Способ испытания полимерных изоляционных материалов на трекингостойкость и эрозионную стойкость

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскниСоциалистическихРеспублик ц)752514ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 05.08.80(72) Авторы изобретения Г. Н. Александров, Г. А. Гусейнов и Э. П. Соловьев Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХМАТЕРИАЛОВ НА ТРЕКИНГОСТОЙКОСТЪ И ЭРОЗИОННУЮСТОЙКОСТЬ 10 5 Изобретение относится к высоковольтнойтехнике и может быть использовано дляопределения трекингостойкости и эрозионнойстойкости полимерных изоляционных материалов.Как известно, при эксплуатации в процессе загрязнения и увлажнения изолирующие элементы высоковольтных конструкцийподвергаются поверхностным частичнымразрядам. Стойкость к этим разрядам (трекингостойкость) является одной из основныххарактеристик, определяющих возможностиприменения полимерных материалов в высоковольтной наружной установке.Поскольку в условиях эксплуатации проведение сравнительных испытаний различных полимерных материалов на трекингостойкость и эрозионную стойкость затрудняется из-за невозможности регулироватьусловия опыта, а разрушение происходитотносительно медленно, то разработаныразличные способы ускоренных испытаний(способ каплепадения, термовлагокамеры,фиксирования микродуги, проводящеготумана и др.),Классификация полимерных материаловпо ускоренному способу испытания материа 2лов должна в той или иной степени способствовать поведению их в реальных условиях, т. е. наиболее стойкие полимерные материалы по ускоренному способу испытания должны быть лучшими при эксплуатационных испытаниях.Известен капельный способ для испытания полимерных материалов на трекингостойкость, по которому металлические электроды устанавливаются на поверхность полимерного образца под углом 60 на расстоянии 4 мм. С помощью пипетки через каждые 30 с на поверхность образца подается по капле электролит, При каждом падении капли в цепи появляется импульс тока, что может быть использовано для регистрации числа капель.Напряжение, соответствующее образованию проводящей дорожки и току утечки, после 50 капель по нормам является показателем стойкости материала к трекингу 1.Недостаток известного способа испытания на трекинг - большой разброс получаемых значений.Наиболее близким к предлагаемому является способ апроводящего тумана для определения трекингостойкости полимерных75251 Таблица 1 Трекингостойкость, ч Примечание по предла аемому способу по известному способу Пои зл =1000 Ом,см О, 1-1,5О, 1-050,5-1,0О, 1-1,00,5-20,2-1,01,0-5,00,1-1,5 0,5-700,5-303-801-4510-1008-70 Трек 100 Эрозия 3материалов, при котором образцы устанавливаются в испытательную камеру, после чего включается высокое напряжение, а необходимое увлажнение для обеспечения развития частйчных разрядов на поверхности испытуемых материалов осуществляется разбрызгиванием электролита определенной концентрации при помощи сжатого воздуха 2.Основными недостатками данного способа испытаний полимерных материалов на трекингостойкость является большая длительность испытаний и сложность испытательной установки.Цель изобретения - сокращение времени испытания, обеспечение стабильности и достоверности результатов.Указанная цель достигается тем, что над испытуемым образцом устанавливают вспомогательный образец с. электродами, прикладывают к ним высокое напряжение, обеспечивающее частичные разряды, и увлажнение испытуемого образца производят,направляя поток электролита к нему по поверхности вспомогательного образца,На фиг. 1 представлен способ увлажнения поверхности полимерного изоляционного материала каплепадением; на фиг. 2 - характерное разрушение образцов полимерных и материалов при испытании на трекингостойкость каплепадением.