ГОСТ 10519-76
(СТ СЭВ 6332-88)*
_______________________
* Обозначение стандарта.
Измененная редакция, Изм. N 3.


Группа Е49

    
    
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПРОВОДА ЭМАЛИРОВАННЫЕ

Метод ускоренного определения нагревостойкости

Enamelled wires. Method of accelerated determination of thermal resistance

    
ОКСТУ 3591**
________________
    ** Введено дополнительно, Изм. N 2.

     
Срок действия с 01.07.77
до 01.07.82*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
постановлением Госстандарта СССР
от 26.06.91 N 1001 (ИУС N 9, 1991 год). -
Примечание изготовителя базы данных.

    
    
    РАЗРАБОТАН Всесоюзным научно-исследовательским институтом кабельной промышленности (ВНИИКП)
    
    Директор, руководитель темы И.Б.Пешков
    
    Исполнитель И.Н.Текаева
    
    ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности
    
    Член Коллегии Ю.А.Никитин
    
    ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИС)
    
    Директор А.В.Гличев
    
    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 21 апреля 1976 г. N 871
    
    ВЗАМЕН ГОСТ 10519-72
    
    ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 16.02.82 N 659 с 01.07.82;  Изменение N 2, введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 28.08.86 N 2523 с 01.03.87;  Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 25.04.89 N 1084 с 01.01.90

    Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту ИУС N 5, 1982 год, ИУС N 11, 1986 год, ИУС N 7, 1989 год
   
         
    Настоящий стандарт распространяется на эмалированные провода круглого и прямоугольного сечений (далее - провода) в исходном состоянии, а также подвергнутые механическим деформациям или обработке пропитывающими составами, и устанавливает метод ускоренного определения их нагревостойкости.
         
    (Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

    
    1.1. Для испытаний должно быть отобрано не менее 150 образцов.
    
    1.2. Образцы провода перед испытанием должны быть без растяжения и изгибов смотаны с катушки.
    
    

2. АППАРАТУРА

    
    2.1. Для проведения испытаний применяется следующая аппаратура:
    
    установка переменного тока частотой 50 Гц, состоящая из трансформатора мощностью не менее 500 Вт, регулирующего устройства и измерительных приборов. Синусоидальность кривой напряжения должна соответствовать требованиям ГОСТ 13109-87*; падение напряжения при токе 5 мА не должно превышать 10% от номинального значения.
______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 13109-97. - Примечание изготовителя базы данных.     
    
    Основная приведенная погрешность установки, определенная при температуре окружающей среды 20±5 °C, не должна быть более ±4%.
    
    В цепь напряжения свыше 1000 В должно быть введено реле максимального тока, срабатывающего при токе 5 мА;
    
    испытательные термостаты с погрешностью ±2 °С для температур до 200 °С включительно и ±3 °С для температур свыше 200 °С.
    
    Перепад температуры внутри термостата в местах расположения образцов не должен превышать 2 °С. Для обеспечения указанного перепада температуры необходима принудительная циркуляция или перемешивание воздуха в термостатах.
    
    (Измененная редакция, Изм. 3).
    
       

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

    
    3.1. Для проведения испытаний подготавливают образцы (см. черт.1 и 1а) путем скручивания сложенного пополам отрезка провода длиной 400 мм.
    

Черт.1*

________________
    * Черт.1. (Измененная редакция, Изм. 3).

Черт.1а**

________________
    * Черт.1а. (Введен дополнительно, Изм. 3).
    

       
    Длина скрученной части образца должна быть 125 мм.
    
    Для проведения испытаний изготовляют образцы предпочтительно из проводов с номинальным диаметром проволоки от 0,8 до 1,5 мм включительно. Допускается для проводов, изготовляемых в диапазоне до 0,8 мм, применять образцы для испытаний из проводов с номинальным диаметром проволоки 0,10 мм и более.
    
    Натяжение при скручивании образцов и число скруток должны соответствовать указанным в табл.1.
    
