Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных системах - ГОСТ Р 51992-2002 - Типовые испытания

7 Типовые испытания

Типовые испытания выполняют на трех образцах по каждому циклу испытаний, как указано в таблице 2.
Если все образцы выдержали все испытания, значит конструкция УЗИП соответствует предъявляемым требованиям. Эти образцы могут быть использованы в последующих циклах испытаний по усмотрению изготовителя. В случае, если образец не выдержал цикла испытаний, их следует повторить на трех новых образцах, и на этот раз ни один образец не должен быть отбракован.
Если УЗИП в основном соответствует требованиям стандарта на изделие, в котором оно установлено, то допускается использовать требования этого стандарта, исключая функции УЗИП.

7.1 Общие условия испытаний
Если не указано иное, то следует пользоваться методикой испытаний по МЭК 61180-1 [3].
Монтаж УЗИП и электрические соединения выполняют по инструкциям изготовителя.
Испытание проводят на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха (20 ± 15) °С, если не указано иное.
При испытании УЗИП со встроенными кабелями последние по всей длине считают частью испытуемого УЗИП.
Во время испытания обслуживание или разборка УЗИП не допускаются. При необходимости все разъединители УЗИП должны быть подобраны и подсоединены, как того требует изготовитель. Для УЗИП, имеющих защиту более одного вида (см 3.7), для которых изготовитель обозначил уровень напряжения защиты, испытания следует проводить для защиты каждого вида с параметрами, указанными изготовителем, каждый раз на новых образцах. Для трехфазных устройств, в которых защитный компонент электросхемы идентичен для защиты данного вида, испытание каждой из трех фаз заменяет испытание трех образцов.
Следует учитывать, что для импульсных испытаний и измерений важна правильно выбранная методика испытаний. При испытании требуется гарантия в отношении точности записи значений.
Если изготовителем установлены разные требования для разъединителей УЗИП наружной установки в зависимости от ожидаемого тока короткого замыкания системы питания, должны быть выполнены все соответствующие циклы испытаний для каждой комбинации требуемых разъединителей УЗИП согласно ожидаемым токам короткого замыкания.
7.1.1 Испытание класса I импульсным током
Испытание импульсным током Iimp определяется его параметрами: пиковым значением Ipeak и зарядом Q. Испытательный импульсный ток должен достичь значения Ijmp/Q в течение 10 мс. Типичная форма волны, при которой могут быть достигнуты параметры по таблице 3, — это форма волны однополюсного импульсного тока. Удельная энергия (W/K) рассчитана после испытания.

Таблица 2 — Требования к типовым испытаниям

Таблица 3 — Параметры испытания УЗИП класса I

Значения тока Ipeak и заряда Q имеют допуск ± 10 %.
7.1.2 Испытания УЗИП классов I и II номинальным разрядным током
Стандартная форма волны 8/20. Допуски на форму волны тока (пиковое значение, время фронта и полуволны) ... ± 10 %.
Допускаются небольшие колебания или отклонения от установленного значения при условии, что амплитуда любого колебания не превышает 5 % от пикового значения. Любое изменение полярности после падения тока до нуля должно быть не более 20 % от пикового значения.
Для двувводных устройств значение изменения полярности должно быть менее 5 %, чтобы не повлиять на результат измерения предельного напряжения.
Измерение значения тока, проходящего через УЗИП, должно выполняться с точностью до ±3 %.
7.1.3 Испытание УЗИП классов I и II импульсным напряжением
Стандартная форма волны напряжения составляет 1,2/50. Допуски на форму волны напряжения следующие:
- пиковое значение ... ±3 %
- время фронта ... ± 30 %
- время полуволны ... ± 20 %
Колебания или отклонения от установленного значения могут произойти на пике импульса. Если частота таких колебаний свыше 500 кГц или длительность отклонения менее 1 мкс, с целью проведения измерений вычерчивается кривая значений, и тогда максимальная амплитуда этой кривой определит пиковое значение испытательного напряжения.
Измерение напряжения на выводах УЗИП следует проводить с точностью до ± 3 %. Измерительные приборы должны иметь предельную ширину полосы частот не менее 25 мГц, а отклонение от установленного значения должно быть менее 3 %.
Ток короткого замыкания испытательного генератора должен составлять менее 20 % от номинального разрядного тока испытуемого УЗИП.
7.1.4 Испытание УЗИП класса III комбинированной волной
Стандартный импульс генератора комбинированной волны характеризуется выходным напряжением в условиях разомкнутой цепи и выходным током в условиях короткого замыкания. Напряжение разомкнутой цепи должно иметь время фронта 1,2 мкс и время полу периода 50 мкс. Ток короткого замыкания должен иметь время фронта 8 мкс и время полупериода 20 мкс.
Допуски на напряжение в состоянии разомкнутой цепи Uoc следующие:
- пиковое значение ... ± 3 %
- время фронта ... ± 30 %
- время полупериода ... ± 20 %
Следующие значения измеряют на генераторе без развязывающего фильтра.
Отклонение напряжения от установленного значения или колебания в области пика импульса допустимы при условии, что амплитуда единичного пика составляет менее 5 % от пикового значения. В обычно применяемых цепях импульсного генератора колебания в этой части фронта волны, во время которых напряжение не превышает 90 % пикового значения, как правило, не оказывают существенного влияния на результаты испытаний, и таким образом ими можно пренебречь. Форма волны напряжения должна быть, в основном, однонаправленной.
Допуски на ток короткого замыкания (пиковое значение, время фронта и полуволны) ± 10 %.
Отклонение тока от установленного значения или колебания допустимы при условии, что величина единичного пикового значения на пике формы волны менее 5 % от пикового значения. Любое изменение полярности после падения тока до нуля должно быть менее 20 % от пикового значения.
Для двувводных устройств значение изменения полярности тока должно быть менее 5 %, чтобы не оказывать влияния на измерение предельного напряжения.
Фиктивный импеданс генератора должен быть номинально 2 Ом. По определению, фиктивный импеданс — это отношение пикового значения напряжения разомкнутой цепи Uoc к пиковому значению тока короткого замыкания Isc.
Максимальные значения пикового напряжения разомкнутой цепи Uoc и пикового тока короткого замыкания Isc — соответственно 20 кВ и 10 кА. Если значения выше, следует проводить испытания класса II.
В соответствии с рисунком 1 или 2 в схему вводят развязывающий (обратный) фильтр. Такую схему цепи применяют только при определении измеряемого предельного напряжения УЗИП.

Таблица 4 — Допуски на параметры формы волны при испытании УЗИП класса III

Допуски на параметры формы волны, указанные в таблице 4, следует учитывать на вводе, где подсоединено УЗИП, в цепях, показанных на рисунках 1 и 2. При проверке формы волны импеданс сети имитируют путем соединения проводников L, N и РЕ.

Рисунок 1 — Пример развязывающего фильтра для однофазной сети

Рисунок 2 — Пример развязывающего фильтра для трехфазной сети

7.2 Идентификация и маркировка
7.2.1 Проверка идентификации и маркировки
Проверку идентификации и маркировки осуществляют осмотром согласно требованиям 6.1.1 и 6.1.2.
7.2.2 Испытание нестираемости маркировки
Данное испытание проводят для маркировки всех типов, за исключением выполненной тиснением, штамповкой и гравированием.
Испытание проводят протиранием маркировки вручную в течение 15с кусочком ваты, смоченным водой, и еще в течение 15 с кусочком ваты, смоченным в алифатическом гексановом растворителе (с содержанием ароматических веществ не более 0,1 % от объема, с каурибутаноловым числом 29, начальной точкой кипения 65 °С и плотностью 0,68 г/см3).
После испытания маркировка должна быть легкочитаемой.

7.3 Выводы и соединения
Проверку встроенных выводов и их соответствие предъявляемым требованиям проводят по 7.3.1.
7.3.1 Общие условия испытаний
УЗИП устанавливают по рекомендациям изготовителя и защищают от неблагоприятных внешних воздействий (нагревания или охлаждения).
Если не указано иное, к выводам УЗИП (три образца каждой конструкции) подсоединяют проводники в соответствии с таблицей 6 (для двухвводных устройств и одновводных с раздельным вводом и выводом) и инструкцией изготовителя (для остальных одновводных устройств), закрепляют УЗИП на деревянной доске толщиной 20 мм, окрашенной матовой черной краской. Способ крепления должен соответствовать требованиям, касающимся средств монтажа, рекомендованных изготовителем.
Однако УЗИП, испытываемые по классу I, и одновводные УЗИП, испытываемые по классу II, с номинальным разрядным током 5 кА и более, должны быть способны к подсоединению проводников сечением не более 4 мм².
Во время испытания обслуживание или разборка образца не допускается.
7.3.2 Резьбовые выводы
7.3.2.1 Испытание надежности винтов, токоведущих частей и соединений
Соответствие проверяют осмотром, а для винтов, предназначенных для подсоединения проводников к УЗИП, следующим испытанием.
Винты затягивают и ослабляют:
- десять раз — для винтов с резьбой из изоляционного материала;
- пять раз — во всех остальных случаях.
Винты или гайки с резьбой из изоляционного материала каждый раз полностью снимают и вставляют вновь, если это позволяет конструкция винта.
Испытания проводят при помощи удобной испытательной отвертки или ключа, прикладывая вращающий момент по таблице 5.
Винты должны затягиваться плавно.
Каждый раз при ослаблении винта проводник снимают.

