استاندارد دوراهه مسی، آلومینیومی، بیمتال و پیچ‌برشی برای سطح ولتاژ فشار متوسط ۱۸/۳۰ (۳۶) کیلوولت؛ IEC 61238-1-3:2018

۱. دوراهه مسی، آلومینیومی، بیمتال و پیچی چه آزمون‌هایی باید بگذرانند؟

جنس دوراهه و روش نصب مستقل‌اند: مسی، آلومینیومی و بیمتال، جنس یا ساختار قطعه‌اند؛ پرسی، پیچی و پیچ‌برشی روش اتصال را توصیف می‌کنند. هیچ‌یک از این عنوان‌ها، به‌تنهایی دوراهه را از آزمون معاف نمی‌کند.

در این بخش استاندارد فقط کلاس الکتریکی A تعریف شده است: ۱۰۰۰ چرخه حرارتی، شش اتصال کوتاه پس از ۲۰۰ چرخه و ارزیابی مقاومت و دما لازم‌اند. آزمون کشش نیز طبق کلاس مکانیکی ۱ یا ۲ انجام می‌شود. کلاس B و کلاس مکانیکی ۰ در بند ۵٫۱ این بخش تعریف نشده‌اند. [۱: بندهای ۵٫۱، ۶ و ۷]

۲. دامنه کاربرد و محدودیت‌ها

این مقاله بازنویسی توضیحی ویرایش ۲۰۱۸ است و جایگزین متن رسمی و برنامه آزمون آزمایشگاه نیست. استاندارد بر عملکرد اتصال نصب‌شده تمرکز دارد و یک نقشه عمومی، گشتاور ثابت یا تعداد پرس یکسان برای همه محصولات تعیین نمی‌کند. [۱: بندهای ۱ و ۵٫۳]

نام‌گذاری صحیح سطح ولتاژ ۱۸/۳۰ (۳۶) کیلوولت

نماد متعارف ولتاژ کابل U₀/U(Uₘ) است. بنابراین عبارت ۱۸/۳۰ (۳۶) سه رده مستقل نیست؛ ۱۸ ولتاژ هادی نسبت به زمین، ۳۰ ولتاژ نامی بین فازها و ۳۶ حداکثر ولتاژ سیستم است. این توضیح نام‌گذاری کابل را روشن می‌کند و نباید آن را با سه آزمون جداگانه دوراهه اشتباه گرفت.

دامنه IEC 61238-1-3 از بالاتر از یک تا ۳۰ کیلوولت است؛ در نتیجه کاربردهای فشار متوسط پایین‌تر نیز با احراز شرایط دامنه قابل بررسی‌اند. این گزارش به‌تنهایی برای مفصل ۷۲٫۵ کیلوولت کافی نیست. [۱: بند ۱؛ ۳: نام‌گذاری کابل]

۳. تفاوت استاندارد دوراهه با استاندارد مفصل کامل

این استاندارد اتصال هادی را روی هادی بدون عایق ارزیابی می‌کند؛ قبولی دوراهه، به‌تنهایی استقامت عایقی، کنترل میدان الکتریکی، تخلیه جزئی یا آب‌بندی مفصل کامل را اثبات نمی‌کند.

برای مجموعه مفصل در دامنه IEC 60502-4، آزمون‌های کامل متعلقات نیز باید مطابق مرجع مربوط بررسی شوند. برای دوراهه تا یک کیلوولت، مقاله مستقل IEC 61238-1-1 در همین وبسایت منتشر شده است. [۱: بند ۱؛ ۲ و ۳]

۴. کلاس الکتریکی A و کلاس‌های مکانیکی ۱ و ۲

برخلاف بخش یک کیلوولت، در بند ۵٫۱ این بخش فقط کلاس الکتریکی A و دو کلاس مکانیکی ۱ و ۲ تعریف شده است. پس حذف آزمون اتصال کوتاه با عنوان کلاس B یا حذف کشش با عنوان کلاس مکانیکی ۰، مبنای انطباق با این بخش نیست. [۱: بند ۵٫۱]

کلاس الکتریکی و مکانیکی مستقل‌اند؛ «A، مکانیکی ۱» یعنی قبولی در آزمون‌های الکتریکی A و کشش کلاس ۱. کلاس ۲ برای مس از ۴۰۰ و آلومینیوم از ۶۳۰ میلی‌متر مربع و نیروهای بالاتر از ۲۰ کیلونیوتن تعریف شده است.

۵. آماده‌سازی هادی، نصب و مدار آزمون

نمونه‌ها باید مطابق دستور سازنده نصب شوند. پاک‌سازی، برس‌زدن، خمیر تماس، لقمه و ابزار باید همان مواردی باشند که در روش نصب و گزارش آزمون ثبت می‌شوند؛ این استاندارد دستور یکسانی برای آماده‌سازی همه آلیاژها و همه محصولات نمی‌دهد. [۱: بندهای ۵٫۲، ۵٫۳ و ۶٫۱]

۶. جدول آزمون‌های نوعی لازم

این آزمون‌ها طراحی محصول را ارزیابی می‌کنند. برنامه کنترل کیفیت هر بچ تولیدی موضوع جداگانه‌ای است؛ نباید از وجود آزمون نوعی، انجام هزار چرخه روی تک‌تک دوراهه‌ها را برداشت کرد. [۱: مقدمه و بندهای ۶ و ۷]

۷. مقاومت و دما چگونه اندازه‌گیری می‌شوند؟

اندازه‌گیری مقاومت باید در دمای پایدار انجام شود. روش پیشنهادی، عبور جریان DC حداکثر تا ۱۰ درصد جریان تخمینی چرخه حرارتی، بدون گرم‌کردن محسوس، و اندازه‌گیری افت ولتاژ است؛ مقاومت از R = U/I به دست می‌آید. بهتر است جریان اندازه‌گیری در تمام مراحل یکسان بماند. [۱: بند ۶٫۲]

محل برداشت ولتاژ و طول‌های اندازه‌گیری باید مطابق شکل ۴ و ضمیمه B تعیین شوند؛ عدد مقاومت شامل طول‌های مجاور را نباید بدون اصلاح به‌عنوان مقاومت خود دوراهه گزارش کرد. در صورت احتمال اثر ولتاژ ترموالکتریکی، اندازه‌گیری با دو جهت جریان و میانگین‌گیری توصیه شده است.

