Приложение L (обязательное). Испытание дефектных соединений с помощью нагревателей

Приложение L
Обязательное

Испытание дефектных соединений с помощью нагревателей

L1. Общее описание испытания

В качестве образца для испытаний используют, если это практически возможно, прибор в сборе, узел или деталь. Если по условиям испытания необходимо снять кожух, удалить отдельные детали или вырезать определенную часть прибора, то в дальнейшем при испытании следует обеспечить такие условия, которые соответствуют условиям в приборе при нормальной эксплуатации в отношении расположения, вентиляции, воздействия температурных нагрузок и возможного появления пламени, падения горящих или раскаленных частиц вблизи испытуемого образца.

При невозможности проведения испытания в целом на образце, о котором сказано выше, от него необходимо отрезать подходящую часть.

При невозможности проведения испытания на узле или детали, находящихся внутри прибора, испытания проводят на отдельном образце при обеспечении условий по п. L2 настоящего приложения.

Испытательные нагревательные элементы, указанные в п. L2 настоящего приложения, применяют при испытании зажимов или соединений, в которых есть винты.

Опрессованные соединения не подвергают данному испытанию, если:

дефект соединения не может вызвать опасность возникновения огня;

длительный ток не превышает 0,5 А;

провода подобраны согласно табл. L1 и применяются вместе с соединениями, выбранными и используемыми в соответствии со своими техническими требованиями.

Таблица L1

Длительный ток, А	Поперечное сечение провода,
	луженого	другого
Св. 0,5 до 4,0 включ.	-	0,5
" 4,0 " 6,0 "	0,75	1,0
" 6,0 " 10,0 "	1,0	1,5
" 10,0 " 16,0 "	1,5	2,5
" 16,0 " 25,0 "	2,5	4,0

Примечания:

1. Опрессованные соединения считают непожароопасными, если части из изоляционных материалов, поддерживающие соединения, выдержали испытание раскаленной проволокой согласно приложению К при температуре, установленной в п. 30.4 настоящего стандарта.

2. Обжимающие трубки на концах свитых проводов, предназначенные для введения в винтовые зажимы, не считают опрессованными соединениями с точки зрения настоящего приложения.

3. При определении значения длительного тока пусковой ток во внимание не принимают.

L2. Средства испытаний

При испытаниях используют проволочные нагревательные элементы, изготовленные из сплава, содержащего 59% никеля, от 14 до 19% хрома и от 19 до 23% железа, удельное сопротивление которого при температуре 20°С равно 1,13 . Проволочный нагревательный элемент должен иметь определенную длину и форму, а концы его с помощью латунных трубок по черт. L1 соединены с проводниками, состоящими из тонких свитых медных проволочек длиной (1202) мм и имеющими круглое поперечное сечение (черт. L2). Трубки опрессовывают, а затем пропаивают.

Форма, диаметр и длина нагревательного элемента зависят от диаметра, формы и конструкции испытуемых зажимов и соединений и должны выбираться в соответствии с табл. L2, в которой приведена зависимость мощности, потребляемой испытательным нагревательным элементом, от значений длительного тока, протекающего через испытуемое соединение при нормальной эксплуатации.

Для исключения перегрева и расплавления испытательного нагревательного элемента не допускается превышение его предельной удельной мощности п (отношение мощности нагревательного элемента в ваттах к площади его активной поверхности в квадратных миллиметрах).

Размеры проволоки обычно выбирают из условия максимальной предельной удельной мощности п, которую рассчитывают по формуле

,

где N - испытательная потребляемая мощность, Вт;

- диаметр проволоки, мм;

- свободная длина проволоки, мм.

Если , ; если , .

Диаметр подводящих витых проводников и латунных трубок определяют на основе тепловых потерь, зависящих от сечения и вида проводника - жесткого или гибкого, присоединенного при нормальных условиях эксплуатации к испытательному зажиму или соединению.

Для контроля состояния нагревательного элемента периодически измеряют и регистрируют сопротивление между "холодными" концами подводящих свитых проводников.

Примечания:

1. Рекомендуемые размеры и форма испытательных нагревательных элементов для определенных размеров и конструкций винтовых зажимов для присоединения внешних медных проводов к прибору и указания по подготовке испытательных нагревательных элементов приведены в п. L8 настоящего приложения.

2. При необходимости провести испытания других типов зажимов или присоединений подходящий нагревательный элемент можно изготовить, руководствуясь указаниями п. L8 настоящего приложения.

В качестве источника питания используют регулировочный трансформатор сверхнизкого напряжения.

Для измерения тока и напряжения нагревательного элемента используют амперметр и вольтметр с погрешностью измерения не более 1% (класс точности не ниже 0,5). Если используют ваттметр, то он должен иметь погрешность не более 1,5%.

