GB T 22707-2008 直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验.pdf
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1、ICS 2908010K 48 园中华人民共和国国家标准GBT 22707-2008直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验Artificial pollution tests on highvoltage insulators to be used on dcsystems2008-12-30发布(IECTR 61245:1993,MOD)2009-10-01实施丰瞀髁紫瓣警糌瞥霎发布中国国家标准化管理委员会仅19目 次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4一般试验要求41试验布置42被试绝缘子的安装布置-43试验回路的要求5盐雾法51盐溶液52喷雾系统53试验开始前的条件54预处理程序55耐受
2、试验56耐受试验的接收准则6固体层法61污液的组成62惰性材料的主要特性63污层的涂覆64被试绝缘子污秽度的测定65试验程序66耐受试验和接收准则7绝缘子的耐受特性71绝缘子耐受特性的测定72给定试验电压下最大污秽耐受度的测定73给定污秽度下最大耐受电压的测定一74给定污秽度下50耐受电压的测定附录A(资料性附录) 检查污层均匀性的方法附录B(资料性附录)关于固体层法程序的附加推荐B1污层的干燥一B2雾的湿润作用的检查B3试验室雾的输入B4耐受试验的持续时间B5参照附盐密度(so)的评定附录c(资料性附录)附录D(资料性附录)附录E(资料性附录)附录F(资料性附录)GBT 22707-2008
3、检验人工污秽试验设备的资料IECTR 61245:1993的引言本标准章条与IEcTR 61245:1993章条技术性差异及其原因本标准章条与IECTR 61245:1993章条对照一览表广_f:)oo4ooooo,o8ooooo加n坫坫M珀加打,GBT 22707-2008图1在100 mA的阻性负荷上测得的纹波幅值及实际平均电压。图2电压降、电压过冲和泄漏电流图3典型的雾喷嘴的结构图4倾斜绝缘子的试验布置图一图A1探头电极布置图A2仪器回路图图B1污层电导的测量和它的上升时间T。一f2一-的评定表1盐雾法:温度20时溶液的盐度、体积电导率和密度值之间的对应关系表2溶液温度日和因数6之间的对
4、应关系表3高岭土配方的sD和眈。之间的近似关系。表4用于固体层污液的高岭土的主要特性mun地M坫00,8刚 舌GBT 22707-2008本标准修改采用IECTR 61245:1993直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(英文版)。本标准根据IEcTR 61245:1993重新起草,起草时删除了IECTR 61245:1993中的节编号。在附录F中列出了本标准章条编号与IEcTR 61245:1993章条编号对照的一览表。考虑到我国国情,在采用IECTR 61246:1993时,本标准做了一些修改,有关技术性差异已编人正文中,并在它们所涉及的技术性条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录E中给出了
5、这些技术性差异及其原因的一览表以供参考。为了便于使用,本标准还做了下列编辑性修改:a)“本技术报告”一词改为“本标准”;b)用小数点“”代替作为小数点的逗号“,”;c)删除IECTR 61245:1993的前言;d) 为了便于使用时理解,将IEcTR 61245:1993的引言作为资料性的附录列人附录D。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E和附录F均为资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国绝缘子标准化技术委员会(SACTC 80)归口。本标准起草单位:中国电力科学研究院、西安电瓷研究所、国家电网公司武汉高压研究院。本标准主要起草人:李庆峰、刘燕生、胡文岐、姚君瑞、吴光