Таблица 5 — Диаметры резьбы винтов и прикладываемые вращающие моменты

Значения графы I относятся к винтам без головок, если винты, будучи затянуты, не выступают из отверстия; они также касаются других винтов, которые не могут быть затянуты с помощью отвертки с размером лезвия более диаметра винта.
Значения графы II относятся к винтам, затягиваемым отверткой.
Значения графы III относятся к винтам и гайкам, затягиваемым иным инструментом.
Если винт имеет шестигранную головку со шлицем для затягивания отверткой и значения в графах I и II разные, испытания проводят дважды, прикладывая к одному образцу вращающий момент, указанный в графе III, к головке винта, а к другому образцу — момент, указанный в графе II, с помощью отвертки. Если значения в графах II и III одинаковы, проводят испытание с использованием только отвертки.
Во время испытания резьбовые соединения не должны ослабляться и не должно быть повреждений, таких как поломка винта, шлицев головки, резьбы, шайб или скоб, влияющих на дальнейшую эксплуатацию УЗИП.
Кроме того, не должны быть повреждены оболочки и крышки. Соответствие проверяют осмотром.
7.3.2.2 Проверка надежности выводов для внешних проводников
Соответствие проверяют осмотром и испытанием согласно 7.3.2.2.1—7.3.2.2.3.
Испытания проводят с помощью соответствующей отвертки или ключа, прикладывая вращающий момент по таблице 5.
7.3.2.2.1 Выводы оснащают медными проводниками наименьшего или наибольшего сечений, указанных в 7.3.1, сплошными или скрученными, что наиболее неблагоприятно.
Проводник вводят в вывод на минимальное указанное расстояние или, если оно не указано, то до тех пор, пока он не выступит с противоположной стороны и не займет положение, наиболее благоприятное для выскальзывания.

Таблица 6 — Сечения подсоединяемых медных проводников для выводов резьбового и безрезьбового типов

Винты крепления затягивают вращающим моментом, равным 2/3 от указанных в соответствующей графе таблицы 5.
Затем каждый проводник подвергают растяжению усилием, указанным в таблице 7. Усилие прикладывают без рывков в течение 1 мин в направлении оси проводника.

Таблица 7 — Усилие растяжения

Во время испытания проводник не должен значительно смещаться в выводе.
7.3.2.2.2 В выводы вставляют медные проводники наименьшего или наибольшего сечений, указанных в 7.3.1, сплошные или скрученные, что наиболее неблагоприятно, винты крепления затягивают вращающим моментом, равным 2/3 от указанных в соответствующей графе таблицы 5. Затем винты ослабляют, зажатую часть проводника извлекают из вывода и осматривают.
Проводники не должны иметь ни чрезмерных повреждений, ни разорванных жил.
Проводники считают чрезмерно поврежденными, если они имеют глубокие или острые порезы.
Во время испытания выводы не должны ослабляться и не должно быть повреждений, таких как поломка винта, шлицев головки, резьбы, шайб или скоб, влияющих на дальнейшую эксплуатацию вывода.
7.3.2.2.3 В вывод вставляют жесткий скрученный медный проводник, соответствующий таблице 8.

Таблица 8 — Размеры проводника

Перед введением в вывод жилам проводника придают соответствующую форму.
Затем проводник вводят в вывод до тех пор, пока он не достигнет дна вывода или не выступит с противоположной стороны и займет положение, наиболее благоприятное для выскальзывания.
Винты крепления или гайки затягивают вращающим моментом, равным 2/3 от указанных в соответствующей графе таблицы 5.
После испытания ни одна жила проводника не должна выскользнуть из вывода УЗИП.
7.3.3 Безрезьбовые выводы
Испытание на вытягивание
Соответствие проверяют следующими испытаниями.
К выводам подсоединяют новые проводники, тип, минимальное и максимальное сечения которых указаны в 7.3.1. Проводники могут быть сплошные или скрученные, выбирают наиболее неблагоприятный вариант.
Затем каждый проводник подвергают растяжению усилием, указанным в таблице 9. Усилие прикладывают равномерно в течение 1 мин в направлении оси проводника.
Во время испытания проводник не должен смещаться в выводе, и не должно быть признаков его повреждения.

Таблица 9 — Усилие растяжения

7.3.4 Соединения, прокалывающие изоляцию
7.3.4.1 Испытание на вытягивание для выводов УЗИП, предназначенных для одножильных проводников
Соответствие проверяют следующим испытанием.
К выводам подсоединяют новые медные проводники наименьшего или наибольшего сечений из указанных в 7.3.1, сплошные или скрученные, выбирают наиболее неблагоприятный вариант.
Винты, если имеются, затягивают вращающим моментом, указанным в таблице 5.
Проводники, каждый раз новые, подсоединяют и отсоединяют пять раз. После каждого подсоединения проводники подвергают растягиванию усилием, прикладываемым равномерно в течение 1 мин в направлении оси отведенного проводника, значения которого указаны в таблице 9.
Во время испытания проводник не должен смещаться в выводе, и не должно быть признаков его повреждения.
7.3.4.2 Испытание на вытягивание для выводов УЗИП, предназначенных для многожильных кабелей или шнуров
Испытание на вытягивание для выводов УЗИП, предназначенных для многожильных кабелей или шнуров, проводят по 7.3.4.1. При этом усилие прикладывают ко всему многожильному проводу или шнуру, а не к отдельной жиле.
Усилие F, Н, вычисляют по следующей формуле
,
где F(x) — усилие для одной жилы в соответствии с поперечным сечением одного проводника (см. таблицу 9), Н;
п — число жил.
Во время испытания кабель или шнур не должен выскальзывать из вывода.
7.3.5 Гайки, вилка, розетка
Соответствие проверяют осмотром и пробным монтажом.

7.4 Испытание защиты от прямого прикосновения
7.4.1 Изолированные части
Образец устанавливают как для нормальной эксплуатации и подсоединяют проводники наименьшего, а для повторного испытания — наибольшего сечений из указанных в 7.3.1.
Для УЗИП втычного исполнения (которые можно заменить с помощью инструмента) испытательный щуп (по ГОСТ 14254) прикладывают во всех его возможных положениях, когда вилка частично или полностью введена в штепсельную розетку.
Для определения контакта с соответствующей частью применяют электрический индикатор с напряжением не менее 40 и не более 50 В.
7.4.2 Металлические части
Металлические части, которые доступны, когда УЗИП подключен и установлен как для нормальной эксплуатации, должны быть заземлены посредством соединения с низким сопротивлением, за исключением мелких винтов и т. п., изолированы от частей, находящихся под напряжением и предназначенных для крепления оснований и крышек или закрывающих пластин штепсельных розеток.
Ток от источника переменного тока напряжением (в отсутствие нагрузки) не свыше 12 В, равный 1,5 номинального тока нагрузки или 25 А (выбирают наибольшее значение), пропускают между выводом заземления и каждой доступной металлической частью по очереди.
Измеряют падение напряжения между выводом заземления и доступной металлической частью и вычисляют сопротивление по току и падению напряжения. Это сопротивление не должно превышать 0,05 Ом.
Примечание — Необходимо следить за тем, чтобы переходное сопротивление между концом измерительного пробника и испытуемой металлической частью не влияло на результаты испытаний.

7.5 Определение измеренного предельного напряжения
Испытания, выполняемые для УЗИП различных типов при определении их предельных напряжений, проводят в соответствии с таблицей 10 и рисунком 3.

Таблица 10 — Испытания, выполняемые для определения предельного напряжения

Рисунок 3 — Схема испытаний на определение уровня напряжения защиты Up

Для испытания применяют следующие специальные условия.
a) Все одновводные УЗИП испытывают обесточенными. Ко всем двухвводным УЗИП подают напряжение от источника с номинальным током не менее 5 А при максимально длительном рабочем напряжении Uc, если изготовитель не указал на отсутствие различия в величине измеренного предельного напряжения, когда устройство находится или не находится под напряжением.
b) Для одновводного УЗИП, не имеющего отдельных выводов нагрузки, предельное напряжение измеряют на выводах, к которым прикладывают перенапряжение. Для двухвводного УЗИП и одновводного УЗИП с отдельными выводами нагрузки предельное напряжение измеряют у выводных выводов или выводов нагрузки УЗИП. В испытание включают все вспомогательные устройства, например разъединители, лампочки, индикаторы, предохранители и другие части, указанные изготовителем, их подсоединяют последовательно с УЗИП и параллельно с нагрузкой.
c) Измеренное предельное напряжение — это наибольшее значение напряжения при испытаниях, выполняемых по таблице 10 и рисунку 3 соответственно классам испытаний УЗИП.
7.5.1 Процедура испытания по определению наличия в УЗИП коммутирующего элемента
Данное испытание следует проводить только в том случае, когда неизвестна внутренняя конструкция УЗИП. Это испытание проводят только на новом образце.
Для испытаний классов I и II применяют стандартный импульс тока 8/20 величиной Imах или Ipeak по усмотрению изготовителя. При испытаниях класса III используют генератор комбинированной волны с напряжением разомкнутой цепи, равным Uoc, указанному изготовителем.
К УЗИП прикладывают один импульс (для двухвводного УЗИП импульс следует прикладывать к вводным и выводным выводам).
Осциллограмму напряжения снимают с выводов УЗИП (для двухвводного УЗИП измерение напряжения проводят на вводном выводе УЗИП).
Если форма волны напряжения внезапно прервется, считают, что УЗИП содержит коммутирующий элемент.
7.5.2 Процедура испытания по измерению остаточного напряжения с импульсами тока 8/20
a) Импульсы тока длительностью 8/20 прикладывают в такой последовательности пиковых значений: 0,1 In; 0,2 In; 0,5 In; In; 2 In.
Примечание — Если испытание при 2 In превысит Imax устройства, в таком случае последнее испытательное значение должно быть снижено до 1,2 In.