برای مقایسه، مقاومت به ۲۰ درجه تصحیح می‌شود: R₂₀ = (U/I) ÷ [۱ + α(θ − ۲۰)]. در محاسبات این سند، α برای مس و آلومینیوم برابر ۰٫۰۰۴ بر کلوین در نظر گرفته می‌شود. دمای اندازه‌گیری و مقاومت مرجع نیز باید ثبت شوند. [۱: ضمیمه F]

۸. چرخه حرارتی؛ چرا دمای آزمون ۱۲۰ تا ۱۴۰ درجه است؟

دمای آزمون شتاب‌یافته با دمای مجاز بهره‌برداری متفاوت است. در این بخش، هادی مرجع لخت طبق روش زیر گرم می‌شود؛ دمای دائم مجاز هادی در دامنه استاندارد همچنان حداکثر ۹۰ درجه است. [۱: بندهای ۱ و ۶٫۳]

اتصال‌دهنده میانی، سومین نمونه از نظر بالاترین دما بین شش اتصال در چرخه اول است. چرخه اول شرایط تعادل را تعیین می‌کند و چرخه دوم زمان و پروفیل لازم برای تکرار چرخه‌ها را مشخص می‌سازد.

۹. حداقل زمان حفظ تعادل حرارتی — جدول ۱

در چرخه اول، نوسان دمای مرجع و اتصال‌ها در تعادل باید از ±۲ کلوین بیشتر نباشد. حداقل مدت حفظ پایداری به سطح مقطع بستگی دارد؛ طول هر چرخه یک زمان ثابت عمومی برای همه سایزها نیست. [۱: بند ۶٫۳٫۲ و جدول ۱]

۱۰. مراحل ثبت مقاومت — جدول ۲

پس از سردشدن در مراحل مقرر، مقاومت و دمای هر اتصال و هادی مرجع ثبت می‌شود. بیشینه دمای هر اتصال در چرخه بلافاصله پیش یا پس از اندازه‌گیری مقاومت نیز ثبت می‌شود. [۱: بند ۶٫۳٫۴]

۱۱. شش آزمون اتصال کوتاه کلاس A

بعد از ۲۰۰ چرخه، شش بار جریان اتصال کوتاه AC به هر اتصال اعمال می‌شود. پس از هر بار، حلقه تا حداکثر ۳۵ درجه سرد می‌شود. دمای اولیه، جریان، زمان و انتگرال ژول هر بار باید در گزارش ثبت شوند. [۱: بند ۶٫۴]

در اتصال هادی‌های متفاوت، هادی دارای بیشترین مقاومت الکتریکی نامی بر واحد طول، مرجع آزمون اتصال کوتاه است. در اتصال انشعابی، جریان باید از مسیر اصلی به شاخه اتصال مورد آزمون عبور کند. این آزمون عمدتاً اثر حرارتی را بازسازی می‌کند؛ کاهش نیروهای الکترودینامیکی با مسیر برگشت هم‌مرکز توصیه شده است.

نکته درباره دمای اتصال کوتاه و جریان نامی

۲۵۰ تا ۲۷۰ درجه، شرط آزمون روی مرجع در بند مربوط است؛ از آن نباید مجوز بهره‌برداری کابل با چنین دمایی برداشت کرد. همچنین ۴۵ کیلوآمپر، جریان اسمی قابل تعمیم به همه دوراهه‌ها نیست. برای سایزهای بزرگ‌تر از ۶۳۰ مس و ۱۰۰۰ آلومینیوم، متن تصریح می‌کند که پارامترهای ۴۵ کیلوآمپر و ۵ ثانیه برای رسیدن به ۲۵۰ درجه کافی نیستند و روش بند ۶٫۴٫۳ ملاک است.

انتگرال ژول I²t باید در دامنه محاسبه‌شده باشد. اندازه‌گیری RMS ترجیحاً مؤلفه DC جریان خطا را نیز لحاظ کند؛ روش جایگزین ضمیمه E این مؤلفه را در نظر نمی‌گیرد. [۱: بند ۶٫۴ و ضمائم D و E]

۱۲. معیارهای قبولی الکتریکی — جدول ۳

ضریب مقاومت k، مقاومت محاسبه‌شده اتصال را نسبت به مقاومت طول معادل هادی مرجع بیان می‌کند. ابتدا مقاومت و طول‌های مجاور طبق ضمیمه F اصلاح می‌شوند؛ مقایسه یک عدد خام میکرو‌اهم برای صدور انطباق کافی نیست. شاخص‌های زیر باید طبق روش آماری همان ضمیمه محاسبه شوند. [۱: بندهای ۶٫۵ و ۶٫۶]

حد D = ۰٫۱۵ صرفاً اختلاف ۱۵ درصدی مقاومت ابتدا و انتها نیست؛ این شاخص از روند و پراکندگی ۱۱ مرحله پایانی محاسبه می‌شود. حد λ = ۲ نیز به‌تنهایی جای سایر معیارهای پایداری را نمی‌گیرد.

۱۳. مردودی و تکرار آزمون

هر شش اتصال باید معیارهای جدول ۳ را رعایت کنند. قاعده تکرار مربوط به ارزیابی الکتریکی بند ۶٫۶ است.