6、亚。本标准从实施之日起,JBT 6747-1993直流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法 固体层法废止。本标准为首次制定。直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验GBT 22707-20081范围本标准规定的人工污秽试验程序适用于直流架空线路用绝缘子、变电站绝缘子和牵引线路用绝缘子,也可用于带有避免内部损伤的合适防护装置的套管和供其他设备用的空心绝缘子。这些程序应用于装有空心绝缘子的设备时,有关的技术委员会应考虑它对内部装置的影响和可能需要采用的特殊防护装置。本标准适用于在电压为1 000 V到800 kV直流系统中使用于户外、并暴露在污秽环境中的瓷和玻璃缘子的耐受特性的测定。这些试验不能直接应用于用
7、有机材料制造的绝缘子、复合绝缘子、涂有油脂的绝缘子或特殊类型的绝缘子(半导体釉绝缘子或覆盖有任何有机材料的绝缘子)。注:对于特大试品,如大型穿墙套管和互感器,经验表明试验结果有较大的分散性。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注El期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 1692711997高电压试验技术第一部分:一般试验要求(eqv IEC 600601:1989)3术语和定义下列术语和定义适用于
8、本标准。31单次试验individual test指在规定污秽度下对试品施加规定试验电压持续至规定时间或至发生闪络所构成的单一过程。32实际平均电压actual mean voltageUn所考虑瞬间并且是以该瞬间为终点的一个时间间隔内电压的平均值,这个时间间隔等于供电给整流器的交流电压的一个周波。注:当不能确定电源电压的周期时,此时间间隔为20 ms。33试验电压test voltageUt在一个单次试验开始时的实际平均电压。34纹波因数ripple factor纹波幅值与实际平均电压之比(U,u。见图1)。35电压降voltage dropAUt试验电压和实际平均电压的差(图2)。1GBT
9、 22707-200836相对电压降relative voltage drop电压降(AU。)与试验电压(u。)之比,通常用百分数表示。37电压过冲voltage overshoot实际平均电压与试验电压的差(图2)。38相对电压过冲 relative voltage overshoot电压过冲与试验电压(u。)之比,通常用百分数表示。39泄漏电流leakage current污秽试验中在绝缘子接地端串联测得的绝缘子表面电流。310单次试验期间的最大泄漏电流highest leakage current during an individual test在不发生闪络的单次试验期间出现的最大泄漏
10、电流值。311短路电流short-circuit current对试品施加试验电压并发生短路时,由该完整试验回路所提供的电流。312限流电阻current limiting resistorRs加在直流电源的负载电容器与试品之间的电阻。313盐度salinity_sa用自来水制成的盐溶液的浓度,用盐量除以溶液体积来表示,通常表示为kgm3。314污秽层pollution layer绝缘子表面的导电电解层,由盐和惰性材料组成。315层电导layer conductanceGL按附录B规定测得的电流与电压之比。316附盐密度salt deposit densitySD沉积在一绝缘子给定表面(这个表