Для оценки возможности распространения огня, например от горящих или раскаленных частиц, падающих с образца, под образец помещают слой материала или детали, которые в условиях нормальной эксплуатации окружают образец или находятся под ним, причем расстояние между образцом и указанными деталями должно соответствовать расстоянию, существующему в приборе.

В тех случаях, когда горячие или раскаленные частицы, падающие с образца при нормальной эксплуатации, могут попасть на любые поверхности, находящиеся за пределами прибора, испытания проводят с использованием сосновой доски толщиной около 10 мм, покрытой одним слоем папиросной бумаги. Доску располагают под образцом на расстоянии (2005) мм от места, где испытательный нагревательный элемент прикладывают к образцу. Если в качестве образца используют прибор в сборе, то его устанавливают на эту доску, покрытую одним слоем бумаги, в нормальном эксплуатационном положении. Перед началом испытаний сосновую доску выдерживают в течение 7 сут в условиях стандартной среды (168 ч/23°С/50%).

Примечание. Пояснение к папиросной бумаге см. в приложении К.

L3. Время испытаний и выбор мощности испытательного нагревательного элемента

Мощность испытательного нагревательного элемента выбирают по табл. L2, исходя из значения тока, протекающего через зажим или соединение в условиях нормальной эксплуатации.

Время воздействия испытательного нагревательного элемента на испытуемый зажим или соединение должно составлять (301) мин.

Таблица L2

Ток, А	Потребляемая мощность испытательного нагревательного элемента, Вт	Ток, А	Потребляемая мощность испытательного нагревательного элемента, Вт
Более 0,2 до 0,5	2,0	Более 8,0 до 10,0	29,0
" 0,5 " 1,0	4,5	" 10,0 " 13,0	33,0
" 1,0 " 1,5	6,5	" 13,0 " 16,0	37,0
" 1,5 " 2,0	9,0	" 16,0 " 20,0	42,0
" 2,0 " 2,5	11,0	" 20,0 " 25,0	47,0
" 2,5 " 3,0	13,0	" 25,0 " 32,0	53,0
" 3,0 " 4,0	16,0	" 32,0 " 40,0	60,0
" 4,0 " 5,0	19,0	" 40,0 " 50,0	66,0
" 5,0 " 6,0	21,0	" 50,0 " 63,0	73,0
" 6,0 " 8,0	25,0

Примечания:

1. Допускаемое отклонение потребляемой мощности от установленного значения 5%.

2. Указанные в таблице значения потребляемой мощности для токов св. 25 А являются временными.

L4. Подготовка образца

До начала испытаний образец выдерживают в течение 24 ч в условиях комнатной среды (15 - 35°С/45 - 75%).

L5. Порядок проведения испытаний

L5.1. В первую очередь необходимо принять меры безопасности, связанные с защитой обслуживающего персонала от:

возможного пожара или взрыва;

отравления при вдыхании продуктов сгорания или ядовитых и токсичных веществ в процессе испытания;

отравления ядовитыми или токсичными веществами, которые могут сохраняться в испытательном помещении после окончания испытания.

L5.2. Помещение или пространство, предназначенное для проведения настоящего испытания, должно иметь такие размеры, которые позволяют выполнять все работы в месте, защищенном от сквозняков, но с достаточным притоком воздуха.

L5.3. Для проведения испытания образец закрепляют в наиболее неблагоприятном положении, возможном при нормальной эксплуатации. Средства, используемые для закрепления образца, и испытательный нагревательный элемент не должны влиять на результат испытания.

L5.4. Специально подготовленный для определенного испытания нагревательный элемент вводят в зажим или соединение таким образом, чтобы все тепло выделялось как можно ближе к тому месту, где возможно дефектное соединение; при этом особое внимание должно уделяться максимально возможному ограничению электрической и тепловой нагрузки в тех частях и деталях прибора, которые не подвергают испытаниям.

L5.5. Винты и другие зажимные средства зажимают лишь настолько, чтобы предохранить испытательный нагревательный элемент от выпадения во время испытания. При этом особое внимание следует уделить предотвращению повреждения окисной пленки на нагревательном элементе, что может вызвать короткое замыкание или перекрытие в элементе. Если в ходе испытания возможно смещение металлических частей в результате воздействия пружин и т.п. устройств, эти устройства нагружают в соответствии с условиями нормальной эксплуатации.

L5.6. Испытательный нагревательный элемент включают через трансформатор сверхнизкого напряжения и регулируют напряжение так, чтобы достигалась требуемая мощность.

Для контроля испытательной мощности измеряют ток и падение напряжения на нагревательном элементе. Падение напряжения измеряют между "холодными" концами витых подводящих проводников, присоединенных к нагревательному элементу.

