Изоляция, пути утечки, электрические зазоры рудничного электрооборудования - ГОСТ Р 51330.20-99

ГОСТ Р 51330.20-99

Группа Е02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудование рудничное
ИЗОЛЯЦИЯ, ПУТИ УТЕЧКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАЗОРЫ
Технические требования и методы испытаний

Mining electrical equipment. Insulation, leakage paths and electrical gaps.
Technical reguirements and methods of testing

ОКС 29.260.20
ОКСТУ 3402
Дата введения 2001-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Негосударственным Фондом "Межотраслевой орган сертификации "Сертиум" (МОС "Сертиум")

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 "Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование"

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 декабря 1999 г. N 505-ст

3 Настоящий стандарт соответствует международным стандартам МЭК 60112-79 "Метод определения сравнительного и контрольного индексов трекингостойкости твердых электроизоляционных материалов во влажной среде" в части методов испытаний на трекингостойкость и МЭК 60079-7 "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида е" в части требований по трекингу изоляционных материалов

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт входит в комплекс государственных стандартов на взрывозащищенное и рудничное электрооборудование, разработанных Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 "Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование".
В части требований к трекингостойкости и определения путей утечек и электрических зазоров настоящий стандарт соответствует международным стандартам МЭК 60079-7 "Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида е", а в части методов испытаний на трекингостойкость - МЭК 60112-79 "Метод определения сравнительного и контрольного индексов трекингостойкости твердых электроизоляционных материалов во влажной среде".
При разработке настоящего стандарта были учтены специфические условия эксплуатации рудничного электрооборудования в подземных выработках шахт, обусловленные повышенной влажностью, температурными режимами, режимами работы отдельных видов электрооборудования.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на рудничное электрооборудование и устанавливает технические требования к твердым электроизоляционным материалам - пластическим массам (термореактивным и термопластичным), термореактивным смолам и компаундам, слоистым пластикам, электрокерамике, слюдяным и асбестовым материалам, к электроизоляционным деталям и сборочным соединениям, к конструкциям электрической изоляции, применяемым в рудничном электрооборудовании, предназначенном для подземных выработок шахт, а также устанавливает требования к путям утечки и электрическим зазорам, методам испытания электрической изоляции.
Стандарт не распространяется на электроизоляционные материалы, детали и сборочные единицы, работающие в агрессивных средах (в аккумуляторных батареях, аккумуляторах и т.п.), в специальных условиях (в оболочках под давлением, вакууме или элегазе и т.п.), а также на электроизоляционные материалы, детали и сборочные единицы рудничного электрооборудования, для которого требования по изоляции, путям утечки и электрическим зазорам регламентированы в других стандартах (например, в стандарте на взрывозащиту вида е или в стандарте на взрывозащиту вида "искробезопасная электрическая цепь").
Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 4647-80 Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи
ГОСТ 9359-80 Массы прессовочные карбамидо- и меламиноформальдегидные. Технические условия
ГОСТ 10315-75 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения влагостойкости и водостойкости
ГОСТ 10345.1-78 Материалы электроизоляционные твердые. Метод определения стойкости к действию электрической дуги малого тока высокого напряжения
ГОСТ 10345.2-78 Материалы электроизоляционные твердые. Метод определения стойкости к действию электрической дуги постоянного тока низкого напряжения
ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IР)
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15963-79 Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 16962.1-89 (МЭК 68-2-1-74) Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 21341-75 Пластмассы и эбонит. Метод определения теплостойкости по Мартенсу
ГОСТ 27473-87 Материалы электроизоляционные твердые. Метод определения сравнительного и контрольного индексов трекингостойкости во влажной среде

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 путь утечки: Кратчайшее расстояние по поверхности электроизоляционного материала между токоведущими частями разного потенциала или между токоведущей и заземленной частью электрооборудования.
3.2 электрический зазор: Кратчайшее расстояние по воздуху между неизолированными токоведущими частями разного потенциала или между неизолированной токоведущей и заземленными частями элекгрооборудования.
3.3 трекинг: Последовательное образование токопроводящих мостиков, которые формируются на поверхности твердого электроизоляционного материала вследствие совместного действия электрического напряжения и наличия загрязнений на его поверxности.
3.4 электрическая эрозия: Изнашивание изоляционного материала под действием электрических разрядов.
3.5 сравнительный индекс трекингостойкости (СИТ): Числовое значение максимального напряжения в вольтах, при котором материал выдерживает воздействие 50 капель электролита без образования трекинга.
Примечание - Каждое значение испытательного напряжения и СИТ должно быть кратно 25.

3.6 контрольный индекс трекингостойкости (КИТ): Числовое значение контрольного напряжения в вольтах, при котором материал выдерживает воздействие 50 капель электролита без образования трекинга.
3.7 свободный доступ паровоздушной среды: Доступ паровоздушной среды из испытательной камеры во внутрь оболочки испытуемого образца без принудительного нагнетания.

