Q GDW 11127-2013 1100kV气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子技术规范及编制说明.pdf

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1、Q / GDW 11127 2013 I 国家电网公司企业标准Q / GDW11127 20131100kV 气体绝缘金属封闭开关设备用 盆式绝缘子技术规范Specifications for basin insulator used in 1100kV gas-insulated metal-enclosed switchgear 2014-04-15发布 2014-04-15实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW ICS 备案号：CEC 8242013 Q / GDW 11127 2013 I 目 次 前言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 使用条件 3

2、 5 额定值 3 5.1 额定电压（rU ） 45.2 额定绝缘水平 4 5.3 额定频率（rf ） 45.4 额定电流 4 5.5 额定短时耐受电流（kI ） 45.6 额定峰值耐受电流（pI ） 45.7 额定短路持续时间（kt ） 45.8 气体的额定压力 4 5.9 额定体积电阻率 4 5.10 额定拉伸强度 4 5.11 额定弯曲强度 4 6 设计与结构 4 6.1 基本结构 4 6.2 设计要求 5 7 试样试验 5 7.1 一般要求 5 7.2 密度测试 5 7.3 拉伸强度及拉伸弹性模量测试 5 7.4 拉伸强度温度特性测试 5 7.5 拉伸弹性模量温度特性测试 5 7.6 弯

3、曲强度及弯曲弹性模量测试 6 7.7 拉伸应力应变特性与泊松比测试 6 7.8 体积电阻率测试 6 7.9 体积电阻率 温度特性测试 7 7.10 介电常数和介质损耗测试 7 7.11 介电常数 温度特性和介质损耗 温度特性测试 7 7.12 耐电弧性测试 7 7.13 玻璃化转变温度测试 7 7.14 线膨胀系数测试 7 7.15 断裂韧性测试 8 7.16 试验棒（树脂金属粘接）的拉伸强度测试（适用时） 8 7.17 试验棒（树脂金属粘接）的拉伸强度 温度特性测试（适用时） 8 Q / GDW 11127 2013 II 8 型式试验 8 8.1 一般要求 8 8.2 试验的分组 9 8.

4、3 外观和尺寸检查 10 8.4 导通试验（适用时） 10 8.5 绝缘电阻测量 10 8.6 热性能试验 10 8.7 盆式隔板的压力试验（耐受） 11 8.8 盆式隔板的压力试验（破坏） 11 8.9 抗弯试验 11 8.10 盆式隔板的密封性试验 11 8.11 着色检查（适用时） 11 8.12 绝缘试验 11 8.13 不同部分树脂组织检查（片析检查） 12 8.14 运输与冲击的模拟试验 13 8.15 温升试验 13 8.16 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 13 9 出厂试验 13 9.1 逐个试验 13 9.2 抽样试验 14 10 包装、运输与储存 14 11 安全 15

5、附录 A（资料性附录） 1100KV GIS 用盆式绝缘子试样的推荐技术要求 16 附录 B（资料性附录）特高压盆式绝缘子运输与冲击的模拟试验方案 19 编制说明 21 Q / GDW 11127 2013 III 前 言 本标准提出的技术性能参数基于 1100kV 交流特高压工程的研究成果并参考国内外其他电压等级设备中盆式绝缘子的设计、制造和运行经验。 本标准由国家电网公司基建部提出并解释； 本标准由国家电网公司科技部归口； 本标准起草单位：中国电力科学研究院、国家电网公司交流建设部、西安交通大学、西安高压电器研究院、清华大学、河南平高电气股份有限公司、新东北电气集团高压开关有限公司、西安西

6、电开关电气有限公司； 本标准主要起草人：王承玉、彭宗仁、王宁华、崔博源、宋杲、党镇平、袁大陆、崔景春、徐国政、杨保利、郝留成、田浩、徐晟、牟永军、陈允； 本标准首次发布。 Q / GDW 11127 2013 1 1100kV 气体绝缘金属封闭开关设备用 盆式绝缘子技术规范 1 范围 本标准规定了 1100kV 交流气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子的使用条件、额定值、设计与结构、试验、包装运输和储存等要求。 本标准适用于 1100kV 交流气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子，包括盆式支持绝缘子和盆式隔板。 为了便于本标准的使用， 术语“ GIS”和“开关设备”均用于表述“气体绝缘金属封闭

7、开关设备”。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T 1033.1 塑料非泡沫塑料密度的测定第 1 部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法 GB/T 1040.1 塑料拉伸性能的测定 第 1 部分：总则 GB/T 1040.2 塑料拉伸性能的测定 第 2 部分：模塑和挤塑塑料的试验条件 GB/T 1409 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法 GB/T 1410 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法 G

8、B 2035 塑料术语及其定义 GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验第 2 部分：试验方法试验 Ea 和导则：冲击 GB/T 2423.56 电工电子产品环境试验第 2 部分：试验方法试验 Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则 GB/T 2900.8 电工术语 绝缘子 GB/T 2900.19 电工术语 高电压试验技术和绝缘配合 GB/T 7354 局部放电试验 GB 7674 额定电压 72.5kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备 GB/T 8905 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则 GB/T 9341 塑料 弯曲性能的测定 GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用

