DLT557-2005高压线路绝缘子空气中冲击击穿试验—定义、试验方法和判据.pdf 11页

'ICS29.080.10备案号:15344-2005DL中华人民共和国电力行业标准DL/T557一2005代替DUT557一1994高压线路绝缘子空气中冲击击穿试验—定义、试验方法和判据Insulatorsofceramicorglassmaterialoverheadlineswithanominalvoltagegreaterthan1000V-impulsepuncturetestsinair(IEC61211:2002MOD)2005-02-14发布2005-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布 DL/T557一2005目次前言··········价二，.，一，·······，一，···‘··⋯，..···.···，···.·.······⋯⋯，···.....···.··⋯H1范围····‘·卜·······价，··-······卜···.‘······.···.·····‘·.···.·，，······.········，··.··⋯⋯12规范性引用文件··.·价·‘····.，···..·.·，····.···，⋯⋯，，··.··⋯，.，⋯⋯，二，....⋯⋯，⋯13术语和定义.·····‘······.，··，··⋯，··⋯⋯，，·⋯，.··⋯⋯，一，.···.........-⋯⋯14试验要求···价，····‘·······卜··‘··⋯，····..····卜·.··⋯，.·二，.⋯卜·...⋯⋯卜一14.1一般要求，···.··............·，·⋯，·.···⋯⋯，.·，······⋯⋯，⋯⋯，，.⋯，··.·...............14.2试品安装方式······‘···价·····‘······⋯⋯，··⋯⋯，.··-...-..⋯⋯，-.....⋯143试品数量·，价···，·，卜··‘·1·价··，···1······，·，··‘11··，·卜111···价·，···1·，，··卜1·价一34.4试验程序··········.····‘·········.·····‘·⋯⋯，二，.·.·.···········，·.·····⋯⋯，.··.·⋯⋯..........34.5试验电压······卜，··········，··卜·.······‘二，，.，·····，······卜卜····.······⋯⋯34.6击穿的判定····，····.·.··，····.·.·.，.价·⋯，，，···一，.，，...···」，··⋯，.·，，·⋯，二，......·.⋯..44.7接受判据·····‘··············，·······················.············，···.··········....45试验电压的产生和测量···.··.⋯⋯价·卜···.·卜⋯价·····，·······卜·卜·······，，·····‘·价·······卜·..45.1试验用冲击电压发生器···················，··············‘···，，二价⋯价··一⋯......45.2试验电压的测量·，····，··.··‘·········.·‘··......···一，.⋯，，，·.--.⋯，...-..-..........⋯⋯‘二4附录A(规范性附录)盘形悬式绝缘子负极性雷电冲击U50的规定值··，····，·‘···1·......6附录B(资料性附录)本标准部分章条与IEC61211Ed.I章条编号对照..··...·····⋯⋯，..7附录C(资料性附录)本标准条款与】EC61211Ed.1技术差异及其原因.··.⋯⋯卜-...⋯......8 DL/T557一2005oil舀本标准修改采用IEC61211Ed.l"InsulatorsofCeramicorGlassforOverheadLinewithVoltageGreaterThan1000V-ImpulsePunctureTestinginAir"(该标准的最终草案一36B/229/CDV-36B/235/RVC)，是DL/T557-1994的修订版，在原标准中虽然规定了以幅值作为试验的方法和判据，但由于单片绝缘子的-U5。难以确定(与绝对湿度密切相关)，在实践中幅值法并未得到推广应用。实际上，大多数试验室仍采用陡度法进行试验，而在陡度法的试验中存在明显的缺点:在陡度相近的情况下，幅值相差可达20%一30。这主要是由于冲击电压发生器的内阻和波前线性度不同造成的，而固体绝缘冲击击穿强度主要取决于施加电压的幅值，从而造成了考核绝缘子严格程度的明显差异。