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前言本标准是根据国际电工委员会的出版物第一版固体绝缘材料电气强度试验方法第部分工频下的试验对进行修订的在技术内容上与等效本标准是系列标准固体绝缘材料电气强度试验方法的第一部分该系列标准由以下四部分组成第部分工频下的试验第部分直流电压下的试验第部分脉冲电压下的试验第部分统计处理和解释修订后的与原标准相比主要技术内容差异如下增加了前言包括保留的前言和序言和引用标准两部分原标准中的术语改为定义施加电压的方式由三种增加到六种在连续升压试验中除原来规定击穿应发生在之内的短时快速升压试验外增加了击穿应发生在之内的慢速升压试验和击穿应发生在之内的很慢速升压试验在逐级升压试验中除原来规定的逐级升压试验外增加了逐级升压试验新增了适用板材和片材垂直于表面试验的上下电极均为的等直径电极和对于厚度大于的板材作平行于层向试验的平行圆柱电极试验结果由取平均值改为取中值本标准从生效之日起同时代替本标准由国家机械工业局提出本标准由全国绝缘材料标准化技术委员会归口本标准起草单位桂林电器科学研究所本标准起草人赵良善本标准年首次发布年第一次修订年月第二次修订本标准委托全国绝缘材料标准化技术委员会负责解释前言关于技术问题的正式决议或协议是由对这些技术问题特别关切的各国家委员会代表组成的技术委员会制定的对其中所研究的问题尽可能地表达国际上的一致意见这些决议或协议以推荐形式供国际上使用并在这个意义上为各国家委员会所接受为了促进国际统一希望各国家委员会在其国家条件允许范围内采用推荐标准的文本作为其国家标准推荐标准与相应国家标准之间的任何差异应尽可能在相应国家标准中明确地指出序言本标准由第技术委员会中绝缘材料短时试验的分技术委员会制定本标准的文本基于以下文件六月法草案表决报告中办中办从上表指出的表决报告可以获悉该标准在投票时的全部信息本标准引用下列标准固体电气绝缘材料在试验前和试验时的标准条件固体绝缘材料在工频下电气强度试验的推荐方法变压器和开关用新矿物绝缘油规范有溶剂绝缘漆规范第部分试验方法电气绝缘用无溶剂可聚合树脂复合物规范电气用塑料薄膜规范绝缘软管规范中华人民共和国国家标准固体绝缘材料电气强度试验方法工频下的试验代替国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了测量固体绝缘材料工频即短时电气强度的试验方法虽然规定了用液体和气体作为固体绝缘材料试验时的浸渍剂或周围媒质但本标准不适用于液体和气体试验引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性有溶剂绝缘漆试验方法变压器油电气绝缘漆管试验方法电气用塑料薄膜试验方法电气绝缘无溶剂可聚合树脂复合物试验方法电气绝缘用热固性模塑料试验方法定义本标准采用下列定义电气击穿电气破坏在电应力作用下绝缘介质的绝缘特性之消失至少是暂时地消失击穿电压在规定的试验条件下或在使用中绝缘材料发生击穿时的电压电气强度介电强度在规定的试验条件下击穿电压与施加电压的两导电部分之间距离的商在逐级试验的情况下击穿电压取为能耐受的最高的一级电压值该定义也用作材料相应的特性闪络沿固体绝缘材料的表面至少是一部分表面在气体液体或真空中的电极之间的击穿试验的意义按本标准得到的电气强度试验结果能用来检测由于工艺变更老化条件及其他制造环境情况改变而引起的性能变化或相对于正常值的偏离而很少能用于直接确定在实际应用中的绝缘材料的性能状态材料的电气强度测试值可受如下多种因素的影响施加电压的频率波形和升压速率或加压时间试样的厚度和均匀性是否存在机械应力试样预先的处理特别是干燥和浸渍过程环境温度气压和湿度是否夹附气体水份或其他杂质电极系统电极尺寸及其导热系数击穿前的表面放电强度在最高电场强度下电极间的面积或体积周围媒质的电热特性在研究还没有实际经验的新材料时应该考虑到所有这些有影响的因素本标准规定了一些特定的条件以便迅速地判别材料并可用以进