b) Для УЗИП проводят по одному циклу при положительной и отрицательной полярности.
c) В конце прикладывают один импульс Imax или Ipeak в зависимости от того, что прикладывалось к УЗИП перед приложением In, при полярности, которая показала более высокое остаточное напряжение в предыдущих испытаниях.
d) Интервал между отдельными импульсами должен быть достаточным, чтобы образец успел остыть до температуры окружающего воздуха.
e) Для каждого импульса должна быть снята осциллограмма тока и напряжения.
Пиковые (абсолютные) значения должны быть нанесены на график разрядного тока относительно остаточного напряжения. По точкам значений следует начертить соответствующую кривую. На кривой должно быть достаточно точек, чтобы убедиться в отсутствии значительных отклонений до Imax или Ipeak.
f) остаточное напряжение, применяемое для измерения предельного напряжения, по определению является наибольшим на кривой, соответствующей для:
- класса I — до Ipeak или In (берется большее значение);
- класса II — до In.
7.5.3 Процедура испытания по измерению разрядного напряжения импульсным напряжением 1,2/50.
Применяют стандартное импульсное напряжение 1,2/50.
a) К УЗИП прикладывают 10 импульсов каждой амплитуды: пять положительной и пять отрицательной полярности.
b) Интервал между отдельными импульсами должен быть достаточным для охлаждения образца до температуры окружающего воздуха.
c) В предварительных испытаниях выходное напряжение генератора постепенно повышают на 10 % до образования разряда.
d) Выходное напряжение генератора постепенно повышают на 5 %, начиная с последней уставки генератора, когда еще нет разряда, до тех пор, пока при прикладывании всех 10 импульсов (по пять импульсов каждой полярности) не появится разряд. Напряжение на выводах УЗИП должно регистрироваться осциллографом.
e) Измеренное предельное напряжение — это среднее из 10 измеренных (абсолютных) пиковых значений.
7.5.4 Процедура испытания по измерению предельного напряжения комбинированной волной
При проведении этого испытания используют комбинированную волну.
a) Комбинированную волну прикладывают к УЗИП, питаемому сетевым напряжением Uc.
b) К УЗИП, предназначенным исключительно для силовых систем переменного тока, положительные импульсы прикладывают в точке 90° ± 10° и отрицательные импульсы в точке 270° ± 10° на синусоидальной волне напряжения.
c) К УЗИП, предназначенным для систем постоянного тока, прикладывают как положительные, так и отрицательные импульсные разряды. УЗИП питают постоянным током при Uc.
d) Интервал между отдельными импульсами должен быть достаточным для охлаждения образца до температуры окружающего воздуха.
e) Напряжение генератора комбинированной волны устанавливают таким образом, чтобы обеспечить напряжение разомкнутой цепи 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 Uoc, как указано изготовителем УЗИП.
f) С уставками генератора по подпункту е) к УЗИП прикладывают четыре разряда для каждой амплитуды: два положительных и два отрицательных.
g) Для каждого импульса должны быть сняты осциллограммы тока, поданного к УЗИП генератором, и напряжения на выходе УЗИП.
h) Измеренное предельное напряжение — это максимальная величина пикового напряжения, зарегистрированная на протяжении всего испытательного цикла.
7.5.5 Альтернативное испытание комбинированной волной (7.5.4) без развязывающего фильтра
Двухвводныс УЗИП с реактивными составляющими взаимодействуют с реактивными составляющими развязывающего фильтра. Тем самым создаются искусственно заниженные значения измеренного предельного напряжения. В таких случаях применяют альтернативный метод испытания, представленный на рисунке 4.
Для двухвводных УЗИП с реактивными компонентами применяют следующую процедуру испытаний в дополнение к 7.5.4.
a) Испытательный генератор должен иметь схему согласно рисунку 4.
b) Для УЗИП, предназначенных для переменного тока, напряжение постоянного тока составляет Uc , а для УЗИП, предназначенных для постоянного тока, напряжение Uc следует подавать к УЗИП через диод. Импульсы должны прикладываться через диод, газоразрядную трубку или варистор согласно рисунку 4.

Рисунок 4 — Альтернативное испытание на измеренное предельное напряжение

c) Прикладывание импульса должно происходить не ранее чем через 100 мс после замыкания переключателя S1. Подачу напряжения постоянного тока следует прекратить в течение 10 мс после прикладывания импульса.
d) Испытание противоположной полярностью можно провести, изменив на противоположное подсоединение УЗИП к генератору.
с) Интервал между отдельными импульсами должен быть достаточным для охлаждения образца до температуры окружающего воздуха.
f) Напряжение генератора комбинированной волны устанавливают таким образом, чтобы обеспечить напряжение разомкнутой цепи 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 Uoc, как указано изготовителем.
g) С уставками генератора по подпункту f) к УЗИП прикладывают четыре разряда для каждой амплитуды: два положительных и два отрицательных.
h) Для каждого импульса должны быть сняты осциллограммы тока, поданного к УЗИП генератором, и напряжения на выходе УЗИП.
i) Измеренное предельное напряжение — это максимальная величина напряжения, зарегистрированная на выходе УЗИП в течение всего испытательного цикла.

7.6 Испытание в рабочем режиме
Эти испытания применяют только для УЗИП, предназначенных для переменного тока. (Вопрос о УЗИП для постоянного тока — в стадии рассмотрения).
На рисунке 5 представлена схема испытания в рабочем режиме.

Рисунок 5 — Схема испытания в рабочем режиме

7.6.1 Общие положения
При испытании рабочие условия имитируют приложением к УЗИГТ предусмотренного числа специальных импульсов с одновременной подачей максимального длительного рабочего напряжения от источника переменного тока согласно 7.6.3.
Испытание следует проводить на трех новых образцах.
Вначале следует определить измеренное предельное напряжение испытанием по 7.5.
Во избежание чрезмерной нагрузки на образцы испытание по 7.5.2 выполняют только при In, а испытание по 7.5.4 и 7.5.5 — только при Uoc. Для испытания по 7.5.3 следует применять среднее из 10 измеренных пиковых значений.
7.6.2 Предварительные испытания по определению величины сквозного тока
Предварительные испытания призваны определить, действительно ли пиковое значение сквозного тока выше или ниже 500 А.
Если внутренняя конструкция и пиковое значение УЗИП известны, тогда предварительное испытание не требуется.
a) Испытание следует проводить на отдельном образце.
b) Ожидаемый ток короткого замыкания должен быть Iр ³ 1,5 кА при cos j = 0,95-0,05.
c) Образец подсоединяют к источнику напряжения промышленной частоты синусоидального переменного тока. Напряжение промышленной частоты, измеренное на выводах, должно быть максимально приближено к наибольшему длительному рабочему напряжению Uc (допуск минус 5 %). Частота источника напряжения переменного тока должна соответствовать номинальной частоте УЗИП.
d) Сквозной ток должен быть инициирован импульсом 8/20 или комбинированной волной.
e) Пиковое значение должно соответствовать Imax или Ipeak, или Uoc.
f) Импульс тока должен быть инициирован за 60 электрических градусов до пика напряжения промышленной частоты. Его полярность должна совпадать с полярностью полуволны напряжения промышленной частоты, в которой он инициирован.
g) Если в этой точке синхронизации нет сквозного тока, тогда импульс 8/20 подают позже, до появления генерированного сквозного тока, через каждые 10 электрических градусов.
7.6.3 Характеристики источника тока промышленной частоты для предварительного испытания
7.6.3.1 УЗИП со сквозным током ниже 500 А
Испытуемый образец должен быть подключен к источнику напряжения промышленной частоты. Полное сопротивление источника энергии должно быть таким, чтобы при прохождении сквозного тока пиковое значение напряжения промышленной частоты Uc, измеренное на выводах УЗИП, не понижалось более чем на 10 % от его пикового значения.
7.6.3.2 УЗИП со сквозным током свыше 500 А
Испытуемый образец должен быть включен в цепь с напряжением промышленной частоты Uc и ожидаемым током короткого замыкания при отключающей номинальной способности сквозного тока, заданной изготовителем, согласно таблице 11 или 500 А (выбирают большее значение).
7.6.4 Предварительные испытания классов I и II
При испытании прикладывают три группы импульсов тока (по пять импульсов в каждой группе), всего 15 импульсов тока 8/20 положительной полярности. Испытуемые образцы подсоединяют к силовому источнику согласно 7.6.3. Каждый импульс должен быть синхронизирован с промышленной частотой. Начиная от 0°, угол синхронизации повышают через 30° ± 5°. См. рисунок 6.
При испытании УЗИП по классу I прикладывают импульсы тока со значением Ipeak или In (выбирают большее значение).
При испытании УЗИП по классу II прикладывают импульсы тока со значением In.