    

Таблица 1

    
    Таблица 1. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).
    
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).
    
    3.2. Скручивание образцов производят на установке, схема которой приведена на черт.2. Формовку образца производят в шаблоне, приведенном на черт.3.
    

1 - скользящий зажим; 2 - вращающийся зажим; 3 - образец провода; 4 - груз; 5 - электродвигатель

Черт.2

Черт.3*

________________
    * Черт.3. (Измененная редакция, Изм. 3).

    На концы образца, с которых механическим способом удаляют изоляцию на длине 10-15 мм, должны быть надеты до упора дистанционные прокладки (черт.1а) толщиной 1 мм из материала высокой нагревостойкости (например, керамика, стеклотекстолит, кремнеорганический материал и т.п.).
    
    Затем концы образца изгибают и разрезают петлю на противоположном конце скрученного образца в двух местах в соответствии с черт.1 для обеспечения необходимого расстояния между разрезаемыми концами.
    
    (Измененная редакция, Изм. 3).
    
    3.3. При подборе пропитывающих составов с целью определения совместимости конкретного типа изоляции эмалированного провода с пропитывающим составом, скрученные образцы погружают в вертикальном положении не менее чем на 30 с в разведенный специальным растворителем пропитывающий состав на глубину, покрывающую прокладку, затем вынимают со скоростью около 100 мм/мин.
    
    После удаления излишков пропитывающего состава образцы подвергают сушке (отверждению) по режимам, указанным в технической документации на составы, утвержденной в установленном порядке. Просушенные (отвержденные) образцы, повернутые на 180°, подвергают вторичной пропитке для достижения равномерности покрытия и стабильности показателей.
    
    Перед сушкой образцы извлекают из состава, который должен быть тщательно удален с их выводных концов.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1, 3).
    
    

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

    
    4.1. Нагревостойкость* проводов определяют циклическим воздействием повышенных температур на образцы проводов с кратковременным приложением к ним после окончания каждого цикла нагрева испытательного напряжения.
________________
    * Термины и определение понятий, встречающихся в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 2.
    
    4.2. Подготовленные образцы, непропитанные, в том числе предназначенные к пропитке, а также пропитанные перед помещением их в термостат испытывают в течение 1-2 с проверочным напряжением частотой 50 Гц, которое прикладывают к зачищенным концам скрученного образца.
    
    Значение напряжения в зависимости от диаметральной толщины изоляции выбирают в соответствии с указанным ниже:
    

    
    Фактическую диаметральную толщину изоляции определяют по ГОСТ 14340.1-74 перед отбором образцов и после отбора 25 и 50 образцов.
    
    За диаметральную толщину изоляции принимают среднее арифметическое значение всех измерений.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 2).

    
    4.3. После того как образцы проверены напряжением их в вертикальном положении подвешивают в предварительно разогретые до необходимой температуры термостаты.
    
    Тепловые испытания образцов проводят не менее чем при трех температурах, отличающихся друг от друга не менее чем на 20 °С.
    
    Испытанию при каждой температуре подвергают не менее 50 образцов.
    
    Температуру испытания и длительность выдержки образцов (тепловое старение) в сутках в каждом цикле выбирают в соответствии с указанными в табл.2.

Таблица 2

    Таблица 2. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).
    
    
    Минимальная испытательная температура должна быть на 20 °С выше предельной допустимой температуры предполагаемого температурного индекса изоляции. При этом средний ресурс образцов должен составлять не менее 5000 ч.
    
    Максимальную испытательную температуру выбирают так, чтобы средний ресурс образцов при этой температуре составлял не менее 200 ч.
    
    В случае, если выбранная максимальная испытательная температура не позволяет сохранить интервал между температурами испытаний 20 °С, допускается уменьшить его до 10 °С.
    
    4.4. Для исключения механического повреждения образцов при проведении испытаний допускается использовать соответствующие рамки-держатели, рассчитанные не менее чем на 25 образцов.
    
