными в направлении источника питания. Для ОПН типа Б наиболее неблагоприятным является расположение подводящего и заземляющего проводов в противоположные стороны.
1 - образец ОПН; 2 - гибкий проводник длиной не менее 0,2 м;
3 - зона выхлопа (при наличии); 4 - испытательное основание;
5 - ограждение; 6 - изоляционная платформа
Примечание - Все проводники и длины показаны в одной плоскости.
Рисунок 3 - Установка образца при испытаниях
на взрывобезопасность
8.18.3.4 При испытании ОПН подвесного исполнения расположение устройств взрывобезопасности во фланцах ОПН может влиять на фактическое значение тока взрывобезопасности при различных способах его установки при эксплуатации. Если серийный ряд ОПН типа А предусматривает возможность подвесной установки ОПН, дополнительно должен быть испытан еще один образец ОПН в подвешенном состоянии.
Испытуемый образец должен быть подвешен к изолированной конструкции с использованием заводской арматуры, в соответствии с рекомендациями изготовителя. Край нижнего фланца ОПН должен быть на той же высоте, что и окружающее круглое или квадратное ограждение.
8.18.4 Испытание большим током короткого замыкания
8.18.4.1 Испытания большим током короткого замыкания проводят на двух образцах ОПН, которые должны быть подготовлены и смонтированы в соответствии с 8.18.2 и 8.18.3.
Общая измеренная длительность испытательного тока, протекающего по цепи, должна быть не менее 0,2 с.
Испытания следует проводить в однофазной испытательной цепи, предпочтительно при испытательном напряжении холостого хода в диапазоне от 100% до 130% от наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения испытуемого образца в соответствии с 8.18.4.2.
Допускается проведение испытаний при пониженном напряжении - менее 100% от наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения испытательного образца. В этом случае испытания проводят по методике 8.18.4.3.
8.18.4.2 Значения испытательного тока проверяют опытом "металлического" короткого замыкания. Продолжительность опыта может быть минимальной, но достаточной для измерения значений ударного и испытательного тока. Для ОПН типа А ударный ток (амплитуда первого полупериода) должен быть не менее чем действующее значение большого тока короткого замыкания, выбранного из таблицы 6, умноженного на 2,5. Действующее значение симметричного тока должно быть больше или равно большому току короткого замыкания. Значение испытательного тока, зафиксированное при испытаниях, определяют как амплитуду ударного тока, деленную на 2,5, даже если действующее значение симметричного тока больше этого рассчитанного значения. Для ОПН типа Б амплитуда первого полупериода должна быть не менее чем действующее значение большого тока короткого замыкания, умноженного на .
После опыта "металлического" короткого замыкания на место шунта устанавливают образец и проводят испытания с теми же параметрами цепи.
Примечание - При испытаниях сопротивление дуги в ОПН может снизить значения симметричного и ударного токов. Это допустимо, так как испытания проводят при значении напряжения, равном или большем, чем рабочее напряжение ОПН, то есть влияние ОПН на ток будет такое же, как и при реальном повреждении в процессе эксплуатации.
8.18.4.3 Если испытания проводят при напряжении менее 100% от наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения испытуемого образца, то параметры испытательной цепи должны быть отрегулированы таким образом, чтобы действующее значение симметричной составляющей фактического испытательного тока ОПН было равно или больше требуемого большого тока короткого замыкания, выбранного из таблицы 6.
Для ОПН типа А ударный ток (амплитуда первого полупериода) должен быть не менее чем действующее значение большого тока короткого замыкания, выбранного из таблицы 6, умноженного на 2,5. Действующее значение симметричного тока должно быть больше или равно большому току короткого замыкания. Значение испытательного тока, зафиксированное при испытаниях, определяют как амплитуду ударного тока, деленную на 2,5, даже если действующее значение симметричного тока больше этого рассчитанного значения. Для ОПН типа Б амплитуда первого полупериода должна быть не менее чем действующее значение большого тока короткого замыкания, умноженного на .
8.18.5 Испытание малым током короткого замыкания
Испытание следует проводить с использованием любой испытательной схемы, которая будет генерировать ток через испытуемый образец с действующим значением (600 +/- 200) А, измеренный примерно через 0,1 с после начала протекания тока короткого замыкания. За все время протекания тока короткого замыкания в течение 2 с действующее значение испытательного тока не должно уменьшаться более чем на 10% от первоначально измеренного значения.
8.18.6 Оценка результатов испытаний
Испытание считают успешным, если выполнены следующие три критерия:
а) не зафиксировано полного разрушения корпуса образца. Частичное разрушение корпуса - трещины, сколы, изломы и т.п. образца допускаются при условии, что критерии б) и в) выполнены;
б) все части испытательного образца должны находиться внутри ограждения, за исключением:
1) осколков керамических материалов массой менее 60 г каждый (таких, как варисторы или фарфор);
2) крышек и мембран для сброса давления;
3) мягких частей из полимерных материалов;
в) если при испытаниях ОПН возникло открытое пламя, то оно должно погаснуть в течение 2 мин после окончания испытания. Любая отделившаяся часть ОПН (внутри или снаружи ограждения) должна также самостоятельно перестать гореть в течение 2 мин.
Примечание - Если у ОПН в процессе испытания не сработали клапаны взрывобезопасности (или не вскрылся корпус), корпус может оставаться под давлением после испытания.
Подписаться на обновления