Рисунок 6 — График предварительного испытания и испытания в рабочем режиме

Интервал между отдельными импульсами составляет 50—60 с, а между труппами импульсов — 25—30 мин.
В интервале между группами импульсов подача питания к испытуемому образцу не требуется.
Ток следует записывать при каждом импульсе. При испытании не должно быть пробоев или перекрытий в образцах.
7.6.5 Испытания в рабочем режиме классов I и II
К УЗИП подают питание Uc от источника напряжения с номинальным током не менее 5 А. Данное испытание проводят с импульсами тока, подаваемыми ступенями до Ipeak (согласно 3.9) или Imax (согласно 3.10) через УЗИП.
После каждого импульса прикладывают в течение 30 мин напряжение промышленной частоты для проверки тепловой стабильности. УЗИП считают термостабильным, если пик активной составляющей Iс или рассеяние энергии постепенно снижаются в течение последних 15 мин прикладывания напряжения Uc.
Импульсы тока положительного заряда соответствующего пикового положительного значения должны инициироваться источником напряжения промышленной частоты для подачи к испытуемому образцу в следующем порядке:
a) один импульс тока при 0,10 (Ipeak или Imax); измерение тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха;
b) один импульс тока при 0,25 (Ipeak или Imax); измерение тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха;
c) один импульс тока при 0,50 (Ipeak или Imax); измерение тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха;
d) один импульс тока при 0,75 (Ipeak или Imax); измерение тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха;
с) один импульс тока при 1,00 (Ipeak или Imax); измерение тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
7.6.6 Критерии соответствия
УЗИП выдержал испытания, если после каждого импульса предварительного испытания и цикла рабочего режима достигнута тепловая стабильность. Кроме этого, любой сквозной ток должен быть самозатухающим. Фиксируемые в процессе испытания значения напряжения и тока, а также визуальный осмотр не должны выявлять пробоев и перекрытий в образцах. Во время испытаний не должно происходить механических повреждений.
К УЗИП следует приложить еще один импульс при In или Uос и подать питание при Uc в течение 30 мин. По истечении этого времени должна быть достигнута тепловая стабильность. После завершения испытательного цикла и после того как образец охладится до температуры, близкой к окружающей, измерение предельного напряжения, которое было проведено в начале испытательного цикла, следует повторить. УЗИП считают выдержавшим испытания, если измеренные значения до и после испытаний ниже или равны Up.
Затем испытуемый образец подсоединяют к источнику напряжения с максимальным длительным рабочим напряжением (Uс) и номинальной частотой.
Испытательный трансформатор должен обеспечивать ток короткого замыкания не менее 200 мА, если иное не указано изготовителем. Измеряют ток, проходящий через испытуемый образец. Его активная составляющая (измеренная на пике синусоиды) не должна быть более 1 мА.
7.6.6.1 УЗИП со сквозным током ниже 500 А
После завершения испытательного цикла и после того, как образец охладится до температуры, близкой к окружающей, измерение предельного напряжения, которое было проведено в начале испытательного цикла, следует повторить.
УЗИП считают выдержавшим испытания, если измеренные значения до и после испытаний не разнятся более чем на ± 10 %. Кроме этого, максимальное разрядное напряжение должно быть ниже Up.
7.6.6.2 УЗИП со сквозным током свыше 500 А
Испытуемый образец охлаждают до температуры, близкой к окружающей, и подключают к источнику напряжения синусоидального переменного тока. Минимальное напряжение переменного тока, измеренное на выводах УЗИП, должно соответствовать двукратному максимальному рабочему напряжению, а частота — номинальной частоте.
Испытательный трансформатор после регулировки до двукратного максимального длительного рабочего напряжения Uc на холостом ходу, если не указано иное изготовителем, должен иметь ток короткого замыкания не менее 200 мА.
Измеряют ток, проходящий через испытуемый образец. Его активная составляющая не должна превышать значение тока утечки 1 мА.
Предельное напряжение должно быть измерено для проверки фактического соответствия уровня напряжения защиты уровню, указанному изготовителем. Кроме того, проверяют, чтобы значение измеряемого предельного напряжения не уменьшилось более чем на 50 % по сравнению с первоначальным значением для гарантии правильности функционирования. В ходе этого испытания не должно быть механических повреждений.
7.6.7 Испытания класса III в рабочем режиме
Для испытания применяют источник напряжения промышленной частоты согласно 7.6.3.
К УЗИП через разделительный конденсатор (см. 7.1.4) подсоединяют генератор комбинированной волны. Допуск на параметры волны, как указано в таблице 4, приведен для точки подсоединения УЗИП. Значение Uос указывает изготовитель.
УЗИП проходит предварительное испытание по процедуре испытания согласно 7.6.4. В данном испытании номинальный разрядный ток заменяют значениями Uос.
Импульсный ток следует инициировать при пиковом значении соответствующего полупериода и одинаковой полярности с напряжением промышленной частоты.
Испытание в рабочем режиме выполняют согласно 7.6.5, используя генератор комбинированной волны со следующими уставками Uoc:
a) по одному положительному и отрицательному импульсу при 0,10 Uoc; проверка тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
b) по одному положительному и отрицательному импульсу при 0,25 Uoc; проверка тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
c) по одному положительному и отрицательному импульсу при 0,50 Uoc; проверка тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
d) по одному положительному и отрицательному импульсу при 0,75 Uoc; проверка тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
e) по одному положительному и отрицательному импульсу при 1,00 Uoc; проверка тепловой стабильности; охлаждение до температуры окружающего воздуха.
УЗИП считают выдержавшим испытания, если он соответствует критериям оценки 7.6.6.

7.7 Разъединители УЗИП и безопасная работоспособность УЗИП при перегрузке
Общие положения
Испытания следует проводить на каждом УЗИП. Испытания выполняют для защиты каждого вида, каждый раз на новых образцах.
7.7.1 Испытания разъединителей УЗИП на устойчивость к рабочему режиму
Разъединители УЗИП проверяют в ходе испытаний в рабочем режиме (см. 7.6), при этом они не должны подвергаться операции «включение—отключение» и должны быть в рабочем состоянии после испытаний.
7.7.2 Испытание тепловой стабильности УЗИП
7.7.2.1 Испытание на термостойкость
УЗИП выдерживают в нагревательной камере 24 ч при температуре (80±5) °С. Ни один внутренний разъединитель не должен в это время сработать.
7.7.2.2 Испытание на тепловую стабильность
Условия испытаний
Любой коммутационный элемент напряжения должен быть накоротко замкнут медной проволокой такого диаметра, который бы не позволил ей расплавиться в процессе испытаний.
Испытание следует проводить на защите каждого вида; тем не менее, когда виды защиты идентичны, допускается проведение испытания на защите того вида, который представляет наиболее неблагоприятную конструкцию. Процедура испытаний устанавливает два варианта:
- для УЗИП, содержащих только ограничивающие напряжение элементы, применяют процедуру а);
- для УЗИП, содержащих как ограничивающие, так и коммутирующие напряжение элементы, применяют процедуру b).
a) Процедура испытаний для УЗИП, не имеющего коммутирующего элемента, включенного последовательно с другими элементами
Испытуемые образцы подсоединяют к источнику промышленной частоты.
Напряжение должно быть достаточно высоким, чтобы через УЗИП проходил ток. Для этого испытания ток устанавливают на постоянное значение. Ток повышают поэтапно с точностью ±10 % до следующих значений: 2, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640, 1000 мА (действующие значения или соответствующие пиковым).
Точка отсчета может меняться от 2 мА до максимального рассеивания энергии элемента, если оно известно.
Каждый этап продолжают до достижения тепловой стабильности (например, изменение температуры менее чем на 2 К в течение 10 мин).
Во время испытания постоянно измеряют температуру на поверхности в самой горячей точке УЗИП (только для УЗИП со свободным доступом) и ток, проходящий через УЗИП (самую горячую точку УЗИП можно определить пробным испытанием либо измерением температуры в нескольких точках).
Испытание прерывают, если разъединитель УЗИП сработает. Напряжение далее не должно повышаться во избежание вывода из строя разъединителя.
Если напряжение на выводах УЗИП становится ниже, чем Uс, тогда Uс поддерживают в течение 15 мин, а ток прекращают регулировать. Для этой цели необходим источник промышленной частоты с током короткого замыкания, который бы не ограничивал ток до тех пор, пока не сработает какой-либо разъединитель.
Наибольшее значение тока не должно превышать максимально установленного значения тока короткого замыкания, которое способен выдержать разъединитель.
b) Процедура испытания для УЗИП, содержащего коммутирующие элементы, включенные последовательно с другими элементами
Коммутирующие элементы замыкают накоротко последовательно с другими элементами. Процедура испытания следующая.
К УЗИП подают питание Uc от силового источника с током короткого замыкания, достаточно высоким, чтобы отключить защиту от сверхтока или разъединитель сверхтока, как указано изготовителем.
Если не протекает значительный ток, применяют процедуру испытания а), но при короткозамкнутых коммутирующих элементах.
Если УЗИП содержит более одного разъединителя на защиту одного вида, процедуру испытания продолжают до тех пор, пока все разъединители не сработают.
Критерии соответствия
УЗИП внутренней установки. Температура на поверхности УЗИП всегда должна быть ниже 120 °С во время испытания и ниже 80 °С спустя 5 мин после срабатывания разъединителя.
Примечание — Значения температур 120 и 80 °С — на рассмотрении.

