GB/T 6553評(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣

絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗(yàn)方法

相關(guān)儀器：

ZLD-6KV高壓漏電起痕試驗(yàn)儀

LDQ-2低壓漏電起痕試驗(yàn)儀

1、范圍和目的：

本標(biāo)準(zhǔn)敘述了在工頻（48Hz～62Hz）下，用液體污染物和斜面試樣，通過(guò)耐電痕化和蝕損的測(cè)量評(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料的兩種試驗(yàn)方法。

方法1：恒定電痕化電壓法

方法2：逐級(jí)電痕化電壓法

注：試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)成使效應(yīng)加速產(chǎn)生，但并沒(méi)有模擬在使用中所遇到的全部情況。

對(duì)下列條款所述的試驗(yàn)設(shè)備而言，電痕在下電極起始。可采用兩種判斷標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)終點(diǎn)。

判斷標(biāo)準(zhǔn)A：

當(dāng)高壓回路中通過(guò)試樣的電流超過(guò)60mA時(shí)達(dá)到了終點(diǎn)。此時(shí)過(guò)電流裝置切斷電源。

注：該終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)允許采用自動(dòng)裝置同時(shí)試驗(yàn)幾個(gè)試樣。

判斷標(biāo)準(zhǔn)B：

當(dāng)電痕達(dá)到離下電極25mm處的試樣表面的標(biāo)記時(shí)達(dá)到終點(diǎn)（見(jiàn)圖1及圖3b）。

單位為毫米

圖1 帶有固定電極用的孔的試樣

注1：該終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)需目測(cè)和人工控制。

注2：優(yōu)先采用判斷標(biāo)準(zhǔn)A。如有關(guān)材料規(guī)范要求時(shí)，可用判斷標(biāo)準(zhǔn)B。

2、定義：

2.1

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。

2.2

電痕化 tracking

在絕緣材料的污染表面或其附近由于放電作用而產(chǎn)生電痕的過(guò)程。

2.3

電蝕損 electrical erosion

由于放電作用而使電氣絕緣材料耗損。

2.4

電痕時(shí)間 time-to-track

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，形成電痕所需要的時(shí)間。

3、試樣：

3.1 尺寸

平板斜面試樣至少應(yīng)是50mm×120mm。厚度為6mm。可使用其他厚度，但必須在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明。試樣應(yīng)按圖1所示鉆有裝電極的孔。

3.2 制備

除另有規(guī)定外，試樣表面應(yīng)稍徵打磨。具體方法是將試樣用金剛砂細(xì)砂紙加去離子水或蒸餾水打磨，直至試樣整個(gè)表面濕潤(rùn)，干燥時(shí)呈現(xiàn)出均勻無(wú)光澤表面。如果未使用打磨，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明清洗的方法。

判斷標(biāo)準(zhǔn)B（見(jiàn)第1章）使用的試樣，應(yīng)在下電極上方25mm處的兩邊上各作一個(gè)參考標(biāo)記（見(jiàn)圖1和圖3b）。

4、裝置：

4.1 電氣設(shè)備

電路原理圖見(jiàn)圖2a。由于試驗(yàn)是在高壓下進(jìn)行，因此一定要使用安全接地的安全欄。電路由下述組成：

S=電源開(kāi)關(guān)

VT=可變比調(diào)壓器

T=高壓變壓器

R=串聯(lián)電阻器

V=電壓表

SP=試樣

F=過(guò)電流裝置，保險(xiǎn)絲或繼電器

圖2a 電路原理圖

4.1.1 電源頻率為48Hz～62Hz，輸出電壓可調(diào)到約6kV，并穩(wěn)定在±5%，對(duì)于每個(gè)試樣的額定電流應(yīng)不小于0.1A。對(duì)方法1，優(yōu)先采用的試驗(yàn)電壓為2.5kV、3.5kV和4.5kV。