在本标准中，明确规定以幅值法进行冲击击穿试验，以盘形悬式绝缘子5片串的一U5。除以5来代表该单片绝缘子的一U5o，并在附录A中给出常用盘形悬式绝缘子的一U5。的规定值。这样，使幅值法试验具有可操作性，试验结果具有可比性。本标准与IEC61211Ed.l"InsulatorsofCeramicorGlassforOverheadLinewithVoltageGreaterThan1000V-ImpulsePunctureTestinginAir”的技术差异详见附录Co这些差异用垂直单线({)在它们所涉及的条款的页边空白处标识。为便于使用，本标准还作了以下编辑性修改:a)“本国标准”一词改为“本标准”;b)用小数点“.”代替作为小数点的“，，’:c)删除国际标准的前言;d)删除某些试品布置图，这些试品在国内从未出现过;e)某些章条作了变更，见附录Bo本标准的附录A是规范性附录，附录B和附录C是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力工业高压试验技术标准化技术委员会负责归口并负责解释。本标准主要起草单位:中国电力科学研究院。本标准参加起草单位:西安电瓷研究所、大连电瓷厂、南京电气有限责任公司、自贡塞迪维尔钢化玻璃绝缘子有限公司、NGK唐山电瓷有限公司以及苏州电瓷厂等。本标准主要起草人:王来、魏全才、张继军、董刚、吴斌。 DL/T557一2005高压线路绝缘子空气中冲击击穿试验定义、试验方法和判据，范围本标准规定了电压高于1000V线路用瓷和玻璃绝缘子在空气中冲击击穿耐受试验的要求。本标准适用于盘形悬式绝缘子、针式绝缘子和可击穿型柱式绝缘子。其他形式的B型高压线路绝缘子也可参照使用。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。凡是注明日期的引用文件，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。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T813冲击试验用示波器和峰值电压表GB/T1001.1标称电压高于1000V的架空线路绝缘子第1部分:交流系统用瓷或玻璃绝缘子元件一定义、试验方法和判定准则GB/T2900.8电工术语绝缘子GB/T2900.19电工术语高电压试验技术和绝缘配合GB/T16896.1高电压冲击试验用数字记录仪第一部分:对数字记录仪的要求GB/T16927.1高电压试验技术第一部分:一般试验要求GB/T16927.2高电压试验技术第二部分:测量系统3术语和定义3.1冲击击穿试验impulsepuncturetest检验绝缘子在空气中耐受一定幅值和次数的冲击电压的能力。试验中绝缘子若仅发生表面闪络而不发生绝缘件的击穿或损坏，则认为绝缘子通过了冲击击穿耐受试验。3.2试验电压testvoltage在绝缘子上由冲击闪络电压决定的实际电压峰值。3.3冲击击穿电压impulsepuncturevoltage按本标准规定的绝缘子应能耐受的峰值电压。4试验要求4.1一般要求除非另有规定，试验均应按GB/T16927.1^2.GB/T1001.1和GB/T813进行。试验前，试品应擦拭干净，并与环境处于热平衡状态;还应进行IN工频火花试验。4.2试品安装方式4.2.1盘形悬式绝缘子1 DLlT557一2005盘形悬式绝缘子的铁帽朝下，置于一块尺寸不小于2倍绝缘子直径的接地金属板上，从接地金属板到绝缘子伞裙的距离应尽量小，但应防止伞裙至平板之间的直接闪络。在钢脚端应安装一个相应的标准碗头，以避免钢脚周围水泥胶装区的电场强度过分集中。铁帽与接地金属板间可有两种安装方式，如图la),b)所示。分压器和冲击发生器的引线应与球状碗头的上端相连接，并注意避免引线和伞盘之间的空气间隙放电。槽形绝缘子可用类似的安装方式冲击电压圣生G分END冲击电压发生器G砚冲450金属板a)安装方式一b)安装方式二图1盘形悬式绝缘子的安装4.2.2针式和B型线路柱式绝缘子针式绝缘子应安装在同一个水平、平直光滑的接地横担上，横担可用金属管或铁构件制成，直接放置在地面。横担宽度b应不小于76mm且不大于152mm，长度1应不小于绝缘子结构高度h的2倍(包括钢脚在内)。根据针式绝缘子的种类，在支持横担上的安装方式有:a)绝缘件与横担不直接接触的绝缘子，试品应垂直、同轴安装在一直径为25mm的钢脚上。钢脚长度应选择为:从绝缘子上电极和金属附件到横担的最短千弧距离应比到钢脚的最短干弧距离大25%-50%。