УЗИП наружной установки. Не должно быть признаков горения или выброса горячих частиц из частей УЗИП.
Доступные УЗИП. После испытания УЗИП со степенью защиты, равной или выше IP2X, не должны иметь частей, находящихся под напряжением, которых можно коснуться стандартным испытательным щупом, прикладываемым с усилием 5 Н (см. ГОСТ 14254), кроме тех, которые доступны, когда УЗИП установлен как для нормальной эксплуатации.
Когда срабатывает разъединитель, должна быть очевидна эффективность и необратимость отключения УЗИП. Для проверки этого следует в течение 1 мин приложить напряжение промышленной частоты, равное 2Uc. Протекающий ток не должен превышать 0,5 мА (действующее значение).
7.7.3 Испытание на способность выдерживать ток короткого замыкания в сочетании с защитой от сверхтока, если имеется
Условия испытания
Характеристику источника промышленной частоты — ожидаемый ток короткого замыкания и коэффициент мощности на выводах УЗИП — приводит изготовитель согласно таблице 11. Испытательное напряжение устанавливают равным Uc.

Таблица 11 — Ожидаемый ток короткого замыкания и коэффициент мощности

Испытуемый образец следует устанавливать согласно указаниям изготовителя.
УЗИП, его разъединители и защита от сверхтока должны быть размещены в прямоугольном деревянном ящике, на расстоянии (50±5) см от его стенок. Внутренние поверхности ящика покрывают папиросной бумагой или марлей. Одну из стенок ящика (кроме дна) оставляют открытой для того, чтобы можно было подсоединять согласно инструкции изготовителя подводящие кабели.
Примечания
1 Папиросная бумага должна быть тонкой, мягкой, достаточно прочной, плотностью 12—25 г/м².
2 Марля должна быть плотностью приблизительно 29—30 г/м² с переплетением 13x11 нитей в 1 см².

Подготовка образца
Для УЗИП, содержащих только один нелинейный элемент, и УЗИП, содержащих несколько нелинейных элементов, но соединенных последовательно, каждый элемент УЗИП, ограничивающий (см. 3.5) и коммутирующий (см. 3.4) напряжение, следует заменить на подходящие металлические (например, медные) блоки (макеты), гарантирующие неизменность внутренних соединений, их поперечного сечения, окружающих материалов (например, смол) и упаковки.
Для УЗИП с нелинейными элементами, соединенными параллельно, следует подготовить, как описано выше, отдельные комплекты — по три образца для каждого токового пути УЗИП, который содержит один или больше нелинейных элементов.
Примечание — Образцы, подготовленные согласно вышеуказанным требованиям, должен поставить изготовитель.

Процедура испытания
Образец подсоединяют к источнику промышленной частоты в соответствии с таблицей 11, испытательное напряжение устанавливают равным Uc. Испытание проводят трижды. Если заменяемый или взводимый внутренний или внешний разъединитель срабатывает, то соответствующий разъединитель следует заменять или взводить каждый раз. Если разъединитель не может быть заменен или взведен, испытание прекращают.
Критерии соответствия
Во время испытания ток короткого замыкания должен быть отключен в течение 5 с. В ходе испытания папиросная бумага или марля не должны загореться. Кроме того, не должно произойти взрыва, а также не должны иметь место другие обстоятельства, опасные для персонала и оборудования.
Доступные УЗИП. После испытания УЗИП со степенью защиты, равной или выше IP2X, не должны иметь частей, находящихся под напряжением, которых можно коснуться стандартным испытательным щупом, прикладываемым с усилием 5 Н (см. ГОСТ 14254), кроме тех, которые доступны, когда УЗИП установлен как для нормальной эксплуатации.
Когда срабатывает разъединитель, должна быть очевидна эффективность и необратимость отключения УЗИП. Для проверки этого следует в течение 1 мин приложить напряжение промышленной частоты, равное Uс, к отключенным разъединителем. Протекающий ток не должен превышать 0,5 мА (действующее значение).
7.7.4 Испытание на повреждающее временное перенапряжение (ВПН)
Испытание применяют к УЗИП с соединенными вместе выводами питания и заземления, для которого изготовитель устанавливает режим безопасного повреждения в аномальных условиях ВПН, описанных в ГОСТ Р МЭК 50571.19.
При испытании используют новые образцы, оснащенные как для нормальной эксплуатации согласно указаниям изготовителя.
УЗИП помещают в прямоугольный деревянный ящик на расстоянии (50±5) см от его стенок. Внутреннюю поверхность ящика покрывают папиросной бумагой или марлей. Одну из стенок ящика (кроме дна) оставляют открытой для того, чтобы можно было подсоединять согласно инструкции изготовителя подводящие кабели.
Выводы питания УЗИП соединяют вместе и затем между точкой соединения и выводом заземления прикладывают временное перенапряжение.
Подают кратковременные перенапряжения, значения которых указаны в ГОСТ Р МЭК 50571.19, в зависимости от типа системы, длительностью 200 мс с предельным испытательным током 300 А (действующее значение). Значения перенапряжения могут меняться в зависимости от требований национальных норм.
В ходе испытания папиросная бумага или марля не должны воспламениться.
После испытания УЗИП может быть в неудовлетворительном состоянии. Корпус устройства со степенью защиты, равной или выше IP20, не должен быть поврежден до такого состояния, чтобы части, находящиеся под напряжением, стали доступны для прикосновения стандартным испытательным щупом.
7.7.5 Испытание на собственные потребляемую мощность и ток утечки
УЗИП подсоединяют к источнику напряжения при его максимальном длительном рабочем напряжении Uс согласно инструкциям изготовителя. Измеряют кажущуюся мощность, потребляемую УЗИП. Измеряют ток утечки, протекающий через вывод РЕ.
Примечания
1 Если изготовителем допускается более одной схемы подключения УЗИП, тогда испытание проводят для каждой схемы.
2 Измеряют фактическое действующее значение тока.

7.7.6 Проверка характеристики ВПН (см. рисунок 7)
7.7.6.1 Методы испытания
Следует использовать новые образцы, оснащенные как при нормальной эксплуатации согласно указаниям изготовителя.
УЗИП помещают в прямоугольный деревянный ящик на расстоянии (50±5) см от его стенок. Внутреннюю поверхность ящика покрывают папиросной бумагой или марлей. Одну из стенок ящика (кроме дна) оставляют открытой для того, чтобы можно было подсоединять согласно инструкции изготовителя подводящие кабели.
Испытуемый образец должен быть подсоединен на tT = 5-0,25 с к источнику напряжения промышленной частоты Uт (допуск минус 5 %). Источник напряжения должен быть либо с достаточно высокой токовой способностью (для гарантии, что напряжение на выводах УЗИП не упадет ниже 95 % UT в ходе испытания), либо по значению равным указанному выдерживаемому току короткого замыкания УЗИП (выбирают меньшее значение).
Спустя 100 мс или раньше после прикладывания UT на испытуемый образец в течение 30 мин подают напряжение, равное Uc (допуск минус 5 %) с той же токовой характеристикой источника.

 U1 равен ВПН согласно таблице В.1
 U2 = Uc (допуск минус 5 %)

Рисунок 7 — Пример и диаграмма во времени испытательной цепи для проверки характеристики ВПН

7.7.6.2 Критерии соответствия
a) Режим повреждения ВПН
Если изготовитель задает режим повреждения ВПН при заданном(ых) значении(ях) UT, папиросная бумага или марля не должна воспламеняться в ходе испытания.
Корпус устройства со степенью защиты, равной или выше IP20, не должен быть поврежден до такого состояния, чтобы части, находящиеся под напряжением, стали доступны для касания стандартным испытательным щупом.
Если разъединитель срабатывает, должна быть очевидна эффективность и необратимость отключения устройства. Для проверки этого следует в течение 1 мин подать напряжение промышленной частоты, равное Uc. Протекающий ток не должен превышать 0,5 мА (действующее значение).
b) Характеристика устойчивости к ВПН
Если изготовитель задает характеристику устойчивости к ВПН при заданном значении UT, УЗИП только тогда считают выдержавшим испытания, когда будут выполнены следующие дополнительные условия:
- УЗИП имеет тепловую стабильность в период подачи Uc, УЗИП считают термостабильным, если пиковое значение активной составляющей Iс или рассеивание энергии не возрастает в последние 15 мин прикладывания напряжения Uc;
- после того как испытуемый образец охладится до температуры, близкой к окружающей, следует определить предельное напряжение испытанием, описанным в 7.5, проверив, действительно ли сохраняется уровень напряжения защиты, указанный изготовителем. Испытание по 7.5.2 выполняют только при In, а испытания по 7.5.4 и 7.5.5 — только при Uoc. Вспомогательные цепи, например индикаторы положения, должны быть в рабочем состоянии.
Осмотр испытуемого образца не должен выявить повреждений.