۱۴. نیروی کشش — جدول ۴

آزمون کشش برای کلاس‌های مکانیکی ۱ و ۲ روی سه نمونه اضافی با همان ترکیب هادی و روش نصب آزمون الکتریکی انجام می‌شود. طول آزاد پیشنهادی بین اتصال‌ها یا بین اتصال و فک دستگاه حداقل ۵۰۰ میلی‌متر است. در انشعاب یا ترکیب‌های مختلف، تعداد نمونه طبق بند ۷٫۲ افزایش می‌یابد. [۱: بند ۷]

در جدول زیر A سطح مقطع هادی بر حسب میلی‌متر مربع و F نیروی آزمون بر حسب نیوتن است.

روش و مثال آزمون کشش

بارگذاری تا ۲۵ درصد نیروی جدول برای علامت‌گذاری نسبی هادی و اتصال و سپس تا نیروی نهایی انجام می‌شود. نرخ افزایش بار از ۱۰ نیوتن به ازای هر میلی‌متر مربع سطح مقطع در ثانیه تجاوز نکند. نیروی نهایی یک دقیقه حفظ شود و تلرانس اعمال نیرو ±۵ درصد است.

معیار قبولی: لغزش در یک دقیقه نهایی نباید بیش از ۳ میلی‌متر باشد. قبولی این آزمون، اثبات قبولی الکتریکی نیست. [۱: بندهای ۷٫۱ تا ۷٫۳]

۱۵. دوراهه پیچی و پیچ‌برشی؛ چه چیزی باید ثابت بماند؟

پیچ‌برشی نوعی اتصال مکانیکی است که مشخصه شکست سر پیچ در طراحی آن نقش دارد. این سند برای تمام پیچ‌ها، یک جنس، قطر یا گشتاور شکست عمومی تعیین نمی‌کند؛ مجموعه نصب‌شده باید آزمون‌های مربوط را پاس کند.

بند ۵٫۴ در یکی از قواعد تعمیم طرح‌های مکانیکی، یکسان‌بودن جنس بدنه، طراحی کانال هادی و تعداد و طراحی پیچ‌ها شامل گشتاور، جنس، اندازه و مشخصه شکست را شرط می‌داند. بنابراین تعویض پیچ با نمونه ظاهراً مشابه، به‌خودی‌خود تحت پوشش گزارش قبلی نیست. [۱: بندهای ۵٫۳ و ۵٫۴]

۱۶. نکات اجرایی برای دوراهه پرسی، آلومینیومی و بیمتال

این بخش راهنمای اجرایی است؛ جزئیات الزام‌آور نصب از دستور محصول و روش آزموده‌شده آن گرفته می‌شود. جنس دوراهه، جنس دو هادی، کلاس هادی، شکل گرد یا سکتور و بازه سطح مقطع باید هم‌زمان تطبیق داده شوند.

در پرسی، ابزار، لقمه و محل و تعداد پرس نباید حدس زده شود. در آلومینیوم، روش اکسیدزدایی و خمیر تماس باید مطابق دستور سازنده باشد؛ خمیر داخل قطعه خودسرانه پاک یا با ماده دیگری جایگزین نشود. برای Al/Cu، فقط از قطعه‌ای استفاده شود که کاربرد انتقالی آن مستند است.

پس از اتصال، کنترل ورود کامل هادی، سالم‌بودن رشته‌ها، ترک و پلیسه، وضعیت نهایی پیچ‌ها و پاک‌سازی براده و مواد اضافی پیش از بازسازی عایق مفصل انجام شود. این کنترل‌های نصب جای آزمون نوعی را نمی‌گیرند. [۱: بند ۵٫۳]

۱۷. اعتبار گزارش برای سایزها، بیمتال و طرح‌های مشابه

اصل این است که گزارش برای همان ترکیب اتصال‌دهنده و هادی معتبر باشد. تعمیم فقط طبق بند ۵٫۴ مجاز است؛ یک نمونه موفق، به معنای قبولی خودکار تمام سایزها، جنس‌ها و شکل‌های هادی نیست.

برای دوراهه اتصال دو هادی متفاوت از نظر سطح مقطع، شکل یا جنس، اگر روش اتصال و بشکه‌های هر سمت قبلاً جداگانه برای ترکیب مربوط آزموده شده باشند، طبق شرایط بند ۵٫۴ آزمون اضافی لازم نیست. در غیر این صورت آزمون‌های اضافی مربوط انجام می‌شوند؛ در آزمون اضافی بیمتال، هادی دارای دمای بالاتر به‌عنوان مرجع انتخاب می‌شود. این قاعده با انتخاب مرجع آزمون اتصال کوتاه یکی نیست.

تعمیم به بدنه مکانیکی با قطر بیرونی بزرگ‌تر، فقط تحت شرط‌های بند ۵٫۴ از جمله یکسان‌ماندن جنس بدنه، کانال هادی، تعداد و طراحی پیچ‌ها و قبولی روی بزرگ‌ترین سطح مقطع ممکن معتبر است؛ شباهت ظاهری کافی نیست.

۱۸. گزارش معتبر چه اطلاعاتی دارد؟

گزارش آزمون باید محصول عرضه‌شده را به نمونه آزموده‌شده و دامنه تأیید پیوند دهد. عبارت کلی «تست‌شده طبق IEC» بدون مشخصات نمونه و نتایج، اطلاعات کافی برای ارزیابی انطباق ارائه نمی‌کند. [۱: بند ۸]

۱۹. ضمائم A تا H؛ کدام الزامی‌اند؟

ضمیمه الزامی در موارد قابل اعمال بخشی از الزامات سند است؛ ضمیمه اطلاعاتی راهنماست. بخش فشار متوسط، افزون بر A تا G، ضمیمه اطلاعاتی H درباره کابلشوهای مورد استفاده در کانکتورهای جداشدنی دارد.

