2023嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料評定耐

嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料評定耐電痕化和蝕損的試驗方法II目 次前言 II112范引文件 13語定義 111141尺寸 2制備 25驗置 3概述 3電裝置 3試安裝 4污液 9計設(shè)備 9深規(guī) 9通系統(tǒng) 96驗序 9概述 9判標(biāo)準(zhǔn)A-流定(選) 10判標(biāo)準(zhǔn)B-痕度評定 10方法1-定壓法 10方法2-級壓法 10按方法1驗料分級 11按方法2驗料分級 117驗告 12參考獻(xiàn) 13PAGEPAGE10嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料評定耐電痕化和蝕損的試驗方法范圍本文件描述了在工頻(45Hz~65Hz)下，使用液體污染物和斜面試樣，評定嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐電痕化和抗蝕損能力的兩種方法，如下：方法1:恒定電壓法；方法2:逐級升壓法。方法1因為無需連續(xù)觀察，是較為廣泛使用的方法。試驗條件的設(shè)計是為了加速效應(yīng)發(fā)生的速度，但無法模擬在使用中所遇到的全部情況。本文件沒有規(guī)范性引用文件。下列術(shù)語和定義適用于本文件。ISO和IEC維護(hù)的用于標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語數(shù)據(jù)庫地址如下：——ISO/obp；——IEC/。電痕track絕緣材料表面因局部劣變而產(chǎn)生的局部導(dǎo)電通道。電痕化tracking固體絕緣材料表面因局部區(qū)域的放電導(dǎo)致持續(xù)劣化并形成導(dǎo)電或部分導(dǎo)電通道。注1：電痕化通常是由于表面污染產(chǎn)生的。注2：剩余的降解材料無需保持導(dǎo)電性，特別是在材料冷卻之后。[來源:IEC60050-212:2010,212-11-56,修改-增加了注2。]蝕損erosion泄漏電流或放電造成的材料損失。試樣尺寸50mm×120mm6mm120120參考標(biāo)記線5050制備按照圖1所示的尺寸對試樣進(jìn)行機(jī)械加工，以滿足電極連接需求。按照判斷標(biāo)準(zhǔn)B(見第6章)進(jìn)行評定的試樣，應(yīng)在下層電極的上邊緣25mm處的兩個長邊上做標(biāo)記，如圖1和圖8所示。除非另有規(guī)定，試樣應(yīng)在溫度為23℃±5℃，相對濕度50%±10%的環(huán)境條件下保持至少24h。在安裝已清洗和條件處理過的試樣時，要確保它們不被污染。試樣表面與污染物保持良好濕潤性(見5.4CAM40(FEA。表1試樣制備順序步驟內(nèi)容1機(jī)械加工2清潔3標(biāo)記，若有需要4條件處理5試樣安裝6濕潤性檢查6.1提高濕潤性，若有需要(通過打磨或暫時提高流速)6.2若試樣已被打磨，使用蒸餾水沖洗后，重復(fù)步驟5概述電路圖如圖2所示，由于在高壓下進(jìn)行試驗，需要使用安全欄接地，試驗電路包括：——頻率為(45~65)Hz的電源，其正弦電壓總諧波失真≤5%,波峰系數(shù)為√2(1±0.05)，可在每個試樣的額定電流不低于0.1A的情況下，輸出電壓可調(diào)到6kV;——在額定電流下，輸出電壓應(yīng)穩(wěn)定在±5%;——讀數(shù)精確度為1.5%的電壓表；——200W±102——每個試樣串聯(lián)一個過電流延時繼電器或任何其他裝置，當(dāng)高壓回路電流達(dá)到60mA±6mA，持續(xù)3s±1s時,該裝置動作，電路連接示例如圖3所示。當(dāng)多個試樣共用一個電壓源時，為了確保單個試樣的線路故障不會導(dǎo)致其他試樣電源被切斷，每個試樣的試驗電路上應(yīng)安裝斷路器或類似裝置。圖中：S——電源開關(guān)VT——可變比變壓器T——高壓變壓器R——串聯(lián)電阻器V——電壓表Sp——試樣ODR——過電流延時繼電器圖2電路圖接電源開關(guān)(圖2中S)圖中：Re——整流器Tr——變壓器(線圈300/900匝)RI——繼電器(2500Ω/11000匝)C——電容器(200μF)圖3過電流延時繼電器(ODR)典型電路示例概述試樣組件安裝示意圖如圖4所示，試樣組件包括如下部分：——試樣，可操作的安裝支架；——帶有螺絲、墊圈和螺母等裝配件的電極；——用于輸入污染物的濾紙疊層；——安裝架。所有電極、夾具和與電極有關(guān)的金屬裝配件，如螺釘，應(yīng)采用不銹鋼材料，優(yōu)先選用302型不銹鋼(18%鉻，8%鎳的合金)。尺寸單位：毫米標(biāo)序號說明：1——上電極下面的過濾紙墊2——試樣3——上電極4——三個直徑為4mm、長為20mm的螺絲釘；六個墊圈和三個不銹鋼螺母5——下電極6——支架圖4試樣組件安裝示意圖電極302180.5mm6尺寸單位：毫米圖5上電極尺寸尺寸單位：毫米標(biāo)序號說明：1——六直徑為2.5mm的半圓直徑切口圖6下電極尺寸將80.2mm±0.02mm7尺寸單位：毫米尺寸單位：毫米圖7濾紙疊層試樣組件安裝原理圖如圖8所示，在安裝試樣時，將暴露與污染物的表面朝向試樣組件的下方，與水平面成45°±2°，兩電極相距50mm±0.5mm。