GB Z 28818-2012 高电压下户外用聚合物材料的选用导则.pdf

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1、ICS 29.035.20 K 15 量B中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 28818-20 12/IEC/TR 62039: 2007 高电压下户外用聚合物材料的选用导则Selection guide for polymeric materials for outdoor use under HV stress CIEC/TR 62039: 2007 , IDT) 2012-11-05发布芽。IQ_72:旬，.3P?I04如道)士、在- ! SJ 如防伪/中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2013-02-01实施发布GB/Z 28818-20 12/

2、IEC/TR 62039: 2007 目次前言. . . III 引言.N 1 范围-2 规范性引用文件3 重要的材料性能3. 1 概述3.2 耐电痕化和电腐蚀23.3 耐电晕和臭氧.3.4 耐水引起的化学和物理降解.3.5 撕裂强度.3. 6 体积电阻率3.7 击穿电场强度3.8 抗化学腐蚀.3 3.9 耐候性与紫外线.4 3. 10 阻燃性43.11 耐电弧性43.四玻璃化转变温度.4 3. 13 疏水性.4 4 总结.4 附录A(规范性附录)高电压下户外用聚合物绝缘材料的重要性能和最低要求参考文献I GBjZ 28818-2012月ECjTR62039: 2007 目。自本指导性技术文件

3、按照GBjT1. 1-2009给出的规则起草。本指导性技术文件使用翻译法等同采用1ECjTR62039: 2007(高电压下户外用聚合物材料的选用导则上与本指导性技术文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:一-GBjT1409-2006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(IEC60250: 1969 , MOD) 一一GBjT15022.2-2007 电气绝缘用树脂基活性复合物第2部分:试验方法(IEC60455-2: 1998 , MOD) 一-GBjT16422.3-1997塑料实验室光源暴露试验方法第3部分:荧光紫外灯

4、Ceqv, IS0 4892-3: 1994) 一-GBjT19519-2004 标称电压高于1000 V的交流架空线路用复合绝缘子定义、试验方法及验收准则(IEC61109:1992 ,MOD) GBjT 22079-2008 标称电压高于1000 V使用的户内和户外聚合物绝缘子一般定义、试验方法和接收准则(IEC62217: 2005 , MOD) 本指导性技术文件由中国电器工业协会提出。本指导性技术文件由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会CSACjTC301)归口。本指导性技术文件起草单位:机械工业北京电工技术经济研究所、深圳华测检测技术股份有限公司、桂林电器科学研究院、中国

5、电器工业协会标准化工作委员会、北京北重汽轮机电机有限责任公司、北京新福润达绝缘材料有限责任公司。本指导性技术文件主要起草人:刘亚丽、郭丽平、徐江、李波、周键、刘凤娟、刘琦焕、刘淑芬。E GB/Z 28818-20 12/IEC/TR 62039: 2007 引定义户外用聚合物绝缘材料的物理性能是公共设备和工业界材料标准的需要。这一需求在IEC/TC 36和IEC/TC15会议期间讨论并确定，其中IEC/TC15的SC15E整合到IEC/TC112。因此，2001年CIGRE(国际大电网组织)成立D1.14工作组，承担定义户外用聚合物绝缘材料必备的物理参数和制订相关测试方法的任务。第一步，由CI

6、GRE在255手册中发布技术规范报告。确定12种性能，统一其中8种性能的标准化测试方法和最低要求自对于其余4种性能，测试方法和最低要求仍需明确，这将是D1工作组下一步的任务作为CIGRE结论的IEC技本报告介绍了户外用聚合物绝缘材料的重要材料性能、它们的应用土二标准化测试方法以及最低要求。如赖有适用的标准测试方法，则/7 .- .,.-参考本指导性技术文件中总结的测试方法。气N / / 一一/ F / - / GB/Z 28818-2012月EC/TR62039: 2007 高电压下户外用聚合物材料的选用导则范围本指导性技术文件规定户外用聚合物绝缘材料的重要材料性能，并在材料适用的情况下列出包

7、含有最低要求的标准测试方法。如果没有适用的标准测试方法，则参考本指导性技术文件中总结的测试方法。也包括料。绝缘子的使用住得瞅讳干因素，如材料的类型、设计、环境栩引用此，选择材料时，满足下列2 于本文件。凡是不住日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T 10342008塑料吸水性的测定CISO62: 2008 , n3o / ._. .:. . -. -_. ,. - -_. ._.: GB/T 1408. 1-2005绝缘材料电气强度试验方法第1部分z工频下试验CIEC60243-1: 1998 , GB/T 22567-2008 电气绝缘材料测定玻璃化转变温度的试验