    Схема рамки-держателя приведена на черт.4. Концы скрученных образцов должны выступать из рамки так, чтобы можно было подключить образцы к источнику напряжения без их изгибов и деформации.
    

Черт.4  

    
    
    4.5. После выдержки при испытательной температуре образцы провода извлекают из термостата и выдерживают не менее 30 мин при температуре окружающей среды 15-35 °С и относительной влажности 45-75%, после чего к каждому образцу должно быть приложено в течение 1-2 с испытательное напряжение частотой 50 Гц в зависимости от диаметральной толщины изоляции в соответствии с указанным ниже:
    

    
    Образец считается не выдержавшим испытание, если при испытании через него между скрученными проводами протекал ток не менее 5 мА без понижения напряжения более чем на 10%.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).
    
    4.6. Среднее число циклов испытаний вычисляют как среднее арифметическое числа циклов до выхода из строя каждого образца, включая цикл, в котором произошел выход его из строя.
    
    Значения ресурса, полученные при испытании образцов, выдержавших в среднем менее 8 или более 20 циклов при соответствующей температуре, не следует считать достоверными.
    
    Если среднее число циклов для испытуемых образцов при температуре испытаний будет менее 8, испытания повторяют, но при этом продолжительность и (если требуется) температуру испытаний выбирают как для материалов с меньшей нагревостойкостью.
    
    Если среднее число циклов превышает 20, при испытаниях допускается увеличить длительность воздействия температуры в соответствии с указанным в табл.3.
    
    

Таблица 3

_________________
    * Значение соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
         
    Таблица 3. (Измененная редакция, Изм. N 2).
    
    
    При этом общее число циклов до разрушения должно находиться в пределах 8-20.
    
    4.7. В случае нелинейной зависимости ресурса от температуры проводят дополнительные испытания не менее чем при двух значениях испытательных температур, не совпадающих с прежними значениями.
    
    Если первоначальные испытания проводились не менее чем при пяти значениях испытательных температур, то дополнительные испытания не проводят.
    
    4.8. При проведении испытаний для подтверждения нагревостойкости проводов, температурный индекс и нагревостойкость которых известны, испытания проводят при трех температурах, определяя ресурс 50%-ного образца при каждой температуре.
    
    Если температура в термостате на 20 °С выше предполагаемого температурного индекса, то средний ресурс образцов должен быть не менее 5000 ч; причем при ресурсе 4000 ч не менее 80% образцов, находящихся в термостате, должны выдержать испытание напряжением.
    
    Если после 5000 ч выдержки в термостате из строя вышло менее 50% образцов, испытания прекращают.
    
    4.9. Данные испытаний записывают в протокол испытаний, содержащий:
    
    марку провода с указанием диаметра проволоки, толщины изоляции, типа изоляционной эмали и материала проводника;
    
    марку пропитывающего состава;
    
    температуру испытаний, число циклов выдержки до выхода из строя и продолжительность воздействия температуры в каждом цикле;
    
    продолжительность испытаний в часах, до выхода из строя отдельного образца при каждой температуре испытаний;
    
    средний ресурс образцов при каждой температуре;
    
    среднее число циклов при каждой температуре;
    
    аналитическую или графическую зависимость ресурса от температуры с указанием доверительных границ с точностью 95% при каждой температуре и средних фактических ресурсах;
    
    значение температурного индекса;
    
    значение ресурса 50%-ного образца при каждой температуре испытаний или число вышедших из строя образцов после 5000 ч испытаний при определении нагревостойкости проводов, температурный индекс и нагревостойкость которых известны.
    
    

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    
    5.1. Ресурс образцов вычисляют как суммарное время воздействия испытательной температуры во всех циклах испытаний за вычетом половины длительности воздействия в последнем цикле, после которого образец вышел из строя.
    
