DL T 557-1994 高压线路绝缘子陡波冲击耐受试验--定

中华人民共和国电力行业标准高压线路绝缘子陡波冲击耐受试验DL/T557—94——定义、试验方法和判据中华人民共和国电力工业部1994-12-22批准1995-05-01实施本标准参照采用了IECSC36B(秘书处)111文件(1991年)《额定电压高于1000V的架空线路瓷和玻璃绝缘子的击穿试验》标准草案。1主题内容与适用范围本标准规定了高压线路绝缘子在空气中以幅值法进行陡波冲击耐受试验的要求。包括试验方法、试品安装、试验程序、试验电压和波形、击穿的判定、接受判据，以及试验电压的产生和测量等。并在附录A中提供了陡度法的试验方法，作为参考件。本标准适用于高压线路B型绝缘子，目前主要为瓷和玻璃的盘形悬式和针式绝缘子。其他型式的B型高压线路绝缘子亦可参照使用。2引用标准GB311.2高电压输变电设备的绝缘配合、高电压试验技术GB775绝缘子试验方法GB813冲击试验用示波器和峰值电压表GB2900.8电工术语绝缘子GB2900.19电工术语高电压试验技术和绝缘配合3术语除本标准规定外，其他应符合GB2900.8及GB2900.19的规定。3.1陡波冲击一种波前呈单调上升并由试品在波前发生闪络或击穿而造成截断的冲击电压波，其波前时间一般在100～200ns之间。3.2波前时间按(0.3～0.9)Um法作图，T1为波前时间，见图A1。3.3陡波冲击的电压幅值直接施加在绝缘子上(详见图1～3)的实际闪络或击穿电压的峰值Um。3.4视在陡度陡波冲击的电压峰值与波前时间的比值，即S=Um/T1。3.5单调上升的陡波冲击在波前时间范围内，电压随时间的增长而上升，但在0.3Um以上部分允许有不大于0.05Um振荡，0.3Um以下部分不作规定。3.6线性上升的陡波冲击在波前时间范围内，电压以近似于恒定陡度上升，其0.3Um以上部分的非线性度不大于0.05T，见图A1。13.7陡波冲击耐受试验检验绝缘子在空气中耐受一定幅值和次数的陡波冲击的能力，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陡波冲击耐受试验。4盘形悬式绝缘子陡波冲击耐受试验4.1一般要求除非另有规定，试验均应按国标GB311.2～311.4、GB775和GB813进行。试品应擦拭干净，表面干燥，并与环境处于热平衡状态。试验前瓷绝缘子应经受5min工频火花试验。陡波冲击耐受试验可不按产品标准规定的顺序而单独进行。4.2安装方式安装方式取决于绝缘子的型式及其金属附件。4.2.1盘形悬式绝缘子盘形悬式绝缘子的铁帽朝下，置于一块尺寸不小于二倍绝缘子直径的接地金属平板上，从接地平板到绝缘子伞裙的距离应尽量小，但应避免伞裙至平板之间的直接闪络。在钢脚端，应安装一个尺寸与铁帽相近的球状碗头，以避免钢脚周围水泥胶装区的电场强度过分集中。钢帽与接地金属板间可有两种连接方式，如图1(a)、(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。槽型连接绝缘子可采用类似的安装连接方式。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，长度应不小于绝缘子结构高度h(包括钢脚在内)的2倍。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干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2(a)所示。图2针式绝缘子的安装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2(b)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3(a)、(b)所示。图3B型线路柱式绝缘子的安装试品和分压器之间的接地回线应采用金属平板，也可采用150～200mm宽的铜带，这种铜带也可作为其它部位的接地回线。4.3试品数量a.型式试验：10只。b.抽样试验：接产品标准工频油中击穿试验数量抽样。4.4试验程序盘型悬式绝缘子先施加正极性冲击10次，后加负极性冲击10次。相邻两次冲击的间隔时间为1～2min。针式和可击穿型线路柱式绝缘子先加负极性冲击10次，后加正极性冲击10次。相邻两次冲击的间隔时间为1～2min。绝缘子通过陡波冲击试验后，还应进行2次工频闪络试验。4.5试验电压4.5.1试验电压的幅值试验电压幅值是试品在波前发生闪络的陡波冲击电压的实际峰值。为得到更通用的试验电压，以标么值(p.u.)来表示，即试验电压与负极性U的比值。负极性为在标准大气条件和规定安装方式下绝缘子的负极性雷电冲击50%闪络电压，如图4所示。试验电压不作气象修正。