Испытательную мощность прикладывают в течение установленного времени, после чего отключают источник питания, а нагревательный элемент оставляют в том же положении до регистрации результатов испытания.

L5.7. Испытание проводят на одном образце. Если образец не выдержит испытания, то испытание повторяют на двух новых образцах. При этом все образцы должны соответствовать требованиям разд. 30 настоящего стандарта.

L5.8. Необходимо регулярно контролировать изменение сопротивления испытательного нагревательного элемента вследствие его износа. Если значение его сопротивления, измеренного в спокойном воздухе, отличается от исходного значения более чем на 10%, то этот нагревательный элемент больше не должен использоваться.

L6. Контроль и измерения

В течение всего времени воздействия испытательной мощности и периода охлаждения образца до температуры помещения необходимо проводить наблюдение за образцом, окружающими его деталями и находящимся под ним слоем материала.

При воспламенении образца или любой части, находящейся под наблюдением, измеряют и регистрируют время горения. Время горения - это промежуток времени, в течение которого на контролируемой части видно пламя.

После проведения испытаний визуально контролируют и регистрируют наличие на образце повреждений.

L7. Оценка результатов испытания

Образец считают выдержавшим испытание на дефектное соединение, если он удовлетворяет одному из следующих требований:

при испытаниях не было обнаружено пламени и образец не раскалялся до видимого свечения;

если пламя или видимое свечение образца и других контролируемых частей исчезают через 30 с после возникновения, а окружающие или находящиеся под образцом детали полностью не сгорели.

Если при испытаниях используют сосновую доску со слоем бумаги, то бумага не должна воспламеняться, а доска - обугливаться. Незначительным изменением цвета сосновой доски пренебрегают.

L8. Указания по подготовке испытательных нагревательных элементов

L8.1. Общие положения

Для проведения испытаний зажимов и присоединений используют нагревательные элементы, изготовленные из высокоомной проволоки. Размеры и форма нагревательных элементов зависят от конструкции и размеров испытуемых зажимов и соединителей, а прикладываемая испытательная мощность - от протекающего через них тока.

Испытательные нагревательные элементы для винтовых зажимов, используемых для присоединения к прибору внешних медных проводов, изготовляют в соответствии с требованиями, приведенными ниже.

Эти указания могут быть также использованы при подготовке испытательных нагревательных элементов для зажимов и соединителей, имеющих другие размеры и форму, при этом следует учитывать особенности, указанные в п. L8.4.

Примечания:

1. Испытания с помощью нагревательных элементов, изготовленных в соответствии с настоящими указаниями, применяют для приборов, номинальный ток которых не превышает 63 А.

2. Примером соединений, которые в случае неисправности могут привести к пожару, являются разъемные соединения, которые подлежат разборке при установке прибора, его эксплуатации или проведении текущего ремонта. Защелкивающиеся соединительные устройства и соединения типа "штепсельный разъем" считаются неспособными образовать дефектное соединение при условии, что они применяются в соответствии с техническими условиями.

Испытание на дефектное соединение может проводиться и для безвинтовых зажимов, но в этом случае необходимы дополнительные требования.

L8.2. Конструкция испытательного нагревательного элемента

Для изготовления нагревательных элементов используют нихромовую проволоку (минимум 50% Ni; 14 - 19% Cr; 19 - 23% Fe) с удельным сопротивлением 1,13 при t=20°С. К каждому концу элемента с помощью латунных трубок (черт. L1) присоединяют подводящий провод круглого сечения длиной (1202) мм, состоящий из тонких медных жил.

Для подготовки нагревательных элементов используют пару плоскогубцев с хорошо подогнанными губками, прилегающими друг к другу, или аналогичный обжимной инструмент (черт. L3) и припой с содержанием серебра не менее 40%.

Для образования спирали на самом нагревательном элементе используют штыри круглого сечения соответствующего диаметра.

L8.3. Размеры и форма нагревательного элемента

В табл. L3 указаны размеры высокоомного провода, подводящих проводников, обжимных трубок и обжатых соединений для испытательных нагревательных элементов, которые используют при испытаниях винтовых соединений, соответствующих указанным в табл. L4. Кроме того, в табл. L3 указана рекомендуемая форма нагревательного элемента.