    5.2. После того, как все образцы вышли из строя, вычисляют ресурс при каждой испытательной температуре. Для этого определяют средний ресурс как среднее логарифмическое ресурсов, определенных по п.5.1, для всех испытывающихся при данной температуре образцов. Для предварительной оценки нагревостойкости при минимальной испытательной температуре вместо среднего ресурса допускается применять значение ресурса 50%-ного образца, то есть время до пробоя среднего образца.
    
    Средний образец находят, прибавив единицу к общему числу образцов в группе и разделив полученное число на два, если число образцов нечетное.
    
     Если число образцов четное получают два средних образца и за ресурс 50%-ного образца в этом случае принимают среднее значение ресурсов двух средних образцов.
    
    5.3. Нагревостойкость изоляции выражают в виде аналитической и графической (линия регрессии) зависимостей между средним ресурсом, вычисленным по п.5.2 и температурой испытаний с оценкой доверительных границ.
    
    5.4. Обработку экспериментальных данных для получения аналитической зависимости между ресурсом и температурой проводят по методу наименьших квадратов с вычислением коэффициентов линии регрессии и доверительных границ результатов испытаний в соответствии с обязательным приложением 1.
    
    5.5. Для построения графической зависимости (линии регрессии) между ресурсом и температурой испытаний (см. обязательное приложение 1) используют систему координат теплового старения, в которой по оси абсцисс откладывают температуру в градусах Цельсия (в масштабе, обратно пропорциональном абсолютной температуре), а по оси ординат - время в часах (в логарифмическом масштабе).
    
    5.6. Температурный индекс провода определяют экстраполяцией зависимости, указанной в п.5.3, в область рабочих температур, которым соответствует ресурс, равный 20000 ч.
    
    Результаты экстраполяции по нелинейным зависимостям могут использоваться только для сравнительных оценок температурного индекса.
    
    5.7. Результаты испытаний, полученные на круглых проводах, распространяются на провода прямоугольного сечения с аналогичной изоляцией.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 2).

    
    5.8. Провод относится к данному температурному индексу, если полученное значение температурного индекса не ниже значения температурного класса.
    
    (Введен дополнительно, Изм. N 2).
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
АНАЛИТИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ РЕСУРСОМ И ТЕМПЕРАТУРОЙ
С ДОВЕРИТЕЛЬНЫМИ ГРАНИЦАМИ РЕСУРСОВ

    
    В основу методики обработки экспериментальных данных положены принципы регрессионного анализа. При этом предполагают следующее:
    
    а) старение изоляции проводов должно быть подчинено закону Аррениуса, то есть логарифм времени до пробоя является линейной функцией обратной величины абсолютной температуры как в диапазоне испытаний, так и в диапазоне экстраполяции по формуле (1):
    

,                                             (1)

где ;
        
      - ресурс при данной испытательной температуре, ч;
       
     , - коэффициенты линии регресии;
    

,

    
здесь - температура испытания, °С.
    
    б) зависимая переменная имеет нормальное распределение во всем диапазоне линейности.
    
    Примечание. В случае, если распределение логарифмов ресурсов образцов отличается от нормального, обработку полученных результатов с целью получения большей достоверности допускается проводить другими методами, учитывающими реальный вид закона распределения переменной .
    
    
    1. Определение средних значений и , и
    

,                                          (2)

    
здесь - число наблюдений (не менее 50) при (1, 2, …);
    
     - число температур испытаний (не менее 3).
    

,                                          (3)

    
причем
    

,                                             (4)

    
где - значение наблюдения при (1, 2, ...).
    
    2. Определение дисперсий наблюдаемых величин
    
    Для каждой величины вычисляют внутригрупповую дисперсию величины по формуле
    

; (1, 2…).                                       (5)

    
     3. Проверка условия равенства дисперсий
    
    Для оценки равенства дисперсий величины при различных значениях используют критерий Бартлета , который вычисляют по формуле
    

.                 (6)

    
     и вычисляют по формулам:
    

,                                  

,                             (7)

    
где - суммарная оценка общего отклонения от внутригрупповых средних значений .
    