行质量控制和类似的目的用不同方法得到的结果是不能直接相比的但可提供关于材料电气强度的资料应该指出大多数材料的电气强度随着电极间试样厚度的增加而减小随电压施加时间的增加而减小大多数材料的电气强度随击穿前的表面放电强度和延续时间的不同而变化为了设计在试验电压范围内无局部放电的电气设备必须要知道材料击穿前无放电的电气强度但本标准的方法通常不适用提供这方面资料具有高电气强度的材料未必一定能耐受长时期的劣化例如由于局部放电而引起腐蚀或化学变质或者当有湿气存在时的电化学变质而这些过程都会导致在运行中于很低的电场强度下发生破坏电极和试样金属电极应始终保持光滑清洁无缺陷注当对薄试样进行试验时电极的维护格外重要为了在击穿时尽量减小电极损伤建议采用不锈钢电极接到电极上的导线不应使电极倾斜且不得使电极移动或影响试样上的压力导线也不能显著影响试样周围的电场分布垂直于非叠层材料表面和垂直于叠层材料层向的试验板材和薄片材料不等尺寸电极电极由两个金属圆柱体组成其边缘倒圆成半径的圆弧其中一个电极的直径为高约另一个电极直径高约两个电极同轴放置如图当板材和薄片厚度超过时应机械加工到试验时将直径的电极放在未加工的那个面上等直径电极如果使用电极架使上下电极能准确地对中放置则下电极可减小到直径为但这样得到的结果未必与电极直径为的得到的结果相同如图单位不等尺寸电极单位等直径电极图用于厚板和片材垂直于表面试验的电极装置带和薄膜两电极为两根金属棒每根直径为垂直安装在电极架上使一个电极在另一个电极上面试样夹在棒的两个水平端面内推荐的一种电极装置如图所示单位装置的总装图图用于对带材作垂直于表面试验的电极装置实例单位装置的剖面图上电极微微提起绝缘材料块例如层压纸板防弧漆布带黄铜轴套上电极试样有内螺纹的黄铜轴套宽的黄铜条连接所有的下电极下电极图完上下电极要同心两个水平端面的边应倒成半径约的圆弧上电极质量为且上下移动时其摩擦力应最小如果需要使试样在拉伸状态下进行试验则应将试样夹在特别装置中使试样放在如图所示的规定的位置上为达到所需的拉伸方便的办法是将试样的一端缠在旋转的圆棒上另一端固定旋转圆棒即可使试样拉伸为了防止狭条边缘发生闪络可用漆布条搭盖在狭条边缘夹住试样此外电极周围可以采用防弧密封圈规定电极和密封圈之间有左右的环状空间对薄膜的试验按进行软管和软套管按进行试验硬管内径及以下的外电极是宽的金属箔带内电极是与内壁紧配合的导体例如圆棒管金属箔或充填直径的金属球使与管材的内表面良好接触不管怎样内电极的每端至少应长出外电极注当对试样无不良影响时可用硅油硅脂或凡士林将箔贴到试样的内外表面硬管内径大于外电极是宽的金属箔带内电极是直径的圆形金属箔金属箔应足够柔软以适应圆筒的曲率该装置如图所示电工用塑料和无溶剂可聚合树脂化合物电工用塑料按进行试验无溶剂可聚合树脂化合物按进行试验绝缘漆按进行试验充填胶电极是两个金属球每个球的直径水平同轴放置彼此相隔或并都嵌入充填胶内应注意避免出现空穴特别要避免两电极间的空穴由于用不同的电极距离得到的结果不能直接相比因此必须在材料规范或试验报告中注明间隙长度单位图对内径大于的管子作垂直表面试验的电极装置平行于非叠层材料表面和平行于叠层材料层向的试验如果不区分由试样击穿引起的破坏和贯穿试样表面引起的破坏则可按或的电极而的电极应被优先采用平行板电极板材和片材试验板材和片材时试样厚度为被试材料厚度试样尺寸为长宽试样两条长边应切成垂直于材料表面的两个平行平面试样夹在两金属平行板之间两金属板相距其厚度不小于作为两电极电压施加在两金属板上面对于薄材料可以用两个或三个试样恰当地放置即用它们的长边形成合适的角度以支撑上电极电极应该有足够大的尺寸以覆盖试样边缘至少超过试样各边要注意保证试样两侧的整个面积均与电极良好接触电极的边缘应适当倒圆半径为以免电极的边与边之间的闪络如图单位图平行于表面和沿层试验用的电极装置这种电极仅适用于对厚度大于的硬质材料的试验硬管试验管子和圆筒时试样是一个完整的环或圆弧长度为的一段环且轴向长度为试样两端应加工成垂直于管轴或圆筒轴的两个平行面将试