Проводят предварительную активацию продуктами окисления электролита, необходимого для увлажнения поверхности полимерного материала.Предварительная активация электролита производится частичными разрядами при стекании его по поверхности вспомогатель Состав композицийи/и 1 ЭД+ ПЭПА2 ЭД+ МА3 ЭД+ изо - МТГфА4 ЭД+ ТЭА5 ПН+ Пб6 НПС+ Пб 7 Прессматериал типа ДО20-1008 Прессматериал типа АГВ 3-10 9 НЭО + изо - МТГФА 44ного обрьзца с электродами, расположенно.го над испытуемым образцом.В качестве вспомогательного образцаможно взять любой трекингостойкий материал (фарфор, стекло и др.) соответствующего размера,Испытание можно проводить также ина образце полимерного материала необходимого размера путем закрепления на егоповерхности трех и более электродов. Приэтом первые верхние межэлектродные участки поверхности образца являются вспомогательными по отношению к нижним участкам.Увлажнение поверхности испытуемогообразца при испытании обеспечивается каплепадением (фиг. 1).Величина напряженности электрическогополя, сопротивление электролита, расстояние между электродами могут меняться вшироких пределах в зависимости от размераи формы образца.В табл, 1 приведены данные сравнительных испытаний на трекингостойкость образцов полимерных материалов по известномуи по предлагаемому способам.Испытания проводят при напряженностиэлектрического поля Е = 0,7 кВ/см, расстоянии между электродами 1. = 3 см, удельном объемном электрическом соспротивлении электролита /з= 500 - 1000 Ом см,средней интенсивности увлажнения поверхности образцов по известному способу 1 ц == 0,8 мм/ч и частоте каплепадения по предлагаемому способу одна капля за 4 - 5 с,Из табл. 1 видно, что при использованиипредлагаемого способа существенно ускоряется процесс разрушения.752514 Трекингостойкость, ч рнмечание Состав композиций по предлагаем мому способу по известно способу 5 100 езначительнаярозия 00 8 и Рэл =500 Ом см 1-0, 2 Трек 4)100 )8 изолятор Причиной ускорения процесса разрушения по предлагаемому способу является повышенная концентрация активных окислительных продуктов, образующихся при воздействии разряда на электролит. При этом увлажнение нижних участков образца происходит постепенно электролитом, обработанным разрядами на предыдущих участках, т. е. обогащенным продуктами окисления. Поэтому разрушение преимущественно начинается с нижнего участка.Трекингостойкость полимерных материалов с различными электролитами по предлагаемому способу при Рэ, = 500 Омсм, Е = 0,7 кВ/см приведена в табл. 2.Анализ результатов испытаний показывает, что добавление в состав электролита таких химически активных веществ, как азотная кислота и перекись водорода, существен но ускоряет п териалов (табл. 2) . А не содержащего кислоразрушение материалорядами не происходит, териалов, нетрекингос (табл. 3). Это еще раз дел яющую роль окисл в явлении трекинга. роцесс трекинга мав атмосфере газа, род (аргон, элегаз), в частичными разв том числе и матойких в воздухе подтверждает опреительных процессов Предлагаемыймерной изоляцииным частичным раществ перед изветорых являютсястабильность полуволяет уменьшитьже обеспечиваетустановки. 0 НЭО+ДЭГ+изо-МТГФА 1 Стеклопластик с покрытием из фторопласта типа ФЛ 1 ЭД+ПЭПА+200 вес.