ترجمه فارسی توضیحی هر ضمیمه، همراه با روابط و جزئیات اجرایی، در ادامه همین مقاله آمده است.

ترجمه فارسی ضمائم؛ راهنمای مطالعه

در بخش‌های زیر، متن ضمائم به فارسی روان و با حفظ ترتیب موضوعات، الزامات و روابط فنی بازنویسی شده است. توضیح شکل‌ها به متن و جدول تبدیل شده و فرمول‌ها برای جلوگیری از جابه‌جایی نمادها چپ‌به‌راست نمایش داده می‌شوند. این ترجمه توضیحی، ترجمه رسمی یا جایگزین فایل اصلی نیست؛ مرجع هر بخش، ضمیمه هم‌نام در استاندارد این مقاله است. [۱: ضمائم]

«باید» الزام سند را بیان می‌کند؛ «توصیه می‌شود» یا «می‌توان» با الزام یکسان نیست. ضمائم A، B، D و F الزامی و C، E و G اطلاعاتی‌اند. معانی نمادهای تکراری باید در همان ضمیمه خوانده شوند؛ برای نمونه β ضمیمه D یک ثابت ماده است، اما β ضمیمه F شاخص آماری پراکندگی است.

ترجمه ضمیمه A — هم‌پتانسیل‌سازها و آماده‌سازی آن‌ها | الزامی

A.1 — الزامات: در هادی‌های رشته‌ای و افشان، اختلاف پتانسیل رشته‌ها در محل برداشت ولتاژ می‌تواند نتیجه اندازه‌گیری مقاومت را تغییر دهد. هم‌پتانسیل‌ساز باید همه رشته‌ها را به یکدیگر متصل کند تا توزیع جریان یکنواخت و اندازه‌گیری مقاومت قابل اتکا شود.

هم‌پتانسیل‌ساز باید در طول آزمون الکتریکی، از جمله اتصال کوتاه در صورت کاربرد، استحکام حرارتی و مکانیکی کافی داشته باشد. هنگام ساخت آن نباید رشته‌ها بیش از حد بازپخت یا باریک شوند و حجم فلز عبوردهنده جریان باید کافی باشد. جرم یا اندازه نامناسب هم‌پتانسیل‌ساز نباید با تغییر انتقال حرارت، دمای اتصال یا هادی مرجع را تحت تأثیر قرار دهد.

استفاده از هم‌پتانسیل‌ساز جوش‌شده، لحیم‌شده یا پرسی امکان‌پذیر است؛ برای هادی رشته‌ای، روش جوش‌کاری توصیه شده است. روش دیگر فقط زمانی قابل استفاده است که نتایج قابل مقایسه بدهد و دمای اتصال‌ها یا مرجع را تغییر ندهد.

A.2 — آماده‌سازی جوشی: ماده جوش بهتر است مشابه جنس هادی باشد. سر هادی‌ها عمود بریده و تمیز شود؛ همه رشته‌ها با مشعل ذوب و به هم متصل شوند. فلز جوش تا تشکیل پخ موردنظر افزوده شود. در شکل A.1، a طول پخ و b فاصله دو سر پیش از جوش نهایی است.

هادی‌ها مهار و با فاصله b قرار داده شوند؛ فلز جوش از مرکز افزوده و هادی‌ها چرخانده شوند تا پروفیل جوش یکنواخت حاصل شود. ناحیه دورتر از سر هادی باید به اندازه کافی خنک بماند تا خواص مکانیکی محل نصب اتصال تغییر نکند. محل برداشت پتانسیل در میانه هم‌پتانسیل‌ساز علامت‌گذاری می‌شود.

ترجمه ضمیمه B — اندازه‌گیری‌ها | الزامی

B.1 — محل برداشت پتانسیل: آرایش محل‌های برداشت ولتاژ برای اتصال‌های مختلف در شکل ۴ استاندارد آمده است. روی هادی مفتولی، محل برداشت باید نزدیک اتصال باشد، اما با خود اتصال تماس نداشته باشد. روی هادی رشته‌ای، برداشت ولتاژ از میانه هم‌پتانسیل‌ساز انجام می‌شود؛ فاصله آن از اتصال طبق رابطه زیر است.

طول واقعی بخش‌های مجاور هر اتصال، یعنی lₐ و lᵦ، ممکن است در حلقه یکسان نباشد؛ بنابراین طول هر نمونه باید جداگانه در محاسبه مقاومت همان نمونه لحاظ شود.

B.2 — اندازه‌گیری دما: بین اتصال گرم ترموکوپل و جسم مورد اندازه‌گیری باید تماس حرارتی مناسب برقرار باشد. در هادی مرجع، ترموکوپل در وسط طول مرجع قرار گیرد؛ روی هادی مفتولی در سوراخ کوچک و روی هادی رشته‌ای زیر رشته‌های لایه بیرونی تثبیت شود.

روی بدنه اتصال، می‌توان ترموکوپل را داخل سوراخ کوچک بدنه یا با چسب رسانای حرارت یا نوار حرارتی به سطح بیرونی متصل کرد. مقدار چسب یا نوار نباید دفع حرارت اتصال را تغییر دهد.

B.3 — مقاومت معادل هادی: مقاومت طول معلوم هادی مرجع و دمای آن اندازه‌گیری می‌شود تا سهم مقاومتی lₐ و lᵦ از مقاومت اندازه‌گیری‌شده کسر و مقاومت خود اتصال Rⱼ تعیین شود. در اتصال انشعابی، مقاومت مرجع اصلی و شاخه هر دو، طبق آرایش شکل ۴، وارد محاسبه می‌شوند.