8、方法(1EC61006: 2004 , IDT) 1SO 34-1: 2004 硫化或热塑性橡胶撕裂强度的测定第1部分:裤形、直角形和新月形试片(Rubber-vulcanized or thermoplastic-Determination of tear strength-Part 1: Trouser, angle and crescent test pieces) 1SO 4892-3 塑料实验室光源暴露试验方法第3部分z荧光紫外灯(Plastics-Methodsof exposure to laboratory light sources-Part 3 : Fluorescent

9、UV lamps) 1SO 4892-4: 2004 塑料实验室光源暴露试验方法第4部分z开放式碳弧灯(Plastics-Methods of exposure to laboratory light sources-Part 4: Open flame carbon-arc lamps) 1SO 11359-2 ;1 999 塑料热力学分析(TMA)第2部分:线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的测定(Plastics-Thermodynamicanalysis (TMA)-Part 2: Determination of coefficient of linear thermal expansi

10、on and glass transition temperature) 1 GB/Z 28818-20 12/IEC/TR 62039: 2007 IEC 60250 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(Recommendedmethods for the determination of the permittivity and dielectric dissipation factor of electrical insulating materials at power, audio and radio frequencies inc

11、luding metre wave lengths) IEC 60455-2: 1977 电气绝缘用树脂基活性复合物第2部分:试验方法(Resinbased reactive compounds used for electrical insulation-Part 2: Methods of test) IEC 61109 标称电压高于1000 V的交流架空线路用复合绝缘子定义、试验方法及验收准则(Composite insulators for a. c. overhead lines with a nominal voltage greater than 1 000 V Definiti

12、ons , test methods and acceptance criteria) IEC 62217 标称电压高于1000 V使用的户内和户外聚合物绝缘子一般定义、试验方法和接收准则(Polymericinsulators for indoor and outdoor use with a nominal voltag巳greaterthan 1 000 V General definitions , test methods and acceptance criteria) 3 重要的材料性能3. 1 概述为确保材料在标准条件下正常使用，本指导性技术文件明确了需要测试的材料重要性能，包

13、括材料的物理性能、力学性能和化学性能。根据绝缘功能，绝缘材料分为三类:外壳材料(通常指硅橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯醋共聚物等); 一一芯材(玻璃钢等); 一一结构材料(环氧树脂等)。其最低要求尽可能基于非陶瓷绝缘体的应用经验;3.2 耐电痕化和电腐蚀斜面测试法依照GB/T6553-2003简单易行，该方法具有良好的重现性，且依据耐电痕化和电腐蚀能够较好地区分不同的绝缘材料。推荐按照方法l(电痕化电压常量)进行测试，依据准则A(标准电流为60mA)进行分级。基于高压绝缘体的使用经验，最低要求一般推荐按照1A3.5分级。对于应用于中压的绝缘材料，达到1A2.5等级就具有满意的性能。可将满足

14、1A2.5等级作为材料的一般要求，除非另有要求。3.3 耐电晕和臭氧耐电晕和臭氧是判断外壳和结构用聚合物材料性能优劣的重要特性。已有一些测试材料耐电晕和耐臭氧性能的标准程序，如IEC60270。关于臭氧测试标准，所用的高臭氧浓度实际中不可能达到。制造商也使用室内检测程序，但是，无论是检测程序还是测试结果两者均无可比性。还没有不同材料的使用性能和耐电晕测试的结果之间相关性的依据。因此CIGREDl.14工作组在研究适当的测试方法。他们指出，户外用材料的耐电晕性测试应在一个允许同步施加机械应力的系统中进行。耐臭氧性能测试也许被耐电晕测试所涵盖。3.4 耐水引起的化学和物理降解按照IEC62217，

15、适于检测外壳、芯材和结构材料耐化学腐蚀的方法是水扩散试验000h沸腾水测试)。虽然该标准主要针对绝缘子芯材，其测试程序也适用于外壳和结构材料。最低要求是耐12kV GB/Z 28818-20 12/IEC/TR 62039: 2007 电压1min。按照1EC60250标准，材料的耐物理降解性(浸水后的介电性能)可通过测定其损耗因数来评估。此情况下，最低要求是50.C、浸水50天后损耗因数不超过O.2。这种测试能够作为获得经验的可选测试。水扩散试验与水浸试验的结果相关性暂时不清晰。通过水扩散试验的材料在使用中抗物理降解性能好。水浸试验为材料的开发提供了有用的信息，允许材料根据抗物理降解特性进行