7.8 Испытание двух- и одновводных УЗИП с раздельными вводными и выводными выводами
7.8.1 Испытание на регулировку напряжения
Напряжение Uс подают через вводной зажим, и оно должно быть постоянным с допуском минус 5 %. Испытание следует проводить с номинальным током при активной нагрузке. Входное и выходное напряжения измеряют одновременно с подключенной нагрузкой. Определяют регулировку напряжения (DU) в процентах по формуле
Данное значение должно быть зарегистрировано и соответствовать заявленному изготовителем.
7.8.2 Номинальный ток нагрузки IL
К УЗИП подают питание, как в 7.8.1, при температуре окружающего воздуха с помощью кабеля минимального сечения, указанного в 7.3.1. Ток нагрузки должен устанавливаться по номинальному току нагрузки, указанному изготовителем. Принудительное охлаждение УЗИП недопустимо.
УЗИП считают выдержавшим испытание, если его оболочка достигла тепловой стабильности и температура частей, доступных при нормальной эксплуатации, не более чем на 40 К превышает температуру окружающего воздуха помещения (см. 2.1).
7.8.3 Испытание на способность выдерживать короткое замыкание со стороны нагрузки при наличии разъединителей УЗИП (их наличие определяет изготовитель)
Повторяют испытание по 7.7.3, но без замкнутых накоротко элементов. Однако все выводы нагрузки замыкают накоротко проводником наибольшего сечения (из указанных в 7.3.1) и длиной 500 мм.
Критерии соответствия
В ходе испытания ток короткого замыкания следует отключить в течение 5 с. Во время испытания папиросная бумага или марля не должна воспламениться. Кроме того, не должно произойти взрыва, а также не должны иметь место другие обстоятельства, опасные для персонала и оборудования.
Доступное УЗИП. После испытания УЗИП со степенью защиты, равной или выше IP2X, не должны иметь частей, находящихся под напряжением, которых можно коснуться стандартным испытательным щупом, прикладываемым с усилием 5 Н (см. ГОСТ 14254). Если внутренний разъединитель не сработал, УЗИП должно выполнить требования 7.4.1 и 7.5. Если внутренний разъединитель сработал, должна быть очевидна эффективность и необратимость отключения.
Для проверки факта отключения необходимо предпринять следующие меры:
a) убедиться в том, что на выводных зажимах нет напряжения;
b) приложить напряжение промышленной частоты, равное 2UС, между соответствующими вводными и выводными выводами в течение 1 мин, при этом протекающий ток не должен превышать 0,5 мА (действующее значение).
Испытанию должны подвергаться все вспомогательные части, включенные последовательно с УЗИП, как указано изготовителем.
7.8.4 Способность выдерживать перенапряжение со стороны нагрузки
Для этого испытания прикладывают 15 импульсов тока 8/20 или 15 импульсов комбинированной волны с напряжением разомкнутой цепи Uoc, равным значению соответствующему его способности выдерживать перенапряжение со стороны нагрузки, указанной изготовителем. Импульсы прикладывают тремя группами (по пять импульсов в каждой группе) к выходным выводам испытуемого образца. На УЗИП подают Uc от источника напряжения с номинальным током не менее 5 А. Каждый импульс должен быть синхронизирован по отношению к промышленной частоте. Начиная от 0°, угол синхронизации должен увеличиваться через 30°±5°.
Интервал между импульсами составляет 50—60 с, а между группами импульсов — 25—30 мин.
Испытуемый образец должен находиться под напряжением в течение всего цикла испытаний. Напряжение на выходных выводах должно регистрироваться.
Критерии соответствия
УЗП считают выдержавшим испытание, если требования 7.6.6 выполнены.

7.9 Дополнительные испытания
Проводят для определения критерий безопасности.
7.9.1 Переносные УЗИП с гибкими кабелями и шнурами и их крепление
7.9.1.1 Переносные УЗИП должны быть снабжены анкерным креплением шнура, чтобы проводники были свободны от натяжения, скручивания, когда они подсоединены к выводам или концам, а их покрытие должно быть защищено от истирания.
Оплетка, если имеется, должна быть прикреплена к анкерному креплению шнура.
Соответствие проверяют осмотром.
7.9.1.2 Эффективность удерживания проверяют следующим испытанием с помощью установки, представленной на рисунке 8.

1 — эксцентрик; 2 — ручка привода; 3 — вилка; 4 — шнур или кабель; 5 — груз

Рисунок 8 — Установка для испытания крепления шнура

УЗИП с несъемным шнуром испытывают в состоянии поставки; испытание выполняют на новых образцах.
УЗИП с заменяемым кабелем испытывают с кабелем номинального сечения, указанного изготовителем.
Проводники гибкого кабеля или шнура разборных кабелей вводят в зажимы, винты затягивают так, чтобы зафиксировать положение проводника.
Анкерное крепление шнура используют, как обычно; зажимные винты, если имеются, затягивают вращающим моментом, равным 2/3 от указанного в таблице 12.

Таблица 12 — Требования к затягиванию зажимных винтов

После сборки образца его части должны быть точно подогнаны, при этом не должно быть возможным протолкнуть кабель или шнур в образец на сколько-нибудь значительное расстояние.
Образец помещают в испытательную установку так, чтобы оси кабеля или шнура располагались вертикально относительно места их ввода в образец.
Затем кабель или шнур подвергают стократному натяжению с усилием:
60 Н, если номинальный ток не более 16 А, а номинальное напряжение до 250 В включительно;
80 Н, если номинальный ток не более 16 А, а номинальное напряжение свыше 250 В;
100 Н, если номинальный ток свыше 16 А.
Растягивающие усилия прикладывают без рывков, каждый раз в течение 1 с.
Следует следить за тем, чтобы усилие распределялось равномерно на все части кабеля (жилы, изоляцию и оплетку).
После испытания кабель или шнур не должны сместиться более чем на 2 мм. Для разборных устройств концы проводников не должны заметно смещаться в выводах; для неразборных устройств не должно быть обрывов электрических соединений.
Для измерения продольного смещения до начала испытания на вытягивание на кабеле или шнуре, приблизительно на расстоянии 20 мм от конца образца или анкерного крепления, ставят метку. Если в устройствах с неразборными шнурами нет четко обозначенного конца образца или анкерного крепления, дополнительную метку ставят на корпусе образца.
После испытания смещение метки на кабеле или шнуре относительно образца или анкерного крепления измеряют в состоянии натяжения кабеля или шнура.
7.9.1.3 Неразборные УЗИП должны быть снабжены гибким кабелем или шнуром, соответствующим стандартам серий ГОСТ Р МЭК 60227 или ГОСТ Р МЭК 60245, площадь сечения проводников которых подходит для максимальных параметров УЗИП и согласованного с ним оборудования.
Соответствие проверяют осмотром, измерением и проверкой правильности применения гибких кабелей и шнуров согласно требованиям стандартов серий ГОСТ Р МЭК 60227 и ГОСТ Р МЭК 60245 (что применимо).
7.9.1.4 В неразборных УЗИП гибкий кабель или шнур конструктивно должны быть защищены от чрезмерного изгиба в месте их ввода в устройство.
Ограничители, предназначенные для этой цели, должны быть выполнены из изоляционного материала и надежно закреплены.
Спиральные металлические пружины, оголенные или покрытые изоляционным материалом, не следует применять в качестве ограничителей от изгиба проводников.
Соответствие проверяют осмотром и испытанием на изгиб в установке, представленной на рисунке 9.

1 — образец; 2 — устройство для крепления образца; 3 — груз

Рисунок 9 — Установка для испытания на изгиб

Испытание выполняют на новых образцах.
Образец прикрепляют к колебательному механизму установки таким образом, чтобы при нахождении образца в среднем положении ось гибкого кабеля или шнура в месте ввода в образец находилась в вертикальном положении, проходя через ось колебания.
Изменяя расстояние между закрепленной частью колебательного механизма и осью колебания, образец располагают так, чтобы шнур совершал минимальное боковое движение, а качающийся механизм испытательной установки проходил свою полную траекторию.
С целью быстрого определения опытным путем во время испытания монтажного положения шнура с минимальным боковым движением, установка для испытания на изгиб должна быть устроена так, чтобы разные опоры для монтажа устройств на колебательном механизме легко регулировались.
К кабелю или шнуру подвешивают груз так, чтобы прикладываемое усилие составляло:
20 Н — для устройств с номинальным сечением кабелей или шнуров свыше 0,75 мм²;
10 Н — для остальных устройств.
По проводникам пропускают ток, равный номинальному току устройства, или следующий ток (выбирают меньшее значение):
16 А — для устройств с кабелями или шнурами номинального сечения свыше 0,75 мм²;
10 А — для устройств со шнурами номинального сечения 0,75 мм²;
2,5 А — для устройств со шнурами номинального сечения менее 0,75 мм².
Напряжение между проводниками равно номинальному напряжению образца.
Колебательный механизм отклоняется на 90° (45° в каждую сторону от вертикали), число изгибов — 10000 с частотой 60 изгибов в минуту.
Один изгиб составляет одно движение либо вперед, либо назад.
После 5000 изгибов образцы с кабелями или шнурами круглого сечения поворачивают на 90° в колебательном механизме; образцы с плоскими шнурами изгибают только в направлении, перпендикулярном к оси проводника.
Во время испытания на изгиб не должно быть:
- прерывания тока;
- коротких замыканий между проводниками.
Считают, что произошло короткое замыкание между проводниками гибкого кабеля или шнура, если ток достиг значения, равного двукратному испытательному току устройства.
Падение напряжения между каждым контактом и соответствующим проводником с пропускаемым испытательным током, равным номинальному, не должно превышать 10 мВ.
После испытания ограничитель, если он имеется, не должен отделяться от корпуса, а изоляция гибкого кабеля или шнура не должна иметь признаков истирания или износа; разорванные проволоки проводников не должны прокалывать изоляцию и становиться доступными.
7.9.2 Механическая прочность
7.9.2.1 УЗИП должны обладать соответствующей механической прочностью, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие в ходе установки и эксплуатации.
Соответствие проверяют следующими испытаниями.
Образцы подвергают ударам с помощью ударной испытательной установки, как показано на рисунке 10.