4 Технические требования

4.1 Рудничное электрооборудование может иметь два уровня изоляции - 1 или 2.
Электрооборудование с изоляцией уровня 1 должно быть рассчитано для работы при относительной влажности окружающей среды (98±2)% (с конденсацией влаги) при температуре (35±2) °С и соответствовать требованиям настоящего стандарта.
Электрооборудование с изоляцией уровня 2 должно быть рассчитано для работы при относительной влажности окружающей среды (98±2)% при температуре (25±2) °С и соответствовать требованиям стандартов на изоляцию изделий общего назначения.
Электрооборудование, предназначенное для работы в угольных шахтах, должно иметь уровень изоляции 1.
4.2 Требования к электроизоляционным материалам
4.2.1 Электроизоляционные материалы, применяемые для изготовления деталей рудничного электрооборудования, по трекингостойкости должны соответствовать одной из групп, указанных в таблице 1.

Таблица 1 - Сопротивление трекингу изоляционных материалов

В таблице 1 приведена классификация электроизоляционных материалов по СИТ, определяемому согласно ГОСТ 27473. Неорганические изоляционные материалы, например, стекло и керамика, не подвергают трекингу, поэтому их значения СИТ могут не определяться. Они условно отнесены к группе а.
Примерная классификация изоляционных материалов по группам трекингостойкости приведена в приложении А.
Не допускается применение гигроскопических диэлектриков, имеющих влагопоглощение за 24 ч (ГОСТ 10315) более 2% (шифер, мрамор, древесина и т.п.).
4.2.2 Электроизоляционные материалы для деталей, которые в процессе работы электрооборудования могут подвергаться воздействию дуги переменного тока, должны иметь дугостойкость в соответствии с ГОСТ 10345.1.
Дугостойкость электроизоляционных материалов для деталей, подверженных в процессе работы воздействию дуги постоянного тока, должна отвечать требованиям ГОСТ 10345.2.
4.2.3 Механические характеристики твердых электроизоляционных материалов, влияющих на их функциональные свойства, например, прочность и твердость, должны гарантировать их работоспособность:
а) при температуре не менее чем на 20 °С выше максимальной температуры, достигаемой при номинальном режиме работы, но не менее 80 °С, или
б) для изолированных обмоток для внугренней проводки и для кабелей, стационарно подсоединенных к электрооборудованию, - при максимальной температуре, возникающей в номинальном режиме работы.
Ударная вязкость по ГОСТ 4647 должна быть, кДж/м², не менее, для материалов:

Детали из слоистых пластиков должны покрываться негигроскопичным лаком с хорошими адгезионными свойствами.
Детали из слоистых пластиков не допускается подвергать механической нагрузке, вызывающей расслоение материала.
Теплостойкость пластмасс по Мартенсу (ГОСТ 21341) должна быть не менее чем на 20 °С выше их наибольшей рабочей температуры.
4.2.4 Изоляционные части, изготовленные из пластмассы или пластин, в которых полностью или частично удален поверхностный слой, должны покрываться изоляционным лаком, имеющим значение СИТ не ниже, чем первоначальный слой. Это требование не распространяется на материалы, у которых снятие поверхностного слоя не оказывает влияния на значение СИТ или требуемые значения путей утечки обеспечиваются другими частями, не подверженными такому воздействию.
4.2.5 Детали, изготовленные литьем под давлением, после извлечения из формы должны сохранять поверхностную пленку, по которой проходит путь утечки, без повреждений. В случае нарушения пленки должно выполняться требование 4.2.4.
4.2.6 Допускается применение элементов электрооборудования общего назначения (деталей, сборочных единиц, блоков и частей) при размещении их в корпусах (оболочках), имеющих защиту от внешних воздействий не ниже IР54, и соблюдении одного из следующих условий:
а) электрическая изоляция встраиваемых элементов является трекингостойкой согласно 4.2.1 (без учета требований к путям утечки);
б) встраиваемые однофазные элементы размещаются на изоляционных панелях, платах, подставках и т.п., отвечающих требованиям 4.2-4.3.
Для рудничного нормального электрооборудования допускается применение элементов общего назначения в тропическом исполнении без соблюдения требований, изложенных в настоящем пункте.
4.2.7 Допускается применение элементов электрооборудования общего назначения, используемых в цепях автоматизации, управления и защиты (выпрямителей, конденсаторов, резисторов, осветительных и сигнальных ламп, радиоламп, реле, печатных плат и т.п.) с дополнительной защитой их от проникновения пыли и воды (например, при помощи эластичных прокладок, заливкой компаундом или герметиком и т.п.). Для печатных плат в качестве защиты допускается применение изоляционных лаковых покрытий с дополнительной защитой от механических повреждений при помощи защитных кожухов, щитков, перегородок и т.п.
В этом случае печатные платы выполняют по требованиям, предъявляемым к электрооборудованию общего назначения.
4.2.8 Допускается применение электроизмерительных приборов общего назначения при условии их размещения в оболочке со степенью защиты не ниже IР54 Вольтметры, подключаемые к трансформаторам напряжения до 100 В, и амперметры, подключаемые через трансформаторы тока, могут быть размещены в оболочках с любой допустимой степенью защиты от внешних воздействий.
4.3 Требования к путям утечки и электрическим зазорам
4.3.1 Значения путей утечки зависят от величины рабочего напряжения, сопротивления трекингу электроизоляционного материала и профиля его поверхности. Длина путей утечки между токоведущими частями, а также между токоведущими частями и заземленным корпусом должна быть не менее указанной в таблице 2 и приниматься по линейному напряжению.