样放在两平行板电极之间按所述的板材和片材的试验方法进行试验必要时可用二或三个试样来支撑上电极电极应有足够大的尺寸以使电极覆盖试样至少超过试样各边要注意保证试样两侧的整个面积均与电极良好接触锥销电极在试样上垂直试样表面钻两个相互平行的孔两孔中心距离两孔的直径这样来确定用锥度约的铰刀扩孔后每个孔的大的一端的直径不小于而不大于钻好的两孔完全贯穿试样如果试样是管子则孔仅贯穿一层管壁并在孔的整个长度上用铰刀扩孔在钻孔和扩孔时孔周围的材料不应有任何形式的损坏如劈裂破碎或碳化将用作电极的锥形插销压入但不要锤入两孔以使它们能紧密配合并突出试样两个面各至少如图和图所示带锥销电极的平板试样单位带锥销电极的管子或圆棒试样单位图锥销电极装置这类电极仅适用于试验厚度至少为的硬质材料平行圆柱形电极对厚度大于的具有高电气强度的试样进行试验时将试样切成并如图所示钻两个孔每个孔的直径应大于电极的直径但差值不得超过圆柱形电极直径为并有半球形的端部每个孔的底部是与电极半球形的端部配合如果在材料规范中没有另外的规定则两孔应相距每孔应伸至离相对的表面以内两种形式的通风电极如图所示当使用带小槽的电极时这些小槽的位置与电极的间距正好相反如图所示单位装置的总体布置图对厚度大于的层压板作平行于层向试验的带平行圆柱电极的装置两种不同风口的电极电极风口在试样中的方向图完试样除了上述各条中已叙述过的有关试样的情况外通常还要注意下面几点制备固体材料试样时要注意与电极接触的试样两表面要平行而且尽量地平整光滑对于垂直于材料表面的试验要求试样有足够大的面积以防止试验过程中发生闪络对于垂直于材料表面的试验不同厚度的试样其结果不能直接相比见第章两电极间距离用来计算电气强度的值应为下列之一视被试材料而定标称厚度或两电极间距离除非另有规定一般均采用此值试样的平均厚度或对于平行于表面的试验为两电极间的距离在每个试样上击穿点附近直接测得的厚度或两电极间的距离试验前的处理绝缘材料的电气强度随温度和含水量而变化除被试材料已有规定者外试样应在相对湿度的条件下处理不少于周围媒质材料试验应在下列媒质中进行在空气中在油中在材料使用时的周围媒质中如果由于闪络或过分的局部放电而无法进行试验时应在较高的电气强度或较高介电常数的媒质中试验使用的任何媒质均不能对被试材料产生有害的影响有时媒质对试验结果有很大影响特别是对易吸收的材料如纸板因此必须在试样制备程序中确定全部的必要步骤如干燥浸渍等必须有足够的时间让试样达到所要求的温度但是有些材料会因长期处于高温而受影响在空气中的试验在高温空气中作试验可在任何设计合理的烘箱中进行烘箱要有足够大的体积来容纳试样和电极使它们在试验时不发生闪络烘箱应装有空气循环装置使试样周围的温度大体上保持均匀把温度计热电偶或其他测量温度的装置放在试验点附近测量温度在液体中的试验当试验要在绝缘液体中进行时除另有规定一般应使用符合的变压器油必须保证液体有足够的电气强度以免闪络液体电阻率的降低会引起试样电气强度的谬误性增加在高温下的试验可以在烘箱内的盛液容器中进行见也可在以绝缘油作为热传递介质的恒温控制的油浴中进行在这种情况下应采用合适的液体循环措施以使试样周围的温度大致均匀电气设备电源用一个可变的低压正弦电源供给一个升压变压器来获得试验电压变压器及其电源和它的调节装置应具有如下特性在回路中有试样的情况下对于大于试样击穿电压的电压区间内试验电压的峰值与有效值之比为电源的容量应足够大使之在发生击穿之前均能维持试验电压对于大多数材料在使用所推荐的电极的情况下通常的输出电流容量已足够对于大多数试验来说电源容量范围为对于及以下的小电容试样的试验其容量为对于试验电压为以下者则为可变的低压电源调节装置应能使试验电压平滑均匀地变化无过冲或瞬变现象当用一个自耦调压器按第章施加电压所产生的递增的增量不应超过预期击穿电压的任何电压瞬变峰值决不可超过仪表指示的试验电压有效值的倍对于短时试验快速升压试验最好使用电动升压为了保护电源不致损坏应装有一个装置使在试样击穿的三个周期以内切断电源这个装置可以由一个接在高压回路中