由于陡波冲击耐受电压是绝缘子的一个规定的特性，不同类型绝缘子的试验电压由制造厂提供，试验电压应不小于该规定值。试验中试验电压幅值允许有+5%的幅值偏差。50U50注：制造厂和用户可按下列推荐值选择陡波冲击的电压幅值Um：Ⅰ级Ⅱ级普通型悬式绝缘子Um≥2.2p.u.Um≥2.0p.u.耐污型悬式绝缘子Um≥2.0p.u.Um≥1.7p.u.针式绝缘子Um≥2.0p.u.对公称直径D≥300mm的耐污型绝缘子，允许Ⅰ级、Ⅱ级的试验电压各降低0.1p.u.。针式绝缘子因设备或试品的伏秒特性而达不到2.0p.u.试验电压时，允许适当降低。图4试验电压标么值示意图4.5.2试验电压的波形试验中应采用一个单调上升的陡波冲击(见3.5条)。对波前的线性度不作要求。为保证试验结果的严格性和具有可比性，应尽可能把波前时间调整到100～120ns。4.5.3负极性U50的确定单片绝缘子的U50受气象条件影响很大。为了得到在标准气象条件下的负极性U50，应在接近标准气象条件下(p=101.3kPa，t=20℃，h=11g/m3)进行负极性U50的试验。试品布置和试验方法应符合GB775的有关条款的规定。注：在非标准气象条件下确定标准气象条件下的负极性U50时，可在湿度为11g/m3的上下，分别求取1～2对的负极性U50，经空气密度修正后取平均值作为负极性U50。4.6击穿的判定绝缘了在陡波冲击试验中，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效，则认为绝缘子发生了击穿或损坏。4.7接受判据在型式试验中，若无试品发生击穿或损坏，则通过了该项试验。在抽样试验中，若无试品发生击穿或损坏，则该批产品通过了陡波冲击耐受试验；若仅有一只击穿或损坏，则需加倍重复试验。加倍试验中若无试品发生击穿或损坏，则认为该批绝缘子通过了陡波冲击耐受试验。5试验电压的产生和测量5.1试验电压的产生试验电压通常由冲击电压发生器产生。一种是以冲击电压发生器的输出接在试品上，通过波前电阻负荷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)，调节陡化回路参数以达到试验电压的要求。一般，冲击发生器的开路输出电压为600kV即可满足陡波冲击耐受试验的要求。5.2试验电压的测量图5小型快速响应分压器测量的布置测量试验电压时，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)。分压器可垂直或水平放置，并且与试品的连接应尽可能地紧凑，如图5(a)、(b)所示。5.2.1对测量系统的要求测量系统的误差应不大于5%。分压器分压比误差应不大于2%。分压器测量系统的方波响应(不包括示波器)应满足以下要求：部分响应时间≤3nsTa方波响应的稳定时间≤100nsTst方波响应的过冲β≤20%示波器的频宽f≥35MHz，前沿上升时间≤12ns(按0～100%上升时间定义)。测量系统方波响应的测量应使用频宽不小于100MHz的示波器。试验时测量系统应放置在实际试验的位置，但不包括试品和试验回路。注：在测量系统的误差小于5%的前提下，可适当放宽对Ta的要求。图6测量系统抗干扰综合措施的示意图D—分压器；C—双屏蔽电缆；T—隔离变压器；S—屏蔽室；F—滤波器；E—集中接地极；W—金属板接地连线；M—测量仪器；R1、R2—高、低压臂电阻；R3、R4——电缆始、末端匹配电阻5.2.2抗干扰措施陡波冲击试验波前时间较短，试品闪络时将产生较强烈的电磁干扰，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、抑制共模干扰的双屏蔽电缆以及屏蔽室等。图6是一个抗干扰措施较为完善的测量系统。5.2.3干扰的检验在陡波冲击耐受试验时，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陡波冲击电压峰值的1%。注：若干扰信号不影响测量准确度时，允许适当放宽。附录A陡度法的试验方法(参考件)以陡度法进行绝缘子陡波冲击耐受试验时，其波形为一线性上升的陡波冲击(见3.6条)，其波前的非线性度ε≤0.05T，通常要求其视在陡度S≥2.5kV/ns。1图A1线性上升的陡波冲击试品数量、安装方式、试验程序、试验电压的测量和接受判据等应符合本标准的要求，或按供需双方的协议执行。_____________________附加说明：本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。本标准由电力工业部高电压试验技术标准化技术委员会负责归口。本标准由电力工业部电力科学研究院和西安电瓷研究所负责起草，大连电瓷厂、闽清电瓷厂、南京电瓷厂、西安高压电瓷厂、苏州电瓷厂、醴陵电瓷厂、淄博电瓷厂、辽源电瓷厂参编。本标准主要起草人：王来、刘燕生、蔡梅成、朱斌、刘有为、罗延松。