    Значение сравнивают с величиной , приведенной в табл.1, которая является функцией числа степеней свободы () и величины (уровня значимости). Обычно выбирают равной 0,05. Если , то условие равенства дисперсий выполняется.
    
    

Таблица 1

0,05

    
    
    Если , то условие равенства дисперсий не выполняется.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    4. Определение коэффициентов линии регрессии и
    
    а) Случай однородных дисперсий переменной при всех значениях .
    
    Определение коэффициента
    

.                                         (8)

    
    Определение коэффициента
    

,                                                  (9)

    
где и вычисляют по формулам (2) и (3), а по формуле (4).
    
    Если при каждом значении число испытываемых образцов , то формулы (2), (3), (8) принимают вид:
    

;                                               (10)

    
;                                         (11)

    
где ;

;                                         (12)

    
    б) Случай неоднородных дисперсий переменной при значениях .
    
    Определение коэффициента
    

;                                         (13)

    
    Определение коэффициента  
    

.                                                     (14)

    
    В формулах (13) и (14) и вычисляют по формулам:
    

;                                               (15)

    
;                                               (16)

    
где
    

.                                                     (17)

    
    Величины , , вычисляют соответственно по формулам (4), (5) и (7).
    
    Если при испытаниях для каждой температуры берут одинаковое число образцов , то формулы (13), (15) и (16) принимают вид:
    

;                                       (18)

    
;                                               (19)

.                                               (20)

    (Измененная редакция, Изм. N 1).

    5. Проверка условия линейности зависимости
    
     и определение оценки дисперсии величины для единичных отклонений от линии регрессии.
    
    Используя вычисленные коэффициенты и по формуле (1), вычисляют точки на линии регрессии , соответствующие значениям .
    

,

а затем и среднее отклонение (дисперсию линии регрессии).
    
    Для однородных дисперсий переменной
    

.                                         (21)

    
    Для неоднородных дисперсий переменной
    

.                                         (22)

    
    Если значительно больше чем , то отклонение от линейности значительно больше того, которое имеет место в эксперименте, и условие линейности зависимости между и не соблюдается.
    
    Для проверки значимости расхождений величин и применяют критерий Фишера.
    
    Для этого вычисляют величину по формуле
    

.                                                         (23)

    
    Расчетную величину сравнивают с величиной , взятой из табл.2, которая является функцией степеней свободы дисперсий и (,) и уровня значимости (обычно 0,05).
    
    Если , то условие линейности соблюдается, если , то условие линейности не соблюдается.
    
    Если расхождения между и незначительные, то есть условие линейности соблюдается, то вычисляют дисперсию величины для единичных отклонений от линии регрессии по формулам:
    
    для однородных дисперсий переменной
    

,                (24)

    
где - общее число образцов;
    
    для неоднородных дисперсий переменной
    

.                (25)

    
    
Таблица 2

 
    
      6. Определение доверительных границ для
    
    Доверительные границы вычисляют для величин , для значений (1, 2, 3 … ). Для этого предварительно вычисляют среднее отклонение для данной величины по формулам:
    
    для однородных дисперсий переменной
    

                           (26)

    
где вычисляют no формулам (2) или (10);

    для неоднородных дисперсий переменной
    

                  (27)

    
где вычисляют по формулам (15) или (19).
    
    Симметричные доверительные границы, например, для вычисляют по формуле
    

                                          (28)

    
где значение при заданной величине 0,05 и в зависимости от числа степеней свободы () выбирают в соответствии с указанным ниже:

    
    7. Определение температурного индекса эмалированных проводов
    
    Температурный индекс определяют при по формуле
    

,                                                (29)

    
где значения и определяют по формулам (8) и (9).
    
    8. Подготовка экспериментальных данных для обработки на ЭВМ
    
    Расчеты, приведенные в настоящем приложении, ввиду их сложности и трудоемкости рекомендуется производить на ЭЦВМ.
    