Таблица 2 - Длина путей утечки и электрических зазоров

4.3.2 Токоведущие части (за исключением обмоток электрических машин), которые покрыты лаком, эмалью, оксидированы или имеют аналогичную обработку, рассматривают как неизолированные при определении путей утечки.
Пути утечки, которые прерываются металлическими частями, не находящимися под напряжением, должны выбираться по одному участку с однократным или двум участкам с 1,25-кратным значением, указанным в таблице 2.
Примечание - Участки изоляции шириной менее 3 мм не учитывают.

При определении пути утечки следует учитывать воздушные зазоры только более 3 мм.
4.3.3 Пути утечки между токоведущими частями различных потенциалов должны соответствовать значениям, указанным в таблице 2.
4.3.4 При выполнении ребер и канавок на поверхности электроизоляционных деталей допускается принимать более низкие минимальные значения путей утечки, соответствующие более высокой группе трекингостойкости (например б вместо в), при условии, что:
а) ребра на поверхности имеют высоту не менее 3 мм и толщину, соответствующую механической прочности материала, при минимальном значении 1 мм;
б) канавки на поверхности имеют глубину 3 мм и ширину не менее 3 мм;
в) ребра, выступы и канавки удалены от токоведущих частей на расстояние не менее 3 мм.
Примечание - Выступы над поверхностью или углубления в поверхности рассматривают соответственно как ребра или канавки независимо от их геометрической формы.

Пути утечки должны определяться с учетом приложения Б и таблицы 2.
Пути утечки должны находиться по возможности не в одной плоскости, что может быть достигнуто выполнением закругленных ребер, канавок, выступов, ступенек, расположенных таким образом, чтобы исключить непрерывность отложенного слоя пыли. Радиус закруглений должен быть не менее 0,5 мм.
4.3.5 Длина пути утечки для токоведущих частей по поверхности электроизоляционных деталей, залитых твердеющим электроизоляционным материалом (термореактивным компаундом, смолой) или погруженных в масло, должна быть не менее половины значений, указанных в таблице 2.
4.3.6 Длина пути утечки по поверхности изоляции жилы кабеля или монтажного провода, гальванически связанного с силовой цепью U ≤ 1140 В, между неизолированными их частями и заземленными частямм оболочки или кабеля (например в экранированном кабеле - длина пути утечки между неизолированной частью жилы и экраном) не должна быть менее полуторакратного значения длины пути утечки, указанной в таблице 2, для соответствующей группы материалов. Для материалов нетрекингостойких путь утечки должен быть не менее полуторакратного (а для цепей на напряжение 1140 В - однократного) значения длины пути утечки, указанного в таблице 2 для материалов группы г.
4.3.7 Изоляционные детали отдельных токоведущих частей должны быть выполнены как одно целое или механически равнопрочно склеены. Склеенные детали считают как одно целое, если токи утечки проходят по их внешней поверхности (см. рисунки Б.11 и Б.12).
Клеевые соединения должны располагаться так, чтобы исключалась возможность прохождения вдоль них токов утечки (см. рисунок Б.13). Допускается расположение клеевых соединений вдоль путей утечки при условии, что клеящий состав имеет трекингостойкость не ниже трекингостойкости склеиваемых деталей и соединение выполнено заподлицо с поверхностью деталей без раковин, вздутий, трещин и т.д.
4.3.8 Допускается стыковка изоляционных деталей, неподвижных относительно друг друга, без склеивания. При этом стыки не считают проводниками, если стыкуемые детали находятся в дополнительной оболочке со степенью защиты от внешних воздействий не ниже IР54 и поверхности стыков доступны для устранения загрязнений при профилактических осмотрах.
Примечание - Пункт не распространяется на изоляцию между токоведущими и заземленными частями.

4.3.9 Электрические зазоры между токоведущими частями должны соответствовать значениям, указанным в таблице 2.
Электрические зазоры определяют как функцию рабочего напряжения, оговоренного изготовителем оборудования. В случае, когда оборудование рассчитано для диапазона или для нескольких номинальных напряжений, выбор электрических зазоров осуществляют по максимальному из значений.
Электрические зазоры между токоведущими частями и заземленным корпусом должны выбираться по линейному напряжению.
При определении величины электрического зазора необходимо руководствоваться рисунками Б.15 и Б.16.
4.3.10 Пути утечки и электрические зазоры в процессе эксплуатации электрооборудования не должны снижаться ниже нормированных под воздействием механических нагрузок, нагрева, вибраций, сотрясений, а также электродинамических усилий, возникающих при коротких замыканиях.