Таблица L3

Размер зажима	Испытательный нагревательный элемент		Высокоомная проволока, мм			Испытательный элемент, мм			Подводящие провода,	Трубка перед опрессованием			Трубка после опрессования, мм
	Стандартное число	Форма	, не более	, не менее	, не менее	, не более	, не более	, не менее		Сечение,	L, не менее	, не менее	, не более	b, не более
Р1	НР1	U	0,9	36	22	2,0	6,5	-	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,2
Р2	НР2	U	1,0	39	25	2,4	7,0	-	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,2
Р3	НР3	U	1,3	47	29	2,8	8,0	-	2,5	4,0	9	2,8	2,3	2,8
Р4	НР4	U	1,3	47	29	2,8	8,0	-	2,5	4,0	9	2,8	2,3	2,9
Р5	НР5	U	1,4	53	33	3,4	9,0	-	4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,6
Р6	НР6	U	1,5	60	40	4,0	11,0		4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,6
Р7	НР7	U	1,7	72	48	5,0	13,0	-	6,0	10,0	12	4,5	2,8	4,0
S0	HS0	С2	1,0	41	27	-	-	2,9	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,0
S1	HS1	С2	1,0	44	30	-	-	3,3	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,0
S2	HS2	С2	1,2	49	35	-	-	3,8	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,0
S3	HS3	С2	1,2	58	40	-	-	4,4	2,5	4,0	9	2,8	2,3	2,7
S4	HS4	СЗ	1,2	87	69	-	-	5,5	2,5	4,0	9	2,8	2,3	2,7
S5	HS5	С3	1,2	91	71	-	-	5,5	4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,4
S6	HS6	С3	1,2	94	74	-	-	5,5	4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,4
S7	HS7	С3	1,4	111	87	-	-	6,6	6,0	10,0	12	4,5	2,8	4,0
M0	НМ0	U	0,65	39	25	1,4	7,5	-	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,0
M1	НМ1	U	0,8	44	30	1,7	8,4	-	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,1
M2	НМ2	U	0,9	39	35	1,9	10,0	-	1,5	2,5	7	2,3	2,3	2,2
M3	НМЗ	U	1,0	60	42	2,2	12,0	-	2,5	4,0	9	2,8	2,3	2,7
M4	НМ4	U	1,0	69	51	2,5	14,5	-	2,5	4,0	9	2,9	2,3	2,7
M5		W	0,8	80	60	4,2	16,0	-	4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,4
M6		W	0,8	90	70	4,2	19,0	-	4,0	6,0	10	3,6	2,8	3,4
M7		W	0,8	100	86	4,2	23,0	-	6,0	10,0	12	4,5	2,8	4,0

Таблица L4

Стандартное число и форма испытательных нагревательных элементов, подходящих для зажимов, в которых винт служит для сжатия провода

Особое внимание при выборе формы и размеров нагревательного элемента следует обращать на то, чтобы свободная длина и диаметр высокоомного провода и подводящих проводников соответствовали испытуемым зажимам с точки зрения напряженности тока и тепловыделения в условиях нормальной эксплуатации, когда в данном соединении использован проводник с номинальным сечением, а проходящий ток составляет максимально возможное значение.

L8.4. Подготовка нагревательного элемента

L8.4.1. К концам подводящих проводов длиной 120 мм прикрепляют обжимные трубки (черт. L2). При этом скрутка подводящего провода не должна нарушиться, а из трубок не должны выступать отдельные проволочки.

L8.4.2. Затем трубки на подводящих проводниках опрессовывают с помощью соответствующего инструмента; эти концы называют "холодными".

L8.4.3. С помощью подходящего пробойника в трубке на другом конце по центру делают отверстие для свободного ввода высокоомного провода.

L8.4.4. Концы высокоомного провода вводят в полученные отверстия.

L8.4.5. Трубки обжимают таким образом, чтобы их сжатые концы находились в одной плоскости, чтобы трубки были опрессованы по всей длине и чтобы были выдержаны размеры а и b (табл. L3).

L8.4.6. Опрессованные соединения высокоомного провода с подводящими медными проводами пропаивают, при этом допускается использование флюса. Все место опрессовки со стороны высокоомного провода должно быть хорошо пропаяно; при этом высокоомный провод на длине (см. черт. L2) должен быть свободен от припоя, и припой не должен проникнуть в подводящий проводник, находящийся вне трубки, так как это может повлиять на гибкость и теплопроводность подводящих проводов. Рекомендуемое приспособление для пайки показано на черт. L4.

L8.4.7. Затем нагревательному элементу придают соответствующую форму (черт. L5; табл. L3).

Высокоомным проводам диаметром до 1,2 мм необходимая форма может быть придана в холодном состоянии, свыше 1,2 мм - в нагретом, для предотвращения возникновения трещин.

U-образную форму придают после разогрева провода докрасна путем пропускания по нему тока или с помощью газовой горелки.

При изготовлении нагревателя в форме U или W необходимо следить за тем, чтобы узкие концы обжатых трубок находились в одной плоскости и чтобы высокоомная проволока не скручивалась.

Затем готовый нагревательный элемент раскаляют докрасна и выдерживают в раскаленном состоянии в течение 10 мин для образования на поверхности защитной окисной пленки.