16、分级。关于材料的吸水率特性，聚合物材料的吸水量和其降解程度之间没有关联性。长期使用经验表明，典型的户外环氧绝缘系统的吸水率质量分数为O.05 % O. 3 % (按照GB/T1034-2008 , 23 .C、10d); 硅树脂吸水率可达到2%(质量分数)，但它们都是良好的绝缘材料，因此，没有必要测试吸水量和定义最低要求。3.5 撕裂强度推荐采用IS034-1: 2004的方法测试合成橡胶外壳材料的撕裂强度。基于第一代硅树脂复合绝缘体和20多年的高温硫化(HTV)硅橡胶材料的经验，按照1SO34-1: 2004撕裂强度应大于6N/mm。3.6 体积电阻率体积电阻率测试能检测绝缘材料中存在的导电

17、杂质。该特性可用于评估经常存在的添加物(例如含有不同级别离子杂质的填料)。对某些树脂体系，不恰当的加工过程对体积电阻率影响很大。推荐采用GB/T1410-2006进行体积电阻率的测试。该测试方法适用于测试芯体、外壳和结构材料。作为最低要求，体积电阻率应大于1010n. m。3. 7 击穿电场强度电击穿强度是绝缘材料的重要性能之一，应检测外壳材料和结构材料的击穿场强。不需要单独测量芯材的击穿场强，因为在测量由水引起的化学和物理降解期间已经评估了芯材的电击穿场强(见3.4)。对于工频击穿场强达到20kV/mm的检验(检验试验)，推荐使用GB/T1408.1-2006的测试方法。对于厚度3mm的试样

18、击穿场强应高于1川okV/m旧nrr口m绝缘材料通常具有高的固有电击穿强度。为了评估它，应采用不同的测试。例如:对于刚性绝缘材料(例如环氧树脂)和柔性绝缘材料(例如硅橡胶)，参照1EC60455-2标准测试。绝缘材料击穿电场强度测试参照1EC60455-2标准，击穿电场强度应大于40kV/mm。GB/T 1408.1-2006和1EC60455-2不同的测试导致击穿场强的等级不同，所以非陶瓷户外绝缘材料的一般性最低要求不能详细说明。3.8 抗化学腐蚀芯材可能受到酸雨腐蚀，可能伴随着水浸入，在同时有机械负荷作用时导致应力腐蚀。伞套材料的完整性是复合绝缘子重要的特性。并不是适当的绝缘设计或良好的封

19、闭系统就能防止复合绝缘子的无论是玻璃纤维还是树脂基体发生脆性断裂。如果评价一种芯部材料的耐酸性能，例如复合长棒绝缘子或棒形复合绝缘子用的芯部材料(不含空心绝缘子)，就要进行耐酸性试验。根据1EC61109的机械负荷时间测试(型式试验)，施加1mol/L的HN03直接接触长度不小于40mm FRP的芯材。材料应承受40MPa的张力96h。因为未见到关于结构材料的脆性断裂失效形式的报道，所以依据目前的理论不要求结构材料采3 G/Z 28818-2012月EC/TR62039: 2007 用化学腐蚀测试。评价结构材料表面耐化学腐蚀性的其他测试有可适用的或者包含于其他测试程序中，例如耐电晕放电测试(见

20、3.3)或者耐化学降解测试(见3.的。对于伞套材料不需要附加测试，因为本指导性技术文件其他章节提出的试验已经涵盖这部分内容。3.9 耐候性与紫外线到目前为止，缸弧测试(GB/T16422. 2-1999)被广泛采用并有很多参考可寻。碳弧测试(lSO 4892-4: 2004)在一些国家也被采用。紫外荧光检验(ISO4892-3)具有低成本和可循环的特点。为了校准三种方法，紫外线测试的参数(测试时间、酸雨、周期、采样温度，灯照类型)的定义也在考虑之中。3.10 阻燃性阻燃性由材料固有特性和绝缘设计决定。作为一种材料测试(设计测试), GB/T 19519要求根据GB/T 5169. 16的可燃性

