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DL /T 8 1 2 - 2 0 0 2 前言 本标准根据国家经贸委电力司 关于确认1 9 9 9 年度电 力行业标准制、 修订计划项目 的通知 电 力 [ 2 0 0 0 1 2 2 号文 的安排制定的。 本标准等效采 用 I E C 6 1 4 6 7 1 9 9 7 中 的内 容， 其主要内 容和 技术要求基本上一致， 但存在某些差异， 包括原附录A的内容作为标准中正文的内容，原附录 B为附录A，原附录 F为附录D。本标准附录 B 是新增内 容，理由 是至目 前止我国尚无绝缘子长串工频电弧试验装置， 故暂规定可按附录B对绝缘子 短串进行工频电弧试验。 本标准规定了 交流系 统中高于 1 0 0 0 V架空线路绝缘子工频电弧试验的 一般要求， 并对试品布置、 试验电 流、电 路条 件、 试验程序和 判定准 则作了规 定。 本标准附录A 、 附录B 是标准的附录， 附录C 、 附录D 是提示的附录。 本标准由电力行业绝缘子标准化委员会提出并归口。 本标准由 武汉高压研究所负责起草，中国电力科学研究院、 N G K唐山电瓷有限公司、中 法合资塞 迪维尔钢化玻璃绝缘子有限公司和大连电瓷总厂参加起草。 本标准主要起草人 吴光亚、 蔡炜、王 来、 董刚、 何