注：如果幾個(gè)試樣只用一個(gè)電源，則每個(gè)試樣接有一個(gè)斷路器或相類似的裝置（見(jiàn)4.1.4）。

4.1.2 在電源的高壓邊，每個(gè)試樣串接一個(gè)200W、其電阻值偏差為±10%的電阻器。電阻器的電阻值從表1中選取。

表 1

4.1.3 讀書(shū)準(zhǔn)確為1.5%的電壓表1只。

4.1.4 當(dāng)高壓回路的電流達(dá)到或超過(guò)60mA持續(xù)2s時(shí)能動(dòng)作的過(guò)電流延時(shí)繼電器（見(jiàn)圖2b）或任何其他裝置。

接到電源開(kāi)關(guān)

（表示圖2a中S）

Re=整流器

Tr=變壓器（線圈300/900匝）

RI=繼電器（2500Ω/1100匝）

C=電容器（200μF）

圖2b 示例：過(guò)電流延時(shí)繼電器的典型電路（表示圖2a中F）

4.2 電極

所有的電極、固緊裝置以及與電極相連的裝配件，如螺釘，應(yīng)該用不銹鋼做成。電極裝置如圖3a所示。

注：每次試驗(yàn)之前應(yīng)清洗電極，如有必要，則更換電極。

單位為毫米

圖3a 電極裝置

圖3b 試驗(yàn)裝置，原理圖

4.2.1 上電極見(jiàn)圖4所示。

4.2.2 下電極見(jiàn)圖5所示。

單位為毫米

圖 4 上電極，0.5mm厚的不銹鋼

圖 5 下電極，0.5mm厚的不銹鋼

4.3 污染液

4.3.1 除另有規(guī)定外，采用：

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.1±0.002）%分析純N₄Cl（氯化銨）和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.02±0.002）%異辛基苯氧基聚乙氧基乙醇（iso-octylphenoxypolyethoxyethanol），非離子型濕潤(rùn)劑配以蒸餾水或去離子水。

污染液在（23±1）℃時(shí)的電阻率應(yīng)為（3.95±0.05）Ω·m。

污染液存放時(shí)間應(yīng)不超過(guò)四星期。在每做一組試驗(yàn)以前均應(yīng)檢測(cè)它的電阻率。

4.3.2 用大致尺寸如圖6所示的八層濾紙夾在上電極與試樣之間，儲(chǔ)積污染液

圖6 過(guò)濾紙（每個(gè)上電極要有8張）

4.3.3 污染液加入濾紙襯墊中，以使在加電壓前，在上、下電極之間形成均勻的液流。

注：形成均勻液流的方法，一種辦法是通過(guò)管子將污染液滴注入濾紙襯墊中，該管子可用不銹鋼夾子夾在濾紙中間。另一種辦法是以固定的液滴大小和每分鐘一定的液滴數(shù)將污染液滴人濾紙襯墊中。

4.3.4 污染液的流速與施加電壓的關(guān)系見(jiàn)表1規(guī)定。

記時(shí)器的準(zhǔn)確度約為±1min/h。

注：例如，可采用1min脈沖記數(shù)器。

4.5 深度規(guī)

深度規(guī)的準(zhǔn)確度為±0.01mm，探針的端部為半徑0.25mm的半球形。

5、試驗(yàn)程序：

5.1 試驗(yàn)的準(zhǔn)備

5.1.1 除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度（23±2）℃下進(jìn)行，每種材料試驗(yàn)五個(gè)試樣。

5.1.2 裝試樣時(shí)無(wú)光澤的試驗(yàn)面向下，使之與水平面成45°角，如圖3b所示。兩電極之間相距（50±0.5）mm。

注：每次試驗(yàn)都使用新濾紙襯墊。

5.1.3 首先將污染液注入濾紙村墊中以使濾紙充分濕潤(rùn)。調(diào)節(jié)污染液流速并按表1的規(guī)定校正流速。至少觀察流動(dòng)10min，確保污染液在兩電極間的試樣表面上穩(wěn)定地流下，污染液應(yīng)從上電極的軸孔處流出而不從濾紙的旁邊或頂部溢出。

5.2 施加電壓

5.2.1 方法1：恒定電痕化電壓法

在污染液以表1規(guī)定的流速均勻流下時(shí)，合上開(kāi)關(guān)，并將電壓升到2.5kV、3.5kV或4.5kV中一個(gè)較為合適的電壓值，并開(kāi)始記時(shí)，應(yīng)保持電壓恒定6h。