در هر نوبت اندازه‌گیری مقاومت اتصال، مقاومت مرجع نیز دوباره اندازه‌گیری شود. مقادیر مرجع پس از تصحیح دمایی باید در طول آزمون پایدار بمانند؛ این امر نشانه‌ای از پایداری هم‌پتانسیل‌سازهاست. هنگام تعیین k، مرجع و تمام اتصال‌ها باید در دامنه دمای محیط مقرر بند ۶٫۲٫۲ باشند.

ترجمه ضمیمه C — کاهش عدم‌قطعیت اندازه‌گیری | اطلاعاتی

C.1 — جابه‌جایی حلقه: از خم‌کردن و ارتعاش حلقه هنگام حمل و کار جلوگیری شود؛ نیروهای مکانیکی ناشی از آن می‌توانند مقاومت تماس نمونه را تغییر دهند. محل‌های برداشت ولتاژ باید در کل آزمون ثابت و آشکارا علامت‌گذاری شوند، زیرا محاسبات به وضعیت اولیه متکی‌اند. بازبینی این محل‌ها، به‌ویژه پس از اتصال کوتاه، توصیه می‌شود.

C.2 — تجهیزات و قرائت: در هادی رشته‌ای، بخش‌های بین هم‌پتانسیل‌سازها که اتصال آزمایشی در آن‌ها نصب نشده است، می‌توانند برای کنترل صحت مقاومت به کار روند. داده‌ها باید پایداری قابل قبول هم‌پتانسیل‌سازها را نشان دهند.

اعتبار کالیبراسیون هر دستگاه پیش از آزمون بررسی یا دستگاه کالیبره شود؛ در صورت امکان کل زنجیره اندازه‌گیری کالیبره شود. برای جریان می‌توان شنت کالیبره در مدار گذاشت. در صورت امکان، یک دستگاه برای اندازه‌گیری ولتاژ DC، افت ولتاژ شنت و خروجی ترموکوپل استفاده شود.

یک مقاومت کالیبره هم‌مرتبه با مقاومت‌های مورد اندازه‌گیری می‌تواند برای کنترل قرائت مستقیم مقاومت یا زنجیره اندازه‌گیری ولتاژ به کار رود. کنترل پیش از آزمون، در طول آن و پس از پایان انجام شود.

توصیه می‌شود دستگاه‌ها در کل آزمون ثابت بمانند؛ تعویض دستگاه می‌تواند عدم‌قطعیت سیستماتیک را تغییر دهد و بر ارزیابی اثر بگذارد. ذخیره خودکار داده‌ها و نرم‌افزار محاسباتی اعتبارسنجی‌شده، خطاهای رونویسی و محاسبه را کاهش می‌دهند.

محاسبه k با مقاومت‌های بدون تصحیح دمایی فقط تحت شرط‌های این ضمیمه قابل استفاده است: مقاومت مرجع در طول آزمون تغییر نکند و در لحظه اندازه‌گیری، تمام اجزای حلقه هم‌دما و پایدار باشند. این استثنا مجوز عمومی حذف تصحیح دما نیست. باید برای جلوگیری از قرائت‌های کاذب و نامعتبر کوشش شود.

ترجمه ضمیمه D — محاسبه جریان اتصال کوتاه آدیاباتیک | الزامی

آدیاباتیک یعنی در مدل محاسبه، انتقال حرارت به محیط هنگام اتصال کوتاه نادیده گرفته می‌شود. رابطه عمومی زیر برای دمای اولیه دلخواه، ارتباط انرژی ژولی، جنس هادی، سطح مقطع واقعی و دمای ابتدا و انتها را بیان می‌کند.

IAD مقدار مؤثر جریان اتصال کوتاه در مدت آزمون بر حسب آمپر، t زمان بر حسب ثانیه، S سطح مقطع واقعی هادی بر حسب mm²، θᵢ دمای اولیه و θf دمای نهایی بر حسب سانتی‌گراد است. K ثابت جنس با واحد A·√s/mm² و β معکوس ضریب دمایی مقاومت هادی در صفر درجه با واحد کلوین است. ln لگاریتم طبیعی است.

جدول D.1 مقادیر الزامی ثابت‌ها برای مس و آلومینیوم را می‌دهد. این β با شاخص پراکندگی β در ضمیمه F متفاوت است.

تکمیل ضمیمه D — سطح مقطع واقعی و جلوگیری از گرمایش اضافی

اندازه‌گیری دمای نهایی هادی در آزمون اتصال کوتاه الزامی نشده است؛ با این حال تجربه نشان داده استفاده از سطح مقطع نامی در محاسبه، برای برخی سایزها می‌تواند دمای نهایی واقعی را بیش از انتظار بالا ببرد. ازاین‌رو تعیین سطح مقطع واقعی S برای جلوگیری از گرمایش بیش از حد توصیه شده است.

روش ترجیحی، وزن‌کردن طول معلوم هادی و محاسبه سطح مقطع از جرم، طول و چگالی ماده است. طول نمونه وزن‌شده نباید از بزرگ‌ترِ طول مرجع lᵣ و ۱۰۰۰ میلی‌متر کمتر باشد.

مبنای این ضمیمه، بند ۳ و جدول I استاندارد IEC 60949:1988 و اصلاحیه ۲۰۰۸ آن است. برای آلیاژها باید روش کامل همان مرجع به کار رود؛ استفاده خودکار از ثابت‌های مس یا آلومینیوم خالص صحیح نیست.

ترجمه ضمیمه E — تعیین مقدار مؤثر جریان اتصال کوتاه | اطلاعاتی

اگر مؤلفه متناوب جریان اتصال کوتاه در طول زمان، مقدار مؤثر متقارن ثابتی نداشته باشد، می‌توان مقدار مؤثر معادل را از نوسان‌نگاشت جریان مطابق شکل E.1 تعیین کرد.