9、技术要求 GB/T 12022 工业六氟化硫 GB/T 16927.1 高电压试验技术 第一部分：一般试验要求 GB/T 22567 电气绝缘材料 测定玻璃化转变温度的试验方法 ISO 11358 塑料高聚物的热重分析法 IEC 61621 固体绝缘材料 对高电压低电流电弧的耐受能力 3 术语和定义 GB 2035、 GB/T 2900.8、 GB/T 2900.19、 GB 7674 和 GB/T 11022 中界定的及下列术语和定义适用于Q / GDW 11127 2013 2 本文件。 3.1 盆式绝缘子 basin insulator 以氧化铝为填料的环氧树脂复合体系进行浇注和固化而形

10、成的 GIS 用盆形绝缘子， 包括盆式支持绝缘子（通气）和盆式隔板（不通气） 。 3.2 试样 test piece 满足试验方法所要求形状的固化后的材料固体件，本标准要求使用以氧化铝为填料的环氧树脂复合体系进行浇注和固化成型的试样。 3.3 拉伸强度 tensile strength 试样在拉伸试验过程中承受的最大拉伸应力，单位： MPa。 3.4 拉伸强度 温度特性 relationship between tensile strength and temperature 试样在不同温度下的拉伸强度，按点连接形成的特性曲线。 3.5 拉伸弹性模量 modulus of elasticity

11、 in tension 试样在拉伸试验过程中，试样应力差值与对应的应变差值的比值，单位： MPa。 注：动态力学分析仪（ DMA）中也称为“拉伸弹性率”。 3.6 拉伸弹性模量 温度特性 relationship between tensile strain and temperature 试样在不同温度下的拉伸弹性模量，按点连接形成的特性曲线。 3.7 弯曲强度 flexural strength 试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力，单位： MPa。 3.8 弯曲弹性模量 modulus of elasticity in flexure 试样在弯曲过程中，应力差与应变差之比，单位： MPa。

12、 3.9 拉伸应变 tensile strain 试样在拉伸试验过程中，试样原始标距单位长度的增量，单位： %。 3.10 拉伸应力 应变特性 relationship between tensile strength and tensile strain 试样在拉伸应力对拉伸应变的关系曲线的起始线性部分内，二者的线性回归关系式。 3.11 泊松比 poissons ratio 指试样的泊松比，在纵向应变对法向应变的关系曲线的起始线性部分内，垂直于拉伸方向上的两坐标轴之一的拉伸应变与拉伸方向上的应变的比值的负值，用无量纲的比值表示。 3.12 体积电阻率 温度特性 relationship b

13、etween volume resistivity and temperature 试样在不同温度下的体积电阻率，按点连接形成的特性曲线。 3.13 介电常数 温度特性 relationship between relative permittivity and temperature 指试样在不同温度下的介电常数，按点连接形成的特性曲线。 Q / GDW 11127 2013 3 3.14 介质损耗 温度特性 relationship between dielectric dissipation factor and temperature 本标准特指试样在不同温度下的介质损耗，按点连接形成

14、的特性曲线。 3.15 耐电弧性 arc resistance 试样开始测试到材料破坏的总时间。单位： s。 3.16 玻璃化转变温度 glass transition temperature 材料发生玻璃化转变的温度范围内的中点处的温度。 3.17 线膨胀系数 coefficient of linear expansion 指试样温度每变化 1 摄氏度，长度变化值与其原始长度值之比，单位为 K-1。 3.18 断裂韧性 plane-strain fracture toughness 指试样的断裂韧性，即平面应变断裂韧性 K1C，平面应变断裂韧性 K1C是指表征材料对平面应变断裂耐受能力的韧性

15、参数。 3.19 试验棒 （ 树脂金属粘接 ） resin-metal bonding test stick 本标准中是指采用粘接方式将树脂与金属嵌件按一定模具浇注而成的特殊试样。 3.20 异物 rye winker 存在于浇注件物料之内，且颜色明显区别于浇注物料的颗粒状物质。 注：金属异物与非金属异物的区分方法：当浇注件表面发现存在异物时，可以用百洁布对其表面进行抛光，并观察其是否有反光现象，如有反光，即可判断为金属异物，否则应认为其属于非金属异物。 3.21 收缩痕 shrinkage 在固化过程中形成的表面收缩痕迹。 3.22 片析检查 （ 不同部分树脂组织检查 ） measure d

16、ifferent parts of resin tissue 对绝缘子的不同部分取样，检测其材料均匀性的一种试验方法。 3.23 设计压力 design pressure 指盆式隔板设计时考虑承压侧在阳光辐射效应下的最高周围温度和额定连续电流时需承受的压力。 4 使用条件 盆式绝缘子作为 GIS 的一个部件， GB 7674 2008 的 2.1 和 2.2 适用。 5 额定值 盆式绝缘子的额定值由下述参数组成： a） 额定电压（rU ） ； b） 额定绝缘水平； c） 额定频率（rf ） ； d） 额定电流（rI ） ； e） 额定短时耐受电流（kI ） ； Q / GDW 11127 20

