DB34 T 3770-2020 用于超导磁体系统的复合材料绝缘子电学测试测试方法.pdf

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1、 ICS 25. CCS F 0 安 用 于 Te 2020 - 220.20 4 徽 于 超 导 sting met 11 - 27 发 徽 导 磁 体 hod for el 发 布 安 省 体 系 统 能 ectrical p supercon 安 徽省市 场 地 统 的 复 能 测 试 erformanc ducting m 场 监督管 理 方 复 合 材 试 方法 e of comp agnet sys 理 局 发 方 DB 材 料 绝 osite insu tem 发 布 3 标 34/T 377 绝 缘 子 lation bre 2020 - 1 4 准 0 2020 子 电 性

2、aks for 2 - 27 实 准 性 实 施 DB 34/T 3770 2020 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本文件由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽建筑大学、安徽省质量 和标准化研究院。 本文件主要起草人：潘皖江、吴诚、沈默、曹益、孟雪华、朱银锋。 1 范围 本 文 原理和 测 本 文 2 规范 下 列 仅该日 期 文件

3、。 IEE 3 术语 IEE 3.1 绝 缘 在超 3.2 径 向 在绝 3.3 轴 向 在绝 4 样品 被 测 用于 超 文 件规定了 用 测 试步骤、 测 文 件适用于 在 性引用文件 列 文件中的 内 期 对应的版 本 E 4 高压 测 和定义 E 4 界定 的 缘 子 insul a 导磁体系统 向 绝缘测试 缘子径向对 绝 向 绝缘测试 缘子轴向对 绝 测 试的复合 材 超 导磁 体 用 于超导磁 体 测 试报告。 在 液氦温区 及 内 容通过文 中 本 适用于本 文 测 试技术标 准 的 以及下列 术 tion break 中作为低温 冷 radial ins 绝 缘管内外 表 a

4、xial insu 绝 缘管两端 进 材 料绝缘子 结 体 系统的 复 体 系统的复 合 及 室温下工 作 中 的规范性引 文 件；不注日 准 （Standar d 术 语和定义 适 s 冷 却介质通 道 ulation te 表 面进行的 电 lation tes 进 行的电性 能 结 构如图1所 示 复 合材 料 合 材料绝缘 子 作 的复合材 料 引 用而构成 本 期的引用文 件 techniqu 适 用于本文 件 道 并隔断高 电 st 电 性能测试。 t 能 测试。 示 。 料 绝缘子 电性能测试 料 绝缘子。 文件必不可 少 件 ，其最新 版 es for h 件 。 电 压的绝缘

5、 结 电性能 测 的样品、测 试 少 的条款。 其 版 本（包括 所 igh-volta 结 构件。 DB 34/T 测 试方 法 试 环境和测 试 其 中， 注日期 的 所 有的修改 单 ge testi 3770 2020 1 法 试 设备、测 试 的 引用文件， 单 ）适用于 本 ng） 试 本 DB 34/T 37 2 5 测试 测试 环5.1 5.1.1 在 室 5.1.2 测 试 高 MP 径向 绝5.2 如图2 所 地端连接， 设计要求。 径向 绝5.3 5.3.1 装 载 将样 品 70 2020 环 境和测试 设 室 内进行高 电 试 设备包括： 高 电压测试 系 D 600

6、 测 试 绝 缘测试原 理 所 示，将样 品 将电极3置 于 绝 缘测试 载 品 按照5.2的 要 电极1 玻璃纤维 增 高压控制器 高 设 备 电 压测试时， 系 统； 试 系统。 理 品 安装到测 试 于 绝缘管外 表 要 求安装到 测 增 强材料 高 电压 电 低 电 压 图1 复 合 室内相对 湿 试 平台，将电 表 面，在加 载 图2 径 向 测 试平台上。 极 1 合 材料绝缘 子 湿 度应不大 于 极1和高电 压 载 到指定电 压 向 绝缘测试 原 电 极 3 子 结构 于 40%，应记 录 压 测试系统 的 压 后测量电 路 原 理示意图 聚酰亚胺带 电 极 2 录 环境温度