21、v-O分级。不过，在某些特定场合，例如:中压配电线路绝缘子，材料虽未满足标准，但其性能是合格的。GB/T22079反映GB/T5169. 16和HB40、v-O的分类要求。可是，平0和HB40不可比较，但若将材料缩放妥当，通过V心的材料也能通过HB40，反之并不一定。尤其是输电线路用材料的测试，需要确认是否简化步骤。以电弧或放电点燃后绝缘材料将不持续燃烧，即符合v-O级作为阻燃性的最低要求。但这是否就是最低要求并不清楚。最低要求可以用适当的极限氧指数(LOI)水平作为替代。3. 11 耐电弧性外壳材料和结构材料耐电弧试验首选GB/T1411一2002作为测试标准。测试可以快速完成并且可重复。按

22、照聚合物复合绝缘子的使用经验，用作户外绝缘的材料最低耐电弧时间应大于180s。3.12 玻璃化转变温度基于实际经验和玻璃化转变的物理机制，玻璃化转变温度Tg和最大连续工作温度Tmax之间的安全极限是15Ko Tg测量参照GB/T22567-2008、GB/T19466. 2-2004或者ISO11359-2: 1999。所有信息仅由上述标准规定的完整测试报告给出。需要详细说明样品的几何形状及其制备、测试方法和参数，以及测试结果分析。3.13 疏水性可以用以下两个试验表示绝缘材料动力学疏水性:一一测试疏水稳定性;一一测试疏水转移能力。目前为止，疏水稳定性能通过几个科学的方法研究，例如:盐雾测试和

23、旋转轮沉浸测试。最近发展动力学滴落测试具有可重复性和成本低等特点。此外，采用容易加工的平直试样。方法的适用性和与其他方法的相似性也在考虑之中。几个方法巳用于评估疏水转移能力。有可能获得普遍认可测试方法的定义和评估也在考虑之中。4 总结附录A中列出了上述的重要材料特性。指定了外壳材料、芯材和结构材料的性能。对于某些性能，有几种适用的标准。在这种情况下，附录A列出推荐方法。如果允许的话，也同时列出最低要求。4 GB/Z 28818-20 12/IEC/TR 62039: 2007 附录A(规范性附录)高电压下户外用聚合物绝缘材料的重要性能和最低要求表A.1高电压下户外用聚合物绝缘材料的重要性能和最

24、低要求适用性和最低要求a特性测试标准外壳材料芯材结构材料见3.2耐电痕化和电晕1A3.5b 1A3.5 GB/T 6553-2003 见3.3耐电晕和臭氧 考虑中1 min 12 kV耐压测试(不击穿、不闪络)，测试1EC 62217，水扩散测试电流不超过1mA(r. m. s) 见3.4耐水引起的化学和物评价其他性能的可选测试，例如对于材料开发，理腐蚀c水浸渍后的介电损耗特性，50C水浸渍50d IEC 60250 (tan) 后的tan6 N/mm IS0 34-1 见3.6体积电阻率1010 n. m GB/T 1410-2006 40 kV/mm 40 kV/mm 1EC 60455-

25、2.1998 见3.7 击穿电场强度被沸腾试验所涵盖GB/T 1408-1-2006; 10 kV/mm 10 kV/mm 1EC 60455-2.1998 见3.8抗化学腐蚀dFRP芯材耐见正文酸腐蚀合格GB/T 19519-2004 耐风化和紫外线GB/T 16422.2-1999 见3.9 IS0 4892-3 见3.10阻燃性 GB/T 5169. 16-2008 见3.11耐电弧性180 s 180 s GB/T 1411-2002 见3.12 玻璃化转变温度T. T mox + T. T max + GB/T 22567-2008 15 K 15 K 见3.13 疏水性 考虑中被视

26、为一种重要特性(需要评价最低要求)。一不适用或者不视为重要性能。a对于特定中等电压的绝缘材料，例如交联聚乙烯电缆的终端材料，表现出稳定的1A2.5等级的稳定性及可靠的使用性能。b水扩散试验是获得户外绝缘材料适合性的必须信息，而水浸渍试验则给出试样老化的附加并信息有利于材料划分等级。c芯材可用性唯一要求是具有耐酸性。d此特性只对具有本征动力学疏水特性的材料合适。hOONdgg时同国巳ON|-NN阁。中华人民共和国国家标准化指导性技术文件高电压下户外用聚合物材料的选用导则GB/Z 28818-2012/IEC/TR 62039: 2007 * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号。00045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张O.75 字数14千字2013年2月第一次印刷开本880X12301/16 2013年2月第一版* 16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107书号:155066. 1-46153定价GB/T 28818-2012 打印日期:2013年3月18日F002A