尺寸單位：毫米標(biāo)序號說明：1——污染液入口2——上電極3——參考標(biāo)記4——試樣5——下電極6——絕緣的試樣支架圖8試樣組件安裝原理圖在安裝電極時，應(yīng)使試樣和電極邊緣之間既沒有間隙，也不使試樣表面發(fā)生變形。如圖8所示，濾紙疊層充當(dāng)污染物的貯存器。安裝螺釘和“v”形切口確定了板材的位置。每個試驗均使用新濾紙疊層（見圖9）。如果試樣不是自撐性的，應(yīng)使用一絕緣的托架。托架應(yīng)不阻礙試樣背部散熱，托架材料應(yīng)是耐熱并是絕緣的（例如聚四氟乙烯）。試樣托架的示意圖和示例如圖9和圖10所示。尺寸單位：毫米標(biāo)序號說明：1——上電極2——試樣3——截取部分4——下電極圖9試樣托架示意圖圖10試樣托架示例污染液除非另有規(guī)定，否則采用體積電阻率在23℃±1℃時為3.95Ω·m±0.5Ω·m的污染液，相當(dāng)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化銨（NH4Cl），包括：——蒸餾水或去離子水和分析純NH4Cl(氯化銨)；——（CAS號：9002-93-1）污染液存放時間應(yīng)不超過四周，并應(yīng)在每一組試驗前檢查其電阻率。2污染液應(yīng)流入濾紙疊層中，在施加電壓前，污染液應(yīng)在上電極和下電極之間均勻流動。將污染液送入濾紙疊層時，應(yīng)確保管子或容器和泵送裝置都不暴露于上電極的高壓下。計時設(shè)備計時設(shè)備的精度應(yīng)為±1min/h。深度規(guī)0.01mm0.25mm通風(fēng)系統(tǒng)試驗臺或試驗箱應(yīng)允許排出蒸汽和氣體分解產(chǎn)物，以避免蒸汽冷凝和周圍體積的污染。經(jīng)驗表明，通風(fēng)強(qiáng)度會影響試驗結(jié)果。尤其應(yīng)避免直接的氣流通過試樣表面。概述除非另有規(guī)定，試驗應(yīng)在23℃±2℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行，每種材料至少試驗5個試樣。準(zhǔn)備試樣組件。將試樣組件安裝在試驗臺或試樣箱中。選擇確定試驗終點的判定標(biāo)準(zhǔn)，以下標(biāo)準(zhǔn)適用于判定試驗終點。A當(dāng)通過試樣的高壓電路中的電流值超過60mA（2s～4s過流裝置切斷電源），即達(dá)到試驗終點。該判定標(biāo)準(zhǔn)允許適用自動裝置同時測試多個試樣。任何在試驗中燃燒的試樣均視為“失效”。任何由于蝕損出現(xiàn)孔洞的試樣均視為“失效”，無論孔洞是在試驗期間還是去除蝕損后出現(xiàn)。B當(dāng)電痕長度到達(dá)試樣表面距離下電極25mm處的標(biāo)記時，即視為到達(dá)終點。該終點標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)B）需要持續(xù)的觀察和手動控制。任何在試驗中燃燒的試樣均視為“失效”。6.4和6.51按照表2中規(guī)定的試驗參數(shù)選定試驗電壓并在試驗期間使其在6h內(nèi)保持穩(wěn)定。表2試驗參數(shù)試驗電壓kV方法一推薦的試驗電壓kV污染液流量ml/min串聯(lián)電阻器的電阻值kΩ1.0~1.75-0.07512.0~2.752.50.15103.0~3.753.50.30224.0~4.754.50.60335.0~6.0-0.9033試樣數(shù)量為5個(初始試樣組)，可同時或逐個對試樣進(jìn)行試驗，如果沒有試樣失效，則結(jié)果視為通過。如果5個試樣中有試樣在某一試驗電壓下失效，則應(yīng)再對5個試樣(擴(kuò)展試樣組)進(jìn)行試驗。如果總共10個試樣中只有1個失效，則結(jié)果視為通過。2250V1h1hA2210當(dāng)污染液流量恒定時，能按照試驗方法1或方法2的規(guī)定施加試驗電壓。或/或頻率分析儀來觀察)?？梢酝ㄟ^與過流裝置串聯(lián)的電阻(例如330Ω，2W從試驗臺上取下失效的試樣組件或耐受6小時的試樣組件，并拆除進(jìn)行檢查。在移除分解的絕緣層和碎屑后測量蝕損深度，注意不要移除任何未損壞的試驗材料。如需在更高或更低的電壓下重復(fù)試驗，則應(yīng)在每個選定的電壓下重新對一組新的試樣進(jìn)行試驗。11A4.5—— 4.5kV6h—— 1094.5kV6h；1A3.5—— 3.5kV6h—— 1093.5kV6h；1A2.5—— 2.5kV6h—— 1093.5kV6h；1A0如果10個試樣中有1個以上在2.5kV電壓下6h內(nèi)發(fā)生失效。1B4.5—— 4.5kV6h—— 1094.5kV6h；1B3.5—— 3.5kV6h—— 1093.5kV6h；1B2.5—— 2.5kV6h—— 1093.5kV6h；