а — Испытательная установка

1 — шарнир; 2 — стальная трубка; 3 — рама; 4 — образец; 5 — монтажный крепеж;
Н — высота падения

b — Ударный элемент маятникового молотка

Материалы:
деталь 1 — полиамид;
детали 2—5 — сталь марки Fe 360
Рисунок 10 — Ударная испытательная установка

Ударный элемент имеет полусферическую поверхность с радиусом 10 мм, выполнен из полиамида твердостью 100 НRC и имеет массу (150± 1) г.
Он жестко закреплен на нижнем конце стальной трубки, внешний диаметр которой 9 мм, а толщина стенок 0,5 мм, которая шарнирно закреплена в верхней части так, что качается только в вертикальной плоскости.
Ось шарнира расположена на высоте (1000±1) мм над осью ударного элемента.
Твердость по Роквеллу ударного элемента определяют с помощью стального шарика диаметром (12,700±0,0025) мм, вдавливаемого с начальной нагрузкой (100±2) Н и максимальной нагрузкой (500±2,5) Н в головку ударного элемента.
Примечание — Дополнительную информацию, касающуюся определения твердости пластических масс по Роквеллу, см. ИСО 2039-2 14].

Конструкция установки такова, что для удержания трубки в горизонтальном положении к поверхности ударного элемента следует прикладывать усилие 1,9—2,0 Н.
Образцы устанавливают на листе фанеры толщиной 8 мм, площадью 175 мм², прикрепленном в верхнем и нижнем углах к жестким кронштейнам.
Переносные УЗИП испытывают как стационарные, и с помощью вспомогательных средств их прикрепляют к листу фанеры.
Монтажная опора должна иметь массу (10±1) кг и должна быть установлена на жесткой раме.
Монтажная конструкция должна быть такой, чтобы:
- образец мог быть так размещен, что точка удара лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось подвески;
- образец мог быть смещен в горизонтальном направлении и повернут вокруг оси, перпендикулярно поверхности фанеры;
- лист фанеры мог поворачиваться вокруг вертикальной оси.
УЗИП скрытой установки монтируют в углублении, сделанном в бруске из дерева (твердых пород) или материала с аналогичными механическими характеристиками, который прикреплен к листу фанеры (УЗИП в собственных монтажных коробках не испытывают).
При использовании деревянного бруска направление волокон в нем должно быть перпендикулярно к направлению удара.
УЗИП скрытой установки с винтовым креплением должны быть прикреплены с помощью винтов к кронштейнам, углубленным в брусок.
УЗИП скрытой установки с креплением шипами должны быть прикреплены к бруску с помощью шипов.
Перед нанесением ударов крепежные винты оснований и крышек затягивают, прикладывая вращающий момент, равный 2/3 от указанного в таблице 12.
Образцы устанавливают так, чтобы точка удара лежала в вертикальной плоскости, проходящей через ось шарнира.
Ударный элемент должен свободно падать с высоты Н, указанной в таблице 13.

Таблица 13 — Высота падения ударного элемента

Высота падения определяется частью образца, наиболее выступающей над монтажной поверхностью. Это касается всех частей образца, за исключением частей А.
Высота падения — это расстояние по вертикали между положением контрольной точки, когда маятник свободен, и положением этой же точки в момент удара.
Контрольную точку наносят на поверхность ударного элемента в месте, где линия, проходящая через точку пересечения осей стальной трубки маятника и ударного элемента и перпендикулярная к плоскости, в которой лежат эти оси, пересекается с поверхностью ударного элемента.
По образцам наносят удары, равномерно распределяя их по образцу. Удары наносят в местах, где имеются отверстия, вскрываемые при монтаже (например, розетки).
Удары наносят в следующем порядке:
- пять ударов — для частей А, при чем один удар наносят в центр. После того как образец был перемещен горизонтально, наносят по одному удару в самые неблагоприятные точки между центром и краями; после того как образец был повернут на 90° вокруг оси, перпендикулярной к поверхности фанеры, наносят по одному удару в подобные точки;
- четыре удара — для частей В (насколько это применимо), С и D:
один удар по одной стороне образца после того как лист фанеры был повернут на 60°, и один удар по другой стороне образца после того как он был повернут на 90° вокруг оси, перпендикулярной к листу фанеры, при неизменном его положении;
по одному удару по каждой из двух оставшихся сторон образца при повороте листа фанеры на 60° в противоположном направлении.
После испытания образец не должен иметь повреждений, нарушающих требования настоящего стандарта. В частности, части, находящиеся под напряжением, не должны стать доступны для касания стандартным испытательным щупом.
Повреждение отделки, мелкие трещины, которые не снижают расстояний утечки и воздушных зазоров, мелкие зазубрины, не влияющие пагубно на защиту от поражения электрическим током или от проникновения воды, во внимание не принимают.
Трещины, не видимые без применения увеличительных приборов, поверхностные трещины на штампованной волоконной поверхности и г. п. во внимание не принимают.
7.9.2.2 Переносные УЗИП испытывают во вращающемся барабане, показанном на рисунке 11.

1 — деревянный брусок; 2 — стальная плита; 3 — резиновый уголок; 4 — лист, ламинированный пластиком

Корпус барабана выполнен из листовой стали толщиной 1,5 мм.
Рисунок 11 — Вращающийся барабан

Разборные УЗИП оснащают гибким кабелем или шнуром, указанным изготовителем, со свободным концом длиной приблизительно 100 мм.
Винты выводов и сборочные винты затягивают моментом, равным 2/3 от указанного в таблице 12.
Неразборные УЗИП испытывают в состоянии поставки, гибкий кабель или шнур обрезают так, чтобы свободный конец длиной приблизительно 100 мм выступал из устройства.
Образцы сбрасывают с высоты 500 мм на стальную плиту толщиной 3 мм, число падений в зависимости от массы образца должно быть следующим:
1000, если масса образца без кабеля или шнура не превышает 100 г;
500, если масса образца без кабеля или шнура свыше 100 г, но не более 200 г;
100, если масса образца без кабеля или шнура свыше 200 г.
Барабан вращается с частотой 5 мин-1; таким образом происходит 10 падений в минуту. Одновременно в барабане испытывают только один образец.
После испытания образцы не должны иметь следов повреждения. В частности:
- ни одна часть не должна быть разъединена или ослаблена;
- не должно быть возможности коснуться частей, находящихся под напряжением, даже с помощью стандартного испытательного щупа, прикладываемого с усилием не более 10 Н.
При проверке после испытания особое внимание следует уделить подсоединению гибких кабелей или шнуров. Допускается поломка мелких частей при условии, что не нарушена защита от поражения электрическим током.
Повреждением отделки и мелкими зазубринами, не снижающими расстояний утечки или воздушных зазоров, можно пренебречь.
Измеренное предельное напряжение следует определять испытаниями по 7.5.
Испытание по 7.5.2 проводят только при In, а испытания по 7.5.4 и 7.5.5 только при Uoc.
Для испытания по 7.5.3 следует применять максимум 10 измеренных пиковых значений.
Образец считают выдержавшим испытание, если измеренное предельное напряжение ниже или равно Up.
Затем испытуемый образец подключают к источнику напряжения с максимальным длительным рабочим напряжением Uc при номинальной частоте. Испытательный трансформатор должен иметь ток короткого замыкания не менее 200 мА, если изготовителем не предусмотрено другое значение. Измеряют ток, протекающий через испытуемый образец. Его активная составляющая, измеренная на пике синусоиды, не должна превышать 1 мА.
7.9.3 Термостойкость
7.9.3.1 В течение 1 ч УЗИП выдерживают в нагревательном шкафу при температуре (100±2) °С. Изолирующий компаунд, применяемый во внутреннем механизме, не должен вытечь в значительном количестве. После охлаждения испытуемого образца, установленного как при нормальной эксплуатации, части, находящиеся под напряжением, не должны быть доступны для прикосновения стандартным испытательным щупом, прикладываемым с усилием не более 5 Н.
Считают, что УЗИП выдержало испытания, даже если разъединитель УЗИП разомкнулся.
7.9.3.2 Наружные части УЗИП из изоляционного материала подвергают испытанию давлением стального шарика с помощью установки, показанной на рисунках 12а и 12b.