در شکل، AA′ و BB′ پوش‌های بالا و پایین موج‌اند؛ CC′ جابه‌جایی خط میانی موج نسبت به صفر عادی را نشان می‌دهد. در این روش، مؤلفه DC کنار گذاشته می‌شود و فقط مؤلفه AC ارزیابی می‌شود. بنابراین مقدار به‌دست‌آمده را نباید با RMS کلِ شامل مؤلفه DC یکسان دانست.

کل مدت اتصال کوتاه BT به ۱۰ بازه زمانی مساوی تقسیم می‌شود. در ۱۱ نقطه از صفر تا ۱۰، مقدار قله مؤلفه AC نسبت به خط میانی استخراج و Imax,0 تا Imax,10 نام‌گذاری می‌شود. سپس مقدار مؤثر مؤلفه AC در هر نقطه از تقسیم قله بر √۲ به دست می‌آید.

فرمول وزن‌دار زیر از مقادیر ابتدا، انتها و نقاط میانی استفاده می‌کند. ضرایب نقاط فرد ۴ و نقاط زوج داخلی ۲ است. این ضمیمه با ضمیمه G استاندارد IEC 62475:2010 سازگار است.

ترجمه ضمیمه F — روش محاسبه و ارزیابی آماری | الزامی

F.1 و F.2 — مبنا و داده‌ها: ارزیابی آماری باید مطابق IEC 60493-1 باشد. در مراحل جدول ۲ و در دمای محیط، افت ولتاژ U روی مجموعه هر اتصال، جریان DC هم‌زمان I و دمای اتصال θ ثبت می‌شود. برای هادی مرجع نیز Uᵣ، Iᵣ و θᵣ ثبت می‌شوند. اندازه‌گیری مستقیم R و Rᵣ می‌تواند جایگزین نسبت‌های ولتاژ به جریان شود.

دمای اتصال‌ها و مرجع هنگام چرخه حرارتی پیش یا پس از نوبت اندازه‌گیری مقاومت نیز ثبت می‌شود. طول‌های lₐ، lᵦ، lⱼ و lᵣ مطابق شکل ۴ برای کل آزمون اندازه‌گیری و حفظ می‌شوند. تلرانس اندازه‌گیری طول برای ۴۰ میلی‌متر و بیشتر ±۲ میلی‌متر و برای طول کمتر از ۴۰ میلی‌متر ±۵ درصد است.

برای خوانایی، در فرمول‌های این ترجمه k̄ⱼ میانگین ۱۱ مقدار یک اتصال و K̄ میانگین شش میانگین نمونه‌هاست. زیرنویس j شماره اتصال و زیرنویس i شماره نوبت اندازه‌گیری است؛ این نام‌گذاری توضیحی، روش محاسبه منبع را تغییر نمی‌دهد.

ضمیمه F.3 — تصحیح مقاومت و محاسبه k

مقاومت‌های مجموعه اتصال و مرجع به دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد تصحیح می‌شوند. در این سند، α برای مس و آلومینیوم برابر ۰٫۰۰۴ بر کلوین در نظر گرفته می‌شود.

برای آرایش معمول دوراهه با مرجع یکسان در دو طرف، مقاومت بخش‌های lₐ و lᵦ از مقاومت مجموعه کم می‌شود. سپس k با مقایسه مقاومت اتصال و طول معادل هادی مرجع به دست می‌آید. برای انشعاب، کابلشو و آرایش‌های دیگر باید رابطه متناظر شکل ۴ و مرجع‌های مربوط به کار رود؛ رابطه ساده دوراهه را نباید به همه آرایش‌ها تعمیم داد.

ضمائم F.4 و F.5 — پراکندگی اولیه δ و میانگین β

F.4 — در چرخه صفر، برای شش نمونه شش مقدار k₀ داریم. میانگین K̄₀ و انحراف معیار نمونه‌ای s₀ از آن‌ها محاسبه می‌شوند. ضریب استیودنت ۴٫۰۳۲ برای سطح اطمینان دوطرفه ۹۹ درصد و پنج درجه آزادی وارد محاسبه می‌شود؛ رابطه نهایی δ در کادرها آمده است.

F.5 — ارزیابی میانگین بر ۱۱ اندازه‌گیری پایانی استوار است: از چرخه ۲۵۰ و سپس هر ۷۵ چرخه تا ۱۰۰۰. برای شاخص آماری، این نقاط با x از منفی ۵ تا مثبت ۵ نام‌گذاری می‌شوند؛ x = ۰ به نوبت میانی متناظر با چرخه اسمی ۶۲۵ اشاره دارد.

تلرانس ±۱۰ چرخه برای زمان قرائت‌ها در متن مجاز شده است؛ بیرون از این تلرانس، بررسی آماری تفصیلی لازم است و استفاده بدون بررسی از فرمول‌های ساده‌شده کافی نیست.

ابتدا میانگین ۱۱ مقدار هر اتصال k̄ⱼ محاسبه می‌شود؛ سپس میانگین این شش میانگین K̄ و انحراف معیار s آن‌ها تعیین می‌شود. شاخص β از پراکندگی میانگین رفتار شش اتصال به دست می‌آید؛ با sⱼ ضمیمه بعد، که پراکندگی یک اتصال حول خط برازش است، متفاوت است.

ضمیمه F.6 — تغییر ضریب مقاومت D

F.6.1 و F.6.2 — برای هر اتصال، خط بهترین برازش با روش کمترین مربعات روی ۱۱ مقدار پایانی k محاسبه می‌شود. x از منفی ۵ تا مثبت ۵ است و مجموع x² برابر ۱۱۰ می‌شود. شیب b و تغییر نسبی روند M طبق روابط زیر تعیین می‌شوند.

F.6.3 — فقط شیب خط کافی نیست؛ پراکندگی قرائت‌ها پیرامون خط نیز لحاظ می‌شود. sⱼ انحراف معیار باقیمانده‌های همان اتصال با ۹ درجه آزادی است و نباید با s مربوط به شش اتصال اشتباه شود. خطای استاندارد σ از ضریب ۰٫۵۶۴ به دست می‌آید. ضریب استیودنت ۱٫۸۳۳، برای اطمینان دوطرفه ۹۰ درصد و ۹ درجه آزادی است.