7、和 的 高压端连 接 路 中的电流， 电极3 低 电 压 AC22 和 相对湿度。 接 ，电极2和 电 电流应满足 绝 电极2 0V 电 极3与接 绝 缘子的 5.3.2 检 查 试值时， 5.3.3 结 束 轴5.4 如 图 接，中 间 求。 轴5.5 5.5.1 将 样 5.5.2 检 查 试值时， 5.5.3 结 束 局5.6 加载 查 无误后打 开 维持电压5 m 记录 束 测试，关 闭 向绝缘测试 原 图 3所示，将 样 间 绝缘管外 表 向绝缘测试 装载 样 品按照5.4 加载 查 无误后打 开 维持电压5 m 记录 束 试验，关 闭 部放电测试 原 高压控制器 开 电源对样 品

8、in，记录 电 闭 电源，记 录 原 理 样 品安装到 测 表 面不设电 极 的要求安装 到 开 电源对样 品 in，记录 电 闭 电源，记 录 原 理 高电压 电 品 采用阶跃 方 电 流的大小。 录 测试时的 温 测 试平台， 将 极 。在加载到 指 图3 轴 到 测试平台 上 品 采用阶跃 方 电 流的大小。 录 测试时的 温 电 极1 方 式加载电 压 温 度、相对 湿 将 电极1和 高 指 定电压后 测 轴 向绝缘测试 原 上 。 方 式加载电 压 温 度、相对 湿 ，增压幅度 为 湿 度以及测试 高 电压测试系 测 量电路中 的 原 理示意图 ，增压幅度 为 湿 度以及测试 电极2

9、 为 200V，1s 增 电流等数据 ， 统 的高压端 连 的 电流，电 流 为 200V，1s 增 电流等数据 ， 低电压 AC2 DB 34/T 增 压一次， 当 ， 拆卸样品 。 连 接，电极 2 流 应满足绝 缘 增 压一次， 当 ， 拆卸样品 。 20V 3770 2020 3 当 电压达到 测 。 与接地端 连 缘 子的设计 要 当 电压达到 测 。 测 连 要 测 DB 34/T 37 4 如图4 所 流，电流 应 局部 放5.7 5.7.1 装 载 5.7.2 校 正 始电压。 5.7.3 保 持 5.7.4 阶 跃 5.7.5 关 闭 帕邢 放5.8 如图5 所 部放电测 试

10、 电极1包裹 绝 泵1和氦气 调 1加载电压， 三倍频发生器 70 2020 所 示，将样 品 应 满足绝缘子 放 电测试 载 好样品后， 正 完毕后对 样 持 电压 20mi n 跃 式降低加 载 闭 测试设备， 放 电测试原 理 所 示，在样 品 试 平台上， 电 极 绝 缘材料的 外 调 压系统， 复 观测放电 现 三倍频发生器 品 置于局部 放 的设计要求 打开局部 放 样 品采用阶 跃 ，记录这 个 载 电压直到 0 断开电源， 理 品 的一端加 装 极 1在法兰以 外 包面包裹 铝 复 合材料杜 瓦 现 象。 放 电测试平 台 ，观察局部 放 图4 局 部 放 电测试平 台 跃 方

11、式加载 到 个 时间段内的 V，电压下 降 拆卸绝缘 子 装 法兰实现 复 下 的裸露外 表 铝 箔或铜箔 后 瓦 连接真空 泵 高压互 感 低压侧 台 上，打开 局 放 电现象。 部 放电电路 原 台 上的自动 校 到 指定电压， 局部放电信 降 速度应慢 到 子 。 复 合材料杜 瓦 表 面用绝缘 材 后 与绝缘管 外 泵 2，抽真空 达 感器 高压侧 局 放仪，在 加 原 理图 校 正功能对 电 加载的速 度 号。 到 足以观测 到 瓦 密封。将 样 材 料包裹。 测 外 表面的电 极 达 到规定数 值 待测绝缘子 载到指定电 压 路进行校正 应慢到足以 观 到 局部放电 的 样 品带法

12、兰的 一 试时将带法 兰 3相连并接 地 值 后充入低 气 CK 压后测量电 路 。 观测到局部 放 的 初始电压。 一端朝上， 安 兰的电极1 接 地 ， 样品上端 连 气 压氦气，然 后 滤波隔 离 局放 仪 220V 路 中的电 放 电的初 安 装到局 接 高电压， 连 接真空 后 对电极 离 器 仪 帕5.9 5.9.1 装好复 合 5.9.2 闭真空 泵 跃式增 压 录电压 变 5.9.3 试设计 电 漏电流， 5.9.4 复5.9. 3 5.9.5 邢放电测试 按照图 5 所 示 合 材料杜瓦 之 打开真空泵 泵 ，关闭真 空 压 至测试设 计 变 化和漏电 流 通过氦气调 压 电