    Для расчета на ЭЦВМ должны быть представлены следующие данные:
    
    марка провода и номинальный диаметр проволоки;
    
    температура испытаний и длительность цикла при каждой температуре;
    
    ресурсы в часах, расположенные в возрастающем порядке;
    
    число образцов, соответствующее данному ресурсу.
    
    9. Пример расчета нагревостойкости провода марки ПЭВ-2 с номинальным диаметром проволоки 1,02 мм
    
    Исходные данные и и данные испытаний приведены в табл.3.
    
    

Таблица 3

    
    Примечание. - температура испытания; - длительность цикла при каждой температуре
    
    
    Ресурс определяют по п.5.1 настоящего стандарта.
    
    Например: .
    
    Примечание. Все расчеты производят с точностью не менее шести знаков.
    
    
    Определение
    
    125 °C; .
    
    150 °C; .
    
    170 °C; .
    
    По формуле (10) находят
    
    .
    
    Определение
    
    По формуле (4) находят , используя данные табл.5,
    
    .
    
    Аналогично находят и
    
    2,902579; 2,414478
    
    Определение
    
    Taк как , то значение находят по формуле (11)
    
    .
    
    Определение производят по формуле (5), используя данные, приведенные в табл.4.
    
    .
    
    

Таблица 4

    
Определение и

    
    
Продолжение табл.4

    
    
Продолжение табл.4

    
    
    ;
    
    .
    

Проверка условий равенства дисперсий

    
    По формуле (7) определяют :
    
    .
    
    По формуле (6) вычисляют
    
    
    
    В данном случае .
    
    Так как , то в дальнейшем следует пользоваться расчетом для неоднородных дисперсий переменной .
    

Определение коэффициента линии регрессии

    
    Коэффициент определяют по формуле (18).
    
    Промежуточные данные для расчета коэффициента приведены в табл.5.
    
    

Таблица 5

    
    
Продолжение табл.5

    
    
    По формулам (17), (21) и (22) находят:
    
    ;
    
    ;
    
    .
    
    По формулам (19) и (20) определяют значения и :
    
    
    
    
    
    
    
    По формуле (14) определяют коэффициент
    
    .
    

Проверка линейности зависимости и определение

    
    По формуле (1) определяют величину
    
    .
    
    Значения для и и промежуточные данные для определения величины приведены в табл.6.
    
    

Таблица 6

    
    
    По формуле (22) определяют
    

.

    
    По формуле (23) вычисляют величину
    

.

    
    В нашем случае и , что соответствует значению .
    
    Так как расчетное значение , то условия линейности линии регрессии выполняется.
    

Вычисление дисперсии единичных отклонений от линии регрессии

    
    По формуле (25) определяют
    

.

    
Определение доверительных границ для

    
    По формуле (27) определяют .
    
    Промежуточные данные приведены в табл.7.
    
    

Таблица 7

  
    .
_________________
    * Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

        
    Доверительные границы вычисляют по формуле (28)
    
    ;
    
    ;
    
    ;
    
    ;
    
    ;
    
    .
    
    По формуле (29) определяют температурный индекс эмалированных проводов
    

°С.

    
    Нагревостойкость изоляции эмалированных проводов, выраженная формулой (1), имеет вид:
    

.

    
     Графическая зависимость между и приведена на чертеже.
    

1 - линия регрессии; 2 - доверительные границы линии регрессии

________________
    * Чертеж (Измененная редакция, Изм. 1).
    
    ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. 1).
    

    
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

    
Термины и определение понятий, встречающихся в стандарте

_________________
    * Ресурс изоляции эмалированного провода не эквивалентен наработке провода в составе изделия.
    
    ** Условное обозначение температурного индекса - Т. И. с указанием температуры, соответствующей ресурсу, равному 20000 ч.
    
    
    Пример условного обозначения температурного индекса проводов марки ПЭВ-2:
    

ПЭВ-2: Т.И.105