برای جلوگیری از اشتباه نمادها، در کادرها مقدار «انحراف نسبی کل» را Sstat نامیده‌ایم؛ در منبع نماد آن S است و با سطح مقطع واقعی S در ضمیمه D متفاوت است.

F.6.4 — شاخص D برابر قدرمطلق تغییر روند به‌علاوه سهم پراکندگی است. بنابراین D صرفاً درصد اختلاف آخرین مقاومت با اولین مقاومت نیست و شیب منفی نیز با قدرمطلق خود در ارزیابی وارد می‌شود.

ضمائم F.7 و F.8 — نسبت مقاومت و بیشینه دما

F.7 — برای هر اتصال و هر مرحله، λ نسبت k همان مرحله به k₀ همان اتصال در چرخه صفر است. استفاده از میانگین اولیه کل نمونه‌ها در مخرج، جایگزین k₀ همان اتصال نیست.

F.8 — برای هر اتصال، بالاترین دمایی که طی مراحل آزمون چرخه حرارتی به آن رسیده ثبت می‌شود. هم‌زمان، دمای هادی مرجع مربوط θref نیز باید ثبت شود؛ مقایسه با دمای مرجعِ زمانی دیگر، معیار هم‌زمان منبع را برآورده نمی‌کند.

ترجمه ضمیمه G — مبانی ارزیابی نتایج الکتریکی | اطلاعاتی

G.1 — پیشینه: تفاوت زیاد روش‌های ملی، مقایسه و پذیرش نتایج اتصال‌دهنده‌ها را دشوار می‌کرد و گاهی سازنده ناچار به ارائه چند گزارش برای استانداردهای مختلف بود. برای ایجاد روشی تعریف‌شده و تکرارپذیر، کار مشترک بین‌المللی انجام شد و IEC 61238-1 در سال ۱۹۹۳ ارائه شد.

روش‌ها عموماً بر چرخه دما و در بسیاری موارد اتصال کوتاه تکیه داشتند، اما تعریف پایداری مقاومت یکسان نبود. رویکرد آماری IEC عمدتاً از تلفیق رویکردهای CEI 20-28 ایتالیا و BS 4579-3 بریتانیا شکل گرفت تا روند مقاومت در آزمون هزارچرخه‌ای ارزیابی شود.

مقایسه تاریخی این ضمیمه: در روش ایتالیایی ۱۵۰۰ چرخه، قرائت هر ۶۰ چرخه در ۶۰۰ چرخه پایانی و شش اتصال کوتاه پس از ۵۰۰ چرخه مطرح بود؛ روش بریتانیایی ۲۰۰۰ چرخه، قرائت هر ۱۰۰ چرخه و سه اتصال کوتاه پیش از چرخه‌ها داشت. این اعداد، پیشینه مقایسه‌ای‌اند و برنامه آزمون الزامی این مقاله را تغییر نمی‌دهند.

G.2 — ارزیابی گروهی و فردی: هر سه روش مورد مقایسه از شش نمونه و ۱۱ اندازه‌گیری مبنای آماری استفاده می‌کردند. رویکرد ایتالیایی، جز دما، گروه شش‌تایی را ارزیابی می‌کند؛ رویکرد بریتانیایی و بخش فردی IEC به تغییر هر نمونه حساس‌ترند.

برازش فردی پراکندگی نقاط حول خط را می‌سنجد و آغاز افت عملکرد یک اتصال را بهتر آشکار می‌کند؛ اما قرائت اشتباه نیز می‌تواند بر آن اثر بگذارد. ارزیابی گروهی اختلاف بین نمونه‌ها و روند کلی را نشان می‌دهد، ولی ممکن است به ناپایداری یک نمونه کمتر حساس باشد.

شاخص پراکندگی میانگین در IEC از انحراف معیار شش میانگینِ حاصل از ۱۱ قرائت استفاده می‌کند؛ روش ایتالیایی میانگین شش نمونه در هر نوبت را مبنا می‌گرفت. ارزیابی گروهی به بررسی هم‌رفتاری نمونه‌ها و تعلق آن‌ها به یک خانواده کمک می‌کند.

G.3 — منطق IEC: با معرفی k، ارزیابی از اندازه مطلق مقاومت فاصله می‌گیرد و نسبت به طول معادل هادی سنجیده می‌شود. هدف، مقایسه‌پذیری و تکرارپذیری بهتر است. δ، β، D، λ و دما در کنار هم رفتار اولیه، یکنواختی، روند و گرمایش را کنترل می‌کنند.

حدها بر پایه تجربه و ارزیابی نتایج آزمایشگاه‌ها و کشورها انتخاب شده‌اند. در مراحل اولیه تدوین، مقدار خود k و تغییر ناشی از اتصال کوتاه نیز معیار مستقل بودند؛ برای کاهش تعداد معیارهای پذیرش، آن معیارهای مستقل حذف شدند. این موضوع به معنای حذف اندازه‌گیری k یا اتصال کوتاه لازم نیست.

توضیحات پایانی ضمیمه G و تطبیق با متن اصلی

آزمون الکتریکی و مکانیکی روی نمونه‌های جداگانه انجام می‌شوند؛ متن این روش را برای کاربردهای دامنه بند ۱ کافی می‌داند. آزمون‌های ترکیبی روی همان نمونه‌ها برای کاربردهای ویژه، مانند بررسی جابه‌جایی احتمالی اتصال، در یادداشت ضمیمه مطرح شده‌اند.