13、 压，增压 幅 关闭电源。 通过氦气调 压 的测试步 骤 如果没有观 察 高压控制器 玻 璃 示 将样品安 装 之 后连接真 空 1 以及真空 泵 空 阀，通过 氦 计 电压，增 压 流 ，关闭电 源 压 系统往与 样 幅 度为 200V， 压 系统往与 样 骤 。 察 到击穿现 象 璃 纤维预浸渍胶 带 玻璃 纤 胶带 缠 氦气调 图5 绝缘 子 装 到帕邢放 电 空 泵 2，电极 泵 2，将与 样 氦 气调压系统 压 幅度为 200 V 源 。 样 连接的通 道 1s 增压一 次 样 连接的通 道 象 ，则样品 的 带 缠绕 高电压 维预浸渍 绕 低电压 压系统 子 帕邢放电 测 电 测试

14、平台 上 1 接高电压 ， 样 品连接的 通 统 往与样品连 接 ，1s 增压 一 道 内缓慢注 入 次 ，当电压 达 道 内缓慢注 入 的 电性能完 好 电极 1 复合 材 电极 3 电极2 直流高压电 源 真空泵1 测 试原理示 意 上 ，样品上 端 ， 电极 3 电 极 通 道和腔体的 气 接 的通道内 缓 一 次，当电 压 入 氦气压力 到 达 到测试值 时 入 氦气压力 分 好 。 材 料法兰 氦 气 源 意 图 端 连接真空 泵 极 2 相连并 接 气 压分别抽 到 缓 慢注入氦 气 压 达到测试 值 到 10Pa，打 开 时 ，维持电 压 分 别到 100Pa A 真空阀 气 出

15、口 DB 34/T 泵 1 和氦气 调 接 地。 到 0.001Pa 和 气 到1Pa。 打 值 时，维持电 开 电源，阶 跃 压 5min，记 录 a、1000Pa、 1 C220V 焊 真 空 氦 检 3770 2020 5 调 压系统， 封 和 0.2Pa， 关 打 开电源， 阶 压 5min， 记 跃 式增压至 测 录 电压变化 和 0000Pa， 重 焊 接 空 泵2 检 漏仪 封 关 阶 记 测 和 重 DB 34/T 37 6 氦 气5.10 如图 6 试系统的 高 统内充入 氦 试情况下 安 氦 气5.11 5.11.1 按 2 连接，连 接 与电极 2 和 5.11.2 氦

16、气循环系 统 5.11.3 当 1 和循环泵 气压强达 到 5.11.4 打 时，维持 电 5.11.5 记 5.11.6 关 氦 气5.12 测试 步 6 测试报 告 减压阀 氦气瓶 70 2020 气 循环条件下 所示，将样 品 高 压端和接 地 氦 气至 1.013 安 装地屏并 接 气 循环条件下 按 照图 6 所 示 接 好氦气循 环 和 电极 1 连 接 氦 气循环系统 统 及有机玻璃 当 氦气循环系 2，打开连 接 到 1.013105 打 开电源， 阶 电 压 1min。 记 录测试时的 关 闭循环泵及 气 循环条件下 步 骤按照5.11 告 抽真空口1 压 力 节流阀 4 绝

17、缘测试原 理 品 置于一个 真 地 端连接。测 试 10 5 Pa 后进 行 接 地。 图 轴向绝缘测 试 示 ，将样品安 装 环 系统的管 道 接 ，检查氦气 循 的气密性完 好 容器内的气 体 统和真空容 器 接 氦气瓶的 转 Pa。 阶 跃式增压至 测 温度、相对 湿 所有的阀门 径向绝缘测 试 的规定执行 电极力 传感器 绝缘管道 循环泵1 循环泵2 抽 理 真 空容器内， 试 时，先真 空 行 绝缘测试。 图 6 氦气循 环 试 装 到真空容 器 道 及阀门， 打 循 环系统的 气 好 的情况下 ， 体 抽真空。 器 的气体压 强 转 换阀门， 调 测 试设计电 压 湿 度、氦气 流