11、面不包括金属部件和胶装材料)上的盐量除以该表面的面积(见64),通常用mgcm2表示。317不溶物沉积密度non-soluble deposit densitySN沉积在绝缘子给定表面(这个表面不包括金属部件和胶装材料)上的不溶解物质的量除以该表面的面积,通常用mgcm2表示。2GBT 22707-2008318污秽度degree of pollution表征覆盖在被试绝缘子上人工污秽量的值(盐度、附盐密度)。319参照盐度reference salinity用于表征一单次试验的盐度值,320参照附盐密度reference salt deposit density用于表征一单次试验的附盐密度值
12、。它是在若干个绝缘子(或在它们的几部分)上测得的附盐密度的平均值,这些绝缘子是在提交给试验前从已经染污的绝缘子中选取出的。321规定耐受污秽度specified withstand degree of pollution在有关条款56或66中所述条件下,绝缘子在四次单次试验中应至少有三次能耐受规定试验电压的参照污秽度。322最大耐受污秽度maximum withstand degree of pollution在有关条款72所述条件下,绝缘子在四次单次试验中至少有三次能耐受规定试验电压的最高污秽度。323规定耐受电压specified withstand voltage在有关条款56或66所述
13、的条件下,绝缘子在四次单次试验中至少有三次能耐受规定污秽度的试验电压。324最大耐受电压maximum withstand voltage在73所述条件下,绝缘子在规定的污秽度下在四次单次试验中,至少有三次能耐受的最高试验电压。32550耐受电压50withstand voltage一次单次试验中,绝缘子的耐受概率为50时的试验电压(见74)。4一般试验要求41试验布置已有的污秽试验方法可分为两类:盐雾法(第5章),对清洁而湿润的绝缘子施加电压,然后施加一规定的环境污秽。固体层法(第6章),对具有干燥而均匀的规定固体污秽层的绝缘子施加电压,然后加以湿润。本章中以下条款,适用于这两种方法。42被
14、试绝缎子的安装布置421试验布置一般推荐用垂直位置来比较不同类型的绝缘子。再现实际运行条件的其他位置(倾斜、水平)下的试验,可按供需双方协议进行。当有特殊原因不在垂直位置上试验绝缘子时(例如穿墙套管和断路器纵绝缘),应仅考虑运行位置。绝缘子的任何部分与除了绝缘子的支架和喷嘴柱(当使用时)之外的任何接地物之间的最小间距应不小于05 m每100 kV试验电压,并且在任何情况下不得小于15 m。3GBT 22707-2008绝缘子应直立地安装在试验室中,完整地装上属于其组成部分的所有金属附件。支架以及带电金属部件的布置,至少在离绝缘子的最小间距内,应再现运行中预期的情况。关于它们对试验结果的影响,有
15、效的经验已表明:外部的电容,例如由于附件引起的,并不会明显地影响其试验结果。内部部件的特性可能影响其耐受值。422绝缘子的清洗应仔细清洗绝缘子,使污物和油脂的所有痕迹都被除去。清洗后,不应用手触摸绝缘子的绝缘件。在冲洗后如果观察到有大片连续的湿表面,则认为绝缘子表面已经充分清洁并且无任何油脂。对于固体层法情况,在首次染污前,应该用水和像高岭土或一种替代材料(砥石粉或硅藻土)那样的惰性材料的浆液擦洗,然后用自来水彻底冲洗。浆液中可加入某种洗涤剂。在以后的每次染污前,绝缘子应仅仅用自来水再次彻底清洗。如果sD水平或试验结果中的任何一种前后有矛盾时,可能需要用人工擦拭。对于盐雾法情况,水最好加热到大
16、约50,并加入磷酸三钠或其他洗涤剂,然后用自来水彻底冲洗绝缘子。如果需要的话,在最后处理以前可以像固体层法那样进行擦洗。注:如果需要,金属部件和胶装材料可以涂上防盐水的漆,以保证试验期间没有锈蚀物流淌到绝缘表面上。4,3试验回路的要求43,1试验电压在整个试验期间,应给绝缘子连续施加规定极性的规定试验电压。无需应用湿度校正因数。注:空气密度校正因数的应用正在考虑中。应用适当方法表明试验电压的纹波因数在100 mA的阻性电流负载时不大于3。产生耐受结果的单次试验中,出现的相对电压降(图2)不应超过lo。注:检验可以接受的相对电压降10的判据正在考虑中。倘若在整个相应的电流脉冲期间计算得的相对电压