若绝缘件和钢脚是固定胶装的，则用原钢脚的安装方式，如图2a)所示。b)绝缘件与横担直接接触的绝缘子，将绝缘子直接安装在横担上，如图2b)所示。c)B型线路柱式绝缘子，应安装在一个水平接地的槽形金属结构中心的正上方，如图3所示。金属结构的宽度等于试品底部的直径，长度不小于试品高度的2倍。对于顶部无金属线夹的针式和线路柱式绝缘子，可将一圆形金属弹簧放入侧线槽中。在顶部安装一块与侧线槽中弹簧接触良好的板条(或顶部有线槽时，则应嵌入顶部线槽)。这个接线板上应有两个端子，一个用于连接发生器回路，另一个接分压器系统。如果针式绝缘子和线路柱式绝缘子装有线夹，冲击电压发生器和分压器的引线必须装在线夹上，如图3a).b)所示。试品和分压器之间的接地回线应采用金属平板，也可采用150mm-200mm宽的铜带，这种铜带也可作为其他部位的接地回线。冲击电压发生器G分压器Da)针式绝缘子的安装方式一b)针式绝缘子的安装方式二图2针式绝缘子的安装 DL/T557一2005冲击电压发生器c分压器D冲击电压发生器Ga)B型线路柱式绝缘子的安装方式一b)B型线路柱式绝缘子的安装方式二图3B型线路柱式绝缘子的安装4.3试品数量除相关产品标准已有明确规定或供需双方另有约定外，试品数量按下面要求选取:a)型式试验:10只;b)抽样试验:按产品标准抽样数量。4.4试验程序盘形悬式绝缘子先施加正极性冲击5次，后施加负极性冲击5次，随后再施加正极性冲击5次和负极性冲击5次。相邻两次冲击的间隔时间为lmin-nun.针式和可击穿型线路柱式绝缘子先施加负极性冲击5次，后施加正极性冲击5次，随后再施加负极性冲击5次和正极性冲击5次。相邻两次冲击的间隔时间为lmin^2min,在冲击击穿试验中，若有1次电压低于规定值的允许范围，应补充1次冲击;若有1次电压高于规定值的允许范围，试验可继续进行。在冲击击穿试验中，若有1次以上的冲击电压超过规定值允许范围，试验应停止。在试验电压调整后在新的样品上重新进行试验。试验中应记录每次冲击电压的幅值。45试验电压4.5.1试验电压的幅值试验中，为通用起见，试验电压以标么值(p.u)来表示，即试验电压与单只绝缘子U5。的比值。铸。为在标准大气条件和规定安装方式下绝缘子的雷电冲击50%闪络电压，如图4所示。由于冲击击穿电压是绝缘子的一个规定特性，试验电压应不小于表1规定的标么值，并允许有+10%的幅值偏差，或按供需双方的约定值进行。盘形悬式绝缘子的一姚。可按附录A选取，当附录A未能涵盖某些绝缘子几何尺寸时，可通过试验确定其U50-表1试验电压的要求绝缘子类型试验电压标么值盘形悬式绝缘子2名针式绝缘子2.0柱式绝缘子2.3一般情况下，盘形悬式绝缘子的U5。以负极性来代表，其他类型绝缘子以正、负极性U5。中的较低者来代表。冲击击穿试验的试验电压不作气象修正。4.5.2绝缘子Use确定50%放电电压U<。可通过升降法来求取，并按GBfT16927.1进行标准气象条件的修正。针式绝缘子 DL/T557一2005和柱式绝缘子即单只绝缘子的认。;盘形悬式绝缘子应以5片串的负极性雷电冲击的50%放电电压除以5来代表单片绝缘子的一玩。，或从附录A的表A.1中选取。试品布置和试验方法应符合GB/f775.2的有关条款的规定口注:在较大和较小绝对湿度条件下，湿度对短绝缘子串的一US。有明显的影响，按标准修正可能会得到更大误差。因此，建议在997-3-13glm〕的湿度条件下求取屿。u(o.u)图4试验电压的标么值4.5.3试验电压的波形试验中应采用一个单调上升并由试品闪络截断的冲击电压，对波前的线性度不作要求，根据各试验室的实践经验，其波前的时间一般在l00ns^200ns之间。4.6击穿的判定绝缘子在冲击电压击穿试验中，当示波器显示的冲击电压幅值有明显降低，或绝缘子表面无闪络电弧，或绝缘子绝缘元件发生损坏，或在工频闪络试验中失败，则认为绝缘子发生了击穿或损坏。4.7接受判据4.7.1常规判据在型式试验中，若无试品发生击穿或绝缘元件损坏，则通过了该项试验。在抽样试验中，若无试品发生击穿或绝缘元件损坏，则该批产品通过了冲击击穿试验;若仅有1只击穿或绝缘元件损坏，则需加倍重复试验。加倍重复试验中若无试品发生击穿或绝缘元件损坏，则认为该批绝缘子通过了冲击击穿试验。在绝缘子进行冲击击穿试验中，若不能确定绝缘子是否发生击穿，则还应进行2次干工频闪络试验。4.7.2特殊判据当试验电压高于或低于规定值允许范围，且发生击穿时适用本判据。在施加电压低于规定值并增加电压修正后的额外次数的冲击，若在第21次冲击发生了击穿，应增加1只绝缘子重新试验。在施加电压高于规定值并随后发生击穿，应增加1只绝缘子重新试验。