17、13 4 f） 额定峰值耐受电流（pI） ； g） 额定短路持续时间（kt） ； h） 气体的额定压力； i） 额定体积电阻率； j） 额定拉伸强度； k） 额定弯曲强度。 5.1 额定电压 （ Ur） 1100kV。 5.2 额定绝缘水平 1100kV GIS 用盆式绝缘子额定绝缘水平如表 1 所示。 表 1 1100kV GIS 用盆式绝缘子的额定绝缘水平 额定电压rU kV（ r.m.s.） 额定短时工频耐受电压 dUkV（ r.m.s.） （相对地） 额定操作冲击耐受电压sU kV（ peak） （相对地） 额定雷电冲击耐受电压 pUkV（ peak） （相对地） 1100 1100

18、1800 2400 5.3 额定频率 （ fr） 50Hz。 5.4 额定电流 6300A、 8000A、 10000A。 5.5 额定短时耐受电流 （ Ik） 50、 63kA。 5.6 额定峰值耐受电流 （ Ip） 135、 170kA 5.7 额定短路持续时间 （ tk） 2s。 5.8 气体的额定压力 除非制造厂另有规定，额定压力的标准值为： 0.4， 0.5， 0.6MPa。 5.9 额定体积电阻率 应不小于 1.01015 cm。 5.10 额定拉伸强度 应不小于 70MPa。 5.11 额定弯曲强度 应不小于 125MPa。 6 设计与结构 6.1 基本结构 盆式绝缘子用于 GI

19、S 的带电部分与地之间的支撑和电气绝缘，由带电部分的金属中心导体、环氧树脂浇注本体和安装本体的金属法兰（适用时）等构成，如图 1 所示。承受 SF6气压，保证气密性。盆式绝缘子的金属部件应保持与树脂的良好结合。盆式绝缘子浇注材料试样的技术要求和推荐值在第 7 章及附录 A 中给出。 Q / GDW 11127 2013 5 图 1 盆式绝缘子结构简图 6.2 设计要求 运行中大多数盆式隔板的两侧具有相同的压力或很小的压力差，而大的压力差取决于维护程序。这种情况出现在盆式隔板一侧承受运行压力，而另一侧是正在进行维护而处于大气压力。但也有盆式隔板一侧承受运行压力，而另一侧长期处于大气压力。在这两种

20、情况下，盆式隔板承压侧需要考虑的压力是在阳光辐射效应下的最高周围温度（如果适用）和额定连续电流（如果适用）时的压力。制造厂也可规定，在维护期间盆式隔板承压侧的压力可降低到的规定压力和控制压力。设计盆式隔板时，如果适用，应考虑下述因素： a） 正常运行期间盆式隔板两侧的全部压力差； b） 作为充气过程的一部分，盆式隔板一侧的充气隔室处于真空状态而另一侧处于正常运行压力： c） 设备和相关回路在电气试验期间，盆式隔板一侧受控的压力增加而另一侧处于正常运行压力； d） 对于非对称的盆式隔板，就盆式隔板的压力而言，是指最不利的压力方向； e） 叠加的负荷和震动； f） 靠近承压隔板进行维护的可能性。

21、7 试样试验 7.1 一般要求 试样试验是为了验证盆式绝缘子的结构、材料、工艺等设计性能的重要试验，是盆式绝缘子型式试验的必要补充，推荐的技术要求见表 A.1，可作为生产过程的重要依据和控制指标。 7.2 密度测试 按 GB/T 1033.1 2008 中 5.1 描述的方法进行测试，浸渍液为水，测试温度为 232，根据 GB/T 1033.1 2008 中式 2 计算试样的密度，试验需要选取 5 个试样，各进行 1 次试验，取 5 个试样测试结果的算术平均值，应满足制造商技术条件的要求。 7.3 拉伸强度及拉伸弹性模量测试 试样形状和尺寸应满足 GB/T 1040.2 2006 中 6.1

22、的相关要求， 测试方法按 GB/T 1040.1 2006 中第9 条的相关规定，本标准要求测试温度为 232、拉伸速度为 5mm/min。根据 GB/T 1040.1 2006 中式3 计算试样的拉伸强度，根据式 8 计算试样的拉伸弹性模量。需选取 5 个试样，各进行 1 次试验，取 5个试样测试结果的算术平均值，表 A.1 给出了推荐的技术要求。 7.4 拉伸强度温度特性测试 试样形状和尺寸与本标准的 7.3 相同，测试方法按 GB/T 1040.1 2006 中第 9 条的相关规定，本标准要求拉伸速度为 5mm/min。根据 GB/T 1040.1 2006 中式 3 计算试样的拉伸强度。试验需采用 18 个试样，在 25、 50、 75、 100、 125、 150各