ч,ПКП2 ЭД+изо+МТГФА+200 вес 6 Прессматериал типа Д 0.27 Прессматериал типа АГВ Стеклопластик на основеЭД0+из о-МТГФА 9 Стеклопластик с покрытием из фторопласта типа фЛ фарфоровый стержневоизолятор 11 Стеклянный стержневой Продолжение табл. 1 способ испытания полина стойкость к поверхностзрядам имеет ряд преимустными, главными из комалое время испытаний, чаемых данных, что позколичество опытов, а такпростоту испытательной752514 Таблица 2 Трекингостойкость, ч Кои/п Примечание Состав материала 1 ЭДЛ+ПЭПА+200 вес.ч. ПКП 03 02 01 01 Трек 2 ЭД+МА+200 вес.ч. ПКП 02 01 01 01 0,1 4 УП12+изо-МТТФА+ 200 вес.ч. ПКП)8 8 8 8 8 Прессматериал типа ДО2 05 0,1 0,1 Трек 9 Прессматериал типа АГВ 05 0,1 0,1 0,1 10 Стеклопластик на основе ЭД+изо-МТГФА 3 0,5 0,1 О, 1 11 Стеклопластик с покрытием из фторопласта типа ФЛ 8 8 8 8 Слабая эрозия 12 Фарфоровый стержневой изолятор 8 8 8 8 Сильная эрозия. 13 Стеклянный стержневой изолятор 8 8 8 8 П р и м е ч а н и е: ФЦР - фильтр цементного раствора,МА - малеиновый ангидрид,ПЭПА - полиэтиленполиамин,изо-МТГфА - жидкий изомер метилтетрагидрофталевогоангидрида,НЭО - ненасьпценный эпоксидный олигомер. о б 3 ЭД+изо-МТГФА+200 вес.ч, ПКП 05 02 01752514 10 женному способу (условия испытания те же) приведена в табл. 3. Трекингостойкость полимерных материалов в различных газовых средах по предлоТаблица 3 Примечание Трекингостойкость,ч Составгаза Трек 1 ЭД+ ПЭПА 0,2 Без разрушения Грек Двуокись углерода Трек 0,3 Элегаз Без разрушения 2 ЭД- МА 0,1 1,0 Трек Двуокись углерода 0,3 Элегаз 3 ЭД+ изо - МТГФА ВоздухАргонАзот Трек 0,5 Без разрушения 4,0 Трек Двуокись углерода 0,5 Элегаз 4 Стеклопластик на основе ЭД+ изо- МТГФА Воздух Трек Двуокись углерода Трек 0,3 Элегаз 2,0 5 НЗО + ПЭПА 0,5 Трек Без разрушений 3,0 Мо Состав композицийп/п ВоздухАргонАзот ВоздухАргонАзот Аргон Азот ВоздухАргонАзот 0,2 2,5 1,5 ТрекБез разрушения ТрекБез разрушения ТрекБез разрушения Трек Трек Сильная эрозия+ТрекДвуокись углерода 2,0 Эле газ Без разрушений Без разрушений ВоздухАргонАзот Двуокись углерода Элегаз ВоздухАргонАзот Эрозия+Трек Двуокись углерода 10 Жегаз Формула изобретения Состав композиций Составгаза 6 НЭО + изо - МТГФА 7 Стеклопластик на основе НЭО-изо- МТГФА Предлагаемый способ испытания полимерных материалов на трекингостойкость и эрозиостойкость указывает на определяющую роль окислительных процессов в явлении трекинга, позволяет с малыми затратами времени и средств выбрать из широкого ассортимента полимерных материалов наи о более стойкие к поверхностным частичным разрядам в процессе загрязнения и увлажнения. Способ испытания полимерных изоляционных материалов на трекингостойкость и эрозионную стойкость, при котором к электродам испытуемого образца прикладывают зе высокое напряжение, увлажняют поверхность образца электролитом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени испытания, обеспечения стабильности и достоверности результатов, над испытуемым образцом устанавливают вспомогательный образец с электродами, прикладывают к ним высокое напряжение, обеспечивающее частичные разряды и увлажнение испытуемого образца производят, направляя поток электролита к нему по поверхности вспомогательного образца.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Казарновский Д. М, и Тареев В, М. Испытания электроизоляционных материалов, 1969.2. Александров Г. Н. и Зиганшина Е. Х. О методике испытаний образцов полимерных изоляционных конструкций на стойкость к поверхностным частичным разрядам. - Электротехника, 1971,6.Составитель П. Забуга Редактор Е. Дорошенко Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетняк Заказ 4755/12 Тираж 844 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4