如果還需要在更高或更低的電壓下試驗(yàn)，則對(duì)于每一個(gè)優(yōu)選的試驗(yàn)電壓再另取一組五個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。

恒定電痕化電壓為五個(gè)試樣經(jīng)受6h后均無(wú)破壞的高電壓。

材料按如下分級(jí)：

1A0或1B0級(jí)：

按照第1章判斷標(biāo)準(zhǔn)A或判斷標(biāo)準(zhǔn)B在2.5kv下若任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A2.5或1B2.5

如果五個(gè)試樣均能經(jīng)受2.5kV電壓6h而且如果在3.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A3.5或1B3.5級(jí)

如果五個(gè)試樣均能經(jīng)受3.5kV電壓6h而且如果在4.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A4.5或1B4.5級(jí)

如果五個(gè)試樣均能經(jīng)受4.5kV電壓6h。

在每種情況下都應(yīng)報(bào)告大蝕損深度。

5.2.2 方法2：逐級(jí)電痕化電壓法

選擇一個(gè)其值為250V倍數(shù)的起始電壓，從起始算起，使得在第三級(jí)電壓之前，不發(fā)生按第1章判斷標(biāo)準(zhǔn)A（電流超過(guò)60mA）的破壞（可能需要做一次預(yù)備性試驗(yàn)）。在污染液以規(guī)定的流速均勻流下時(shí)，合上開(kāi)關(guān)并升高電壓到選定的值，保持該電壓1h，以后每小時(shí)按250V逐級(jí)增加電壓直至發(fā)生按判斷標(biāo)準(zhǔn)A的破壞，并記錄下來(lái)。當(dāng)電壓升高時(shí)，污染液流速和串聯(lián)電阻器的電阻值也應(yīng)按表1的規(guī)定增加。

逐級(jí)電痕化電壓是五個(gè)試樣經(jīng)受1h后均無(wú)破壞的高電壓。

材料按如下分級(jí)：

2Ax級(jí)，這里x為被試材料耐受的高電壓，用kV表示。

注1：必然會(huì)出現(xiàn)顯著的閃爍現(xiàn)象，如果沒(méi)有，則應(yīng)仔細(xì)檢查電路、污染液流動(dòng)情況和污染液電阻率。

閃爍是指施加電壓幾分鐘內(nèi)，在下電極齒的正上方出現(xiàn)小的黃色到白色（有整材料偶爾出現(xiàn)藍(lán)色）的電弧。

盡管在終發(fā)生穩(wěn)定小的光亮“熱點(diǎn)”之前，放電可能從一個(gè)齒跳到另一個(gè)齒，但這些放電基本上是以連續(xù)方式進(jìn)行。這些“熱點(diǎn)”會(huì)燒壞試樣表面，且可能終導(dǎo)致電痕化破壞。在兩電極間的試樣表面快速移動(dòng)的放電可能不會(huì)導(dǎo)致電痕化。

顯著的閃爍現(xiàn)象也可用陰極射線示波器觀察，可以從與過(guò)電流裝置串聯(lián)的電阻器（例如330Ω，2W兩端取得信號(hào)，正常的閃爍可以從每半周期的連續(xù)、但不均勻和中斷的電源頻率電流波形中觀察到。

注2：在電痕到達(dá)上電極以前，當(dāng)60mA電流流經(jīng)導(dǎo)電的電痕和保留在試樣表面的電解液流時(shí)，過(guò)電流裝置應(yīng)動(dòng)作。

注3：蝕損深度應(yīng)在刮去或用其他方法除去分解的絕緣物和碎片后測(cè)量。注意不要去掉未受損壞的試驗(yàn)材料。

6、試驗(yàn)報(bào)告：

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括：

6.1 被試材料的型號(hào)和名稱

6.2 試樣的詳細(xì)說(shuō)明：制備和尺寸，清洗方法和所用的溶劑，試樣表面（如果需要）及預(yù)處理，還應(yīng)報(bào)告試樣厚度。

6.3 試樣相對(duì)于電極的方向（即縱向、橫向、斜向等）。

6.4 施加電壓方法及采用的終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)。

6.5 根據(jù)第5.2.1條和5.2.2條分級(jí)。

尺寸約：1350*700*1600（mm）