یادداشت ترجمه: جدول G.1 در توصیف کلی مکانیکی از عبارت «عدم لغزش» استفاده می‌کند؛ معیار عددی پذیرش در بند ۷٫۳، بیش از ۳ میلی‌متر نبودن لغزش در یک دقیقه نهایی است. در ارزیابی کمی، این الزام صریح بند ۷٫۳ باید لحاظ شود.

یادداشت تطبیقی فشار متوسط: جدول توضیحی G.1 فایل ارسالی به Class 0 اشاره می‌کند، در حالی که بند ۵٫۱ و جدول ۴ همین بخش فقط کلاس‌های مکانیکی ۱ و ۲ را تعریف کرده‌اند. این اشاره در جدول اطلاعاتی، کلاس مکانیکی ۰ را به دامنه این بخش اضافه نمی‌کند.

ترجمه ضمیمه H — کابلشو در کانکتور جداشدنی | اطلاعاتی

H.1 — اصل آزمون: هدف پیشنهاد، آزمون فصل مشترک کف کابلشو و کنتاکت پینی است که در کانکتور جداشدنی فشار متوسط به کار می‌روند. کانکتور جداشدنی، سرکابل کاملاً عایق‌شده‌ای است که اتصال و جداسازی کابل فشار متوسط از تجهیزات دیگر را ممکن می‌کند.

نوع Plug-in از تماس لغزشی استفاده می‌کند، اما خود این تماس خارج از دامنه سند است. کابلشو، پین، روش نصب، بست‌ها و شیوه سفت‌کردن، همگی جزء طراحی تماس الکتریکی هستند. برای حذف اثر تماس لغزشی از آزمون پیشنهادی، آن قسمت با پین رابط جایگزین می‌شود.

پین رابط باید در ناحیه اتصال به کف کابلشو، از همان جنس، شکل، روش ساخت و عملیات سطحی پین واقعی ساخته شود و با همان ابزار و گشتاور اسمی دستور نصب مونتاژ شود. پین به شینه مسی رابط با سطح مقطع الکتریکی معادل هادی پیچ می‌شود؛ پیچ‌ها و گشتاورها می‌توانند در گزارش ثبت شوند.

این ضمیمه اطلاعاتی است و آزمون عمومی اجباری همه دوراهه‌ها یا تأیید خودکار کل کانکتور جداشدنی محسوب نمی‌شود. [۱: ضمیمه H]

ضمائم H.2 و H.3 — طول‌ها و محل اندازه‌گیری دما

H.2 — فاصله دو نمونه مشابه فاصله d در آرایش کابلشو در شکل ۲(c) است. طبق شکل H.1، سهم شینه رابط d/2 و سهم هر پین رابط d/4 است؛ حداقل‌های ابعادی نیز باید رعایت شوند. ترجمه نمادهای شکل و روابط طول در جدول و کادرهای زیر آمده است.

H.3 — محل‌های پیشنهادی اندازه‌گیری دما عبارت‌اند از میانه بشکه کابلشو، میانه پهن‌ترین بخش یا شانه پین، میانه پین رابط و میانه شینه رابط. برای شینه رابط، شرایط دمایی بند ۶٫۳٫۲(a) نیز لحاظ شود؛ دمای میانه شینه باید با دمای مرجع در تلرانس ±۵ کلوین تطبیق داده شود.

ضمائم H.4 و H.5 — انتخاب نمونه میانی و ارزیابی تماس

H.4 — اتصال‌دهنده میانی بر اساس بند ۶٫۳٫۲ و دماهای اندازه‌گیری‌شده بشکه کابلشوها انتخاب می‌شود.

H.5 — کابلشوهای دارای تماس پینی باید مشابه آرایش کابلشو با شش بشکه و شش کف آزموده و ارزیابی شوند. بشکه طبق شکل ۴(e) آزموده می‌شود؛ تماس کف کابلشو به پین، جداگانه مطابق شکل ۴(f) ارزیابی می‌شود.

برای ارزیابی تماس کف به پین، طول lⱼ برابر مجموع طول کف کابلشو، طول شانه پین در صورت وجود و طول بخش تماس پین است؛ طول‌ها باید روی خط میانی مسیر جریان اندازه‌گیری شوند. پین رابط در این ارزیابی، هادی مرجع است.

این تفکیک باعث می‌شود عملکرد بشکه و فصل مشترک پیچی کف به پین با مرجع و طول مناسب خود سنجیده شوند. جزئیات نصب و ابعاد باید با شکل H.1 فایل اصلی منطبق باشند.

۲۰. چه زمانی می‌توان دوراهه را قابل قبول دانست؟

قابل قبول بودن دوراهه فشار متوسط در دامنه این سند، به موفقیت مجموعه اتصال‌دهنده و هادی در آزمون‌های الکتریکی کلاس A و مکانیکی کلاس ۱ یا ۲، رعایت حدود قبولی و تطبیق دامنه گزارش با قطعه عرضه‌شده وابسته است.

برای خرید یا پذیرش، شناسه بدنه و پیچ، نوع هادی، بازه سایز، روش نصب و کلاس مکانیکی را با گزارش مقایسه کنید. عبارت «مسی»، «بیمتال» یا «پیچ‌برشی» به‌تنهایی گواهی استاندارد نیست؛ گزارش تا یک کیلوولت نیز به‌تنهایی دامنه فشار متوسط را تأیید نمی‌کند.

پس از قبولی نوعی، تغییر مواد، فرایند ساخت یا طراحی که بتواند عملکرد را نامطلوب کند، مستلزم بررسی اعتبار قبولی و آزمون مجدد مربوط است. محیط خورنده، ارتعاش شدید، ضربه، جابه‌جایی زیاد یا گرمایش تحمیلی تجهیزات ممکن است آزمون تکمیلی با توافق خریدار و سازنده بخواهد. این مقاله به معنای اعلام گواهی برای محصول مشخص نیست. [۱: مقدمه]