17、降均值不超过5,暂时允许相对电压降可超过oN,但不应大于Is。通常,由于绝缘子表面放电熄灭引起负荷释放造成的相对电压过冲(见图2)不应超过10。当相对电压过冲在5至10之间时发生了闪络,则该试验无效。432测量系统的特性测量电压和泄漏电流的系统应有至少为1 kHz的上限频率。433闪络的鉴别用下列判据之一鉴别在明显的闪络情况下,被试绝缘子是否被短路电弧完全短接:电压记录清楚地表明了击穿;电流测量表明整个回路已被电弧短路;用一个具有适宜的响应特性的分路电阻在微秒范围内测得的试验回路的电流峰值高于o5 UtR5;具有足够清晰度的照片或视频记录清楚地示出了完整的短路电弧。5盐雾法51盐溶液盐溶液应用
18、工业纯氯化钠(NaCI)和自来水制成。注:高硬度的自来水,即等值CaC03含量大于350 gm3的,可能会在绝缘子表面产生石灰石沉积物。在这种情况下,推荐使用去离子水制备盐溶液。使用盐度应是下列值之一:25,35,5,7,10,14,20,28,40,56,80,112,160,224 kgm3。盐度的最大允许偏差为规定值的土5。推荐用测量电导率或测量密度并加以温度校正来测量盐4GBT 22707-2008度。表1给出了溶液的盐度、体积电导率和密度值间在温度为20时的对应关系。当溶液温度不是20时,电导率和密度值应按公式(1)或(2)校正。注意盐溶液的温度应在5到30之间,因为还没有经验证实溶
19、液温度超出这个范围时所进行的试验是有效的。电导率应使用如下公式(1)校正:d2。=印1一b(O一20) (1)式中:目溶液温度,单位为;印温度为0时的体积电导率,单位为Sm;吨o温度为20时的体积电导率,单位为Sm;6由温度0决定的因数,如表2所示。密度校正应使用如下公式(2):20一。1+(200+13S。)(曰一20)106 (2)式中:口溶液温度,单位为;。温度为0时的密度,单位为kgm3;20温度为20时的密度,单位为kgm3;S盐度,单位为kgm3。该校正公式仅对超过20 kgm3的盐度有效。表1 盐雾法:温度20时溶液的盐度、体积电导率和密度值之间的对应关系盐度s。(kgm3) 体
20、积电导率o(Sm) 密度20(kgm3)25 043 35 060 5 083 7 115 10 16 14 22 20 30 28 41 1 018040 56 1 0259S6 76 1 037380 10 1 0527112 13 1 0746160 17 11045224 20 11400表2溶液温度0和因数b之间的对应关系日 b5 003l 5610 00281720 0022 7730 0019 05注:对于在5至30范围内的其他温度值,因数b用内插法获得。52喷雾系统试验室里的雾是由规定数量的雾喷嘴产生的,它靠来自喷射方向与溶液喷嘴成直角的空气喷嘴中的压缩空气流使溶液雾化。喷嘴由
21、耐腐蚀管制造,空气喷嘴的内径为12 mm士002 mm,溶液喷嘴的5GBT 22707-2008内径为20 ram002 mm。两种喷嘴应有同一外径,为30 mm士005 mm,喷嘴末端应切成直角并磨光。溶液喷嘴的末端应处在空气喷嘴的轴线上005 mm的范围内。空气喷嘴的末端与溶液喷嘴中心线间的距离为3 mm005 mm。两种喷嘴的轴线应处在同一平面内,偏差在士O05 mm内。图3示出了雾喷嘴的一典型结构。雾喷嘴应排为两列,该两列喷嘴与绝缘子平行并相对地排在绝缘子的两侧,绝缘子的轴线应与两列喷嘴在同一平面内,即垂直绝缘子试验时喷嘴为两纵列,水平绝缘子试验时喷嘴为两横列。在倾斜绝缘子情况下,包含
22、了绝缘子和两列喷嘴的平面应与水平面相交于与绝缘子轴线成直角的一条直线上(见图4);在这种情况下,溶液喷嘴的轴线应是垂直的。溶液喷嘴与绝缘子轴线之间的距离应为3 m土005 m。相邻雾喷嘴之间应相隔06 m,每一个空气喷嘴应垂直指向该列喷嘴轴线,并朝向另一列上对应的空气喷嘴,与雾喷嘴平面的夹角在l。之内。可以用下述方法检查雾喷嘴在垂直纵列上的位置:降低溶液喷嘴,校正使水通过空气喷嘴喷向另一纵列上对应的喷嘴。然后将溶液喷嘴升高到工作位置。绝缘子的中点最好与两列雾喷嘴的中点成一直线。两列喷嘴应伸出超过绝缘子两端至少06 m。对于长度为H(单位为m)的绝缘子,每一列雾喷嘴的最小数量N应为式(3)所示:
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