18、 ，关闭电源 。 试 。 1 抽 真空口2 地 样品两端 的 空 容器内的 气 样品轴向 绝 环 条件下绝 缘 器 内，外接 两 打 开所有阀 门 气 密性。 ， 关闭连接 氦 强 低于 0.01 调 节泄压阀 和 压 ，增压幅 度 流 量、氦气 纯 。 真空容器 节流阀1 节流阀2 不 锈 地屏 的 不锈钢电 极 气 体压强抽 到 绝 缘测试情 况 缘 测试原理 两 台真空泵， 门 ，将高电 压 氦 气瓶的阀 门 Pa 时，关 闭 和 节流阀 1、 度 为 200V， 1 纯 度和电流。 电 极 压 绝 U形绝缘 支 锈 钢缓冲气瓶 不 锈 极 被延伸到容 器 到 0.01Pa 以 况 下不

19、安装 地 分别与抽真 压 测试系统的 门 ，打开真空 泵 外接的两台 真 2、3，使得 氦 s 增压一次 极 2 压 力传感器 真空计 绝 缘管道 支 撑 温 度 氦气 锈 钢支架 器外分别与 高 下，再向氦 气 地 屏；样品径 空口 1 和接 抽 高压端和接 地 泵 1 和真空 泵 真空泵，打 开 氦气循环系 统 ，当电压达 到 质量流量计 度传感器 安全阀 高 电压测 气 循环系 向绝缘测 抽 真空口 地 端分别 泵 2将氦 开 循环泵 统 内的氦 到 测试值 节流 阀阀 3 DB 34/T 3770 2020 7 测试报告中应包含以下信息： 报告编号； 绝缘子类型； 绝缘子编号； 测试电

20、压； 电压保持时间； 测试温度； 测试相对湿度； 轴向绝缘测试电流； 径向绝缘测试电流； 测试时电压保持时间； 氦气循环条件下测试电压； 氦气纯度； 氦气流量； 测试人； 测试日期； 审核人； 审核日期。 DB 34/T 37 8 A.1 氦气 循 图A.1 为 了室温氦 气 压力、流 量 A.2 氦气 循 如图5 所 感器、温 度 的CC原型R T 70 2020 循 环系统原 理 为 绝缘子电 气 气 流动装置， 如 量 、电压、 泄 循 环条件下 的 所 示，系统 主 度 传感器、阀 IB与不锈钢 绝 理 说明 气 性能测试 用 如 图3所示， 泄 漏电流等。 的 高电压测 试 主 要由

21、氦气 瓶 门、质量流 量 支架和其他 设 附 （ 绝 缘子电性能 用 的氦气循 环 该装置允许 样 图A.1 试 系统说明 瓶 、真空泵、 量 计、气体 分 设 备隔离， 在 附 录A （ 资料性） 能 测试氦气循 环 系统原理 图 样 品流动， 施 氦气循环 系 真空容器( 材 分 析仪、真 空 在 CC原型RT I 环 系统说明 图 ，为了对绝 缘 施 加并控制 高 系 统原理图 材 质:有机玻 璃 空 计、SS管 道 B之前和之 后 缘 子进行电 性 高 压，测量 相 璃 )、循环 泵 道 及控制系统 后 分别安装 了 性 能测试，A S 相 关物理量， 如 泵 、SS缓冲罐 统 等组成

22、。为 了 两条绝缘 管 IPP搭建 如 温度、 、压力传 了将测试 管 道。 DB 34/T 3770 2020 9 附录B （资料性） 绝缘子电测试性能表格 绝缘子类型: 绝缘子编号: 轴向高电压检 测 温度 湿度 电压保持时间 测试电压 电流 检测日期 检测人 审核日期 审核人 径向高电压检 测 温度 湿度 电流 测试电压 电流 检测日期 检测人 审核日期 审核人 氦气循环条件 下的高电压检 测 温度 湿度 氦气纯度 氦气流量 允差 检测日期 检测人 审核日期 审核人 交流高压电测 试 在室内环境 温度 湿度 升压占时比 电压 电流 检测日期 检测人 审核日期 审核人 DB 34/T 37

23、 10 1AST Method for Materials 2AST （Standar d Discharges 70 2020 M D 149-20 Dielectric at Commerc M D 3382 由 d Test Metho s (Corona) 09 介电质 击 c Breakdown ail Power F 由 桥电路引 起 ds for Meas Using Bridg 参 击 穿电压和 固 Voltage and requencies 起 的局部放 电 urement of E e Techniqu 考文 献 固体绝缘材 d Dielectric ） 电 （电晕） 导 nergy and I es） 献 料绝缘强 度 c Strength o 导 致的能量 和 ntegrated 度 标准测量 方 f Solid Ele 和 整体电荷 转 Charge Tran 方 法（Stand a ctrical Ins 转 移的标准 测 sfer Due to rd Test ulating 测 量方法 o Partial