1 — испытуемый образец; 2 — стальной шарик; 3 — груз; 4 — опора для образца

Рисунок 12а — Установка для испытания давлением шарика

Рисунок 12b — Нагрузочный стержень для испытания давлением шарика

Части из изоляционного материала, поддерживающие токоведущие части и части цепи заземления, испытывают в нагревательном шкафу при температуре (125±2) °С.
Части из изоляционного материала, не поддерживающие токоведущие части и части цепи заземления, даже контактирующие с ними, испытывают при температуре (70±2) °С.
Испытуемый образец соответствующим образом размещают, его поверхность располагается горизонтально, а стальной шарик диаметром 5 мм давит на поверхность с усилием 20 Н.
Спустя 1 ч шарик снимают и образец погружают в холодную воду на 10 с. Температуру образца снижают до температуры окружающего воздуха.
Измеряют диаметр оттиска шарика, он не должен превышать 2 мм.
Примечание — Керамические части этому испытанию не подлежат.

7.9.4 Стойкость к чрезмерному нагреву и огню
Согласно разделам 4—10 МЭК 60695-2-1/1 [5] проводят испытание раскаленной проволокой при соблюдении следующих условий:
- для наружных частей УЗИП из изоляционного материала, поддерживающих токоведущие части и части защитной цепи, испытание проводят при температуре (850±15) °С;
- для других наружных частей из изоляционного материала испытание проводят при температуре (650±10) °С.
Для целей настоящего испытания основания УЗИП наружной установки считают наружными частями.
Испытание не проводят на частях из керамического материала.
Если изолирующие части выполнены из одинакового материала, испытание проводят только на одной из этих частей согласно соответствующей температуре испытания раскаленной проволокой.
Испытание проводят для гарантии того, что раскаленная проволока в заданных испытательных условиях не вызовет возгорания изоляционных частей, или часть из изоляционного материала, которая может воспламениться, будет гореть ограниченное время, а огонь не перейдет в постоянное пламя и не вызовет выпадения горящих частей и частиц из испытуемой части.
Испытание проводят на одном образце.
В случае сомнения испытание повторяют еще на двух образцах.
Испытание проводят прикладыванием раскаленной проволоки один раз.
Для испытания образец должен быть помещен в самое неблагоприятное положение, которое возможно в предполагаемых условиях эксплуатации (испытуемая поверхность — в вертикальном положении).
Петлю раскаленной проволоки прикладывают к заданной поверхности испытуемого образца с учетом условий предполагаемой эксплуатации, при которых нагревательный или накаляемый элемент может войти в контакт с образцом.
Считают, что образец прошел испытание раскаленной проволокой, если
- отсутствует видимое пламя или устойчивое свечение, или
- пламя и раскаленные части на образце угасают в течение 30 с после удаления раскаленной проволоки.
При испытании раскаленной проволокой под образец подкладывают сосновую доску, обернутую папиросной бумагой.
7.9.5 Проверка воздушных зазоров и расстояний утечки
Расстояния между электродами искровых разрядников не учитывают при определении воздушных зазоров и расстояний утечки.
7.9.5.1 УЗИП наружной установки
Воздушные зазоры и расстояния утечки между частями, находящимися под напряжением, и землей не могут быть меньших значений, указанных в таблице 14.

Таблица 14— Воздушные зазоры и расстояния утечки для УЗИП наружной установки

Размеры в миллиметрах

7.9.5.2 УЗИП внутренней установки
Воздушные зазоры и расстояния утечки не должны быть меньше значений, указанных в таблице 15.

Таблица 15 — Воздушные зазоры и расстояния утечки для УЗИЛ внутренней установки

7.9.5.2.1 Испытание. Измерения
Измерения выполняют без проводников, а также с проводниками наибольшего сечения, указанного изготовителем. Гайки и винты с эксцентричными головками считают самыми неудобными для затягивания. Если имеется перегородка, то воздушный зазор измеряют через перегородку; если перегородка состоит из двух частей, не соединенных вместе, воздушный зазор измеряют через разделительный зазор. Расстояния через щели или отверстия в наружных частях вне изоляционного материала измеряют по металлической фольге по касательной поверхности; для этого фольгу не заправляют в отверстия. С помощью испытательного щупа (см. 7.9.1) ее следует заправить в углы.
В случае, если на пути утечки встречается углубление, его профиль принимают во внимание только в том случае, когда его ширина не менее 1 мм; углубления менее 1 мм учитывают только по ширине.
Если имеется перегородка, состоящая из двух частей, не склеенных вместе, расстояние утечки измеряют через разделительный зазор. Если воздушный просвет между частью, находящейся под напряжением, и перегородкой с монтируемыми поверхностями менее 1 мм, то принимают во внимание расстояние только через разделяющую поверхность, которую тогда считают расстоянием утечки. Если же нет, то полное расстояние, иными словами, суммарное значение воздушного просвета и расстояния по разделяющей поверхности считают воздушным зазором. Если металлические части покрыты самоотвердывающей смолой слоем толщиной 2 мм или изолированы, то расстояния утечки и воздушные зазоры испытанию напряжением по 7.9.8 не подвергают.
7.9.5.2.2 Литье не должно выходить за край пресс-формы, литьевая масса должна плотно прилегать к стенкам полости, а металл должен распределяться в ней равномерно. Испытание проводят попыткой отделить литьевую массу без помощи инструмента.
7.9.6 Трекингостойкость
Испытание не проводят, если изоляционный материал керамический или расстояния утечки как минимум в два раза превышают значения, указанные в 7.9.5.
Испытание — по ГОСТ 27473, критерий А, испытательное напряжение 175 В.
7.9.7 Сопротивление изоляции
Испытание — по ГОСТ Р 50345.
7.9.7.1 Испытуемые образцы должны быть подготовлены следующим образом.
Дополнительные вводные отверстия для кабелей, если имеются, оставляют открытыми; если имеются вскрываемые при монтаже отверстия, одно из них оставляют открытым. Крышки и другие части, снимаемые без помощи инструмента, удаляют и, при необходимости, подвергают влажной обработке. Влажную обработку проводят в камере при относительной влажности от 91 % до 95 %. Во всех точках, куда может быть помещен испытуемый образец, поддерживают температуру окружающего воздуха Т от 20 до 30 °С с точностью ±1 °С. Перед помещением образцов в камеру влажности они должны иметь температуру от Т до (Т + 4) °С.
Испытуемые образцы выдерживают в камере влажности 2 сут (48 ч).
Примечания
1 В большинстве случаев испытуемые образцы можно довести до требуемой температуры, выдержав их не менее 4 ч при этой температуре перед влажной обработкой.
2 Относительной влажности от 91 % до 95 % можно добиться, поместив в камеру влажности насыщенный водный раствор сульфата натрия (Na2SO4) или нитрата калия (KNO3), имеющий достаточную контактную поверхность с воздухом.

7.9.7.2 Выдержав 30—60 мин после влажной обработки, на образцы подают напряжение постоянного тока 500 В и спустя 60 с измеряют сопротивление изоляции.
Измерение проводят в камере влажности или в помещении, куда переносят образцы для достижения заданной температуры, и только после крепления частей, которые могли быть сняты.
Измерения проводят в следующем порядке:
a) между всеми соединенными вместе частями, находящимися под напряжением, и корпусом УЗИП, доступным при случайном контакте.
«Корпус» в контексте данного испытания означает:
- все доступные для прикосновения металлические части и металлическую фольгу на поверхности изоляционного материала, которые доступны после установки как для нормальной эксплуатации,
- поверхность, на которой установлено УЗИП, при необходимости, покрытую металлической фольгой,
- винты и другие приспособления для крепления УЗИП к опоре.
При измерениях металлическую фольгу размещают таким образом, чтобы эффективно испытать возможные образовавшиеся при литье облои;
b) между частями УЗИП, находящимися под напряжением, главной цепи и частями, находящимися под напряжением, вспомогательных цепей, если имеются. Сопротивление изоляции не должно быть ниже:
5 МОм — для измерений согласно подпункту а),
2 МОм — для измерений согласно подпункту b).
7.9.8 Электрическая прочность изоляции
УЗИП наружной установки испытывают между выводами из корпуса без встроенных частей. В ходе испытания УЗИП подвергают обрызгиванию согласно МЭК 60060-1 [7].
УЗИП внутренней установки испытывают, как указано в 7.9.7.2 а), b).
УЗИП испытывают напряжением переменного тока согласно таблице 16. Начиная с половины указанного значения, напряжение повышают в течение 30 с до полного значения, которое затем выдерживают в течение 1 мин.

Таблица 16 — Электрическая прочность изоляции

При испытании не должно происходить образования дуги или пробоя, однако допускаются частичные разряды, если изменение напряжения при разряде составляет менее 5 %.
Силовой трансформатор, применяемый при испытании, после того как он был отрегулирован на испытательное напряжение при разомкнутых выводах, должен обеспечивать ток короткого замыкания порядка 200 мА при замкнутых накоротко выводах. Реле максимального тока, если имеется, должно срабатывать, если ток испытательной цепи превысит 100 мА. Устройство для измерения испытательного напряжения должно иметь погрешность ±3 %.
Вспомогательные цепи испытывают согласно ГОСТ Р 50030.5.1.
7.9.9 Стойкость к проникновению твердых частиц и воды
Испытание проводят согласно ГОСТ 14254 на соответствие степени защиты.