判据同4.7.1a5试验电压的产生和测量5.1试验用冲击电压发生器试验电压可由两种方法产生:一种是由冲击电压发生器的输出端直接接在试品上，通过波前电阻和电容的调节来达到试验电压的要求;另一种是在冲击电压发生器的输出端接上一个陡化回路(由陡化电容和陡化球隙组成)，通过调节陡化回路参数以达到试验电压的要求。5.2试验电压的测量测量试验电压时，应采用快速响应分压器(宜采用小尺寸、低阻抗以达到快速响应)。分压器可垂 DL/T557一2005直放置，并且与试品的连接应尽可能的紧凑，如图5所示。分压器接地平板图5小型快速响应分压器5.2.1对测量系统的要求测量系统测量幅值的不确定度应不大于5%0分压器分压比的不确定度应不大于2%e分压器测量系统的阶跃响应(不包括示波器)应满足以下要求:部分响应时间T,-<3ns;阶跃响应的稳定时间T,5100ns;阶跃响应的过冲卢-<20%o测量冲击击穿电压幅值和波形的示波器性能应符合GB/T813和GB/"r16896.1要求，并满足下面要求:模拟量示波器:频宽几>50MHz;数字记录仪(数字示波器):对应位数N}-18bit，采样率fs}-1500MS/s,频宽f$}-I100MHza5.2.2抗干扰措施冲击电压击穿试验波前时间较短，试品闪络时将产生较强烈的电磁干扰(空间干扰和共模干扰)，测量系统应有较完善的抗干扰措施，这对高灵敏度示波器尤为重要。采取的主要措施有:安装电源滤波器、隔离变压器、屏蔽室以及抑制共模干扰的双层屏蔽电缆等。图6是一个抗干扰措施较为完善的测量系统。s厂一一一一一一一一门M门厂r~一—一—气广一一勺TllIc〔}一分压器;C一双屏蔽电缆:T-隔离变压器;5一屏蔽室;F-滤波器:〔~集中接地极;W一金属板连接线:M-测量仪器;R,.R2高、低压臂电阻;凡、Ra电缆首、末端匹配电阻图6测量系统抗干扰综合措施的示意图5.2.3共模干扰试验在绝缘子冲击击穿耐受试验时，在分压器端将测量电缆的芯皮短路(接地状态不变)，这时测得的干扰信号应不大于试验电压峰值的1%a DL/T557一2005附录A(规范性附录)盘形悬式绝缘子负极性雷电冲击U5o的规定值盘形悬式绝缘子负极性雷电冲击铸。的规定值见表A.lo表A.1盘形悬式绝缘子负极性雷电冲击US。的规定值产品规格结构高度Hx公称盘径DU50(推荐值)序号产品类型n、1，1kV146X255100146X320110巧5X280110155X320115170x2801201普通型和钟罩型170火320120195x320130195x400135205x360135240X380145146X255105155X3251152双伞型和三伞型170X330125195x360130195x400135 DL/T557一2005附录B(资料性附录)本标准部分章条与IEC61211Ed.1章条编号对照本标准部分章条与IEC61211Ed.1章条编号对照见表B.I.表B.1本标准部分章条与EEC61211Ed.1章条编号对照本标准部分章条编号IEC61211Ed.I章条编号3.3(新增)454.15.14.25.24.3.5.34.45.64.55.54.65.74.75.85之注5.4和AnnexB5.2.2(新增)5.2.3(新增)附录A(新增) DL/T557一2005附录C(资料性附录)本标准条款与IEC61211Ed.1技术差异及其原因本标准条款与IEC61211Ed.1技术差异的内容均是根据我国实际情况和经验，在保留IEC61211Ed.l主要条款的基础上有4点不同，详见表C.le表C.1本标准部分条款与EEC61211Ed.1的技术差异及原因本标准的部分章条编号技术性差异原因考虑到我国电力线路绝缘子串都未安装招弧角(环)，当存在零值绝缘子又发生闪络时，易发生绝缘4.3a)型式试验试品10片(IEC为5片)子炸裂掉串、掉线事故;而欧美国家的线路绝缘子串一般都装有招弧角或环。因此，我国电力部门对绝缘子应有更高要求单调型部分响应时间也应满足3ns的要求，才能满部分响应时间Ta53ns;足总体车辆的不确定度不超过5%阶跃响应的稳定时间T,5100ns;阶跃响应的稳定时间和过冲都应有所规定，否则将5.2注影响冲击波前的测量;阶跃响应的过冲X20%;IEC规定了示波器的上升时间(0-100)%的定义，模拟量示波器频宽几->50MHz但对于ns级过程难以确定0%和100%，规定频宽较明确本标准规定的抗千扰措施是行之有效的，基本上可5.2.2本标准给出了抗干扰措施消除空间干扰和共模干扰由国内几个试验室在绝对湿度为llg/m3左右的条本标准给出了盘形悬式绝缘子负件下进行了5片串试验，得出单片一U5u.数据较为准附录A极性雷电冲击U，的规定值确。各试验室可直接采用这些数值，使幅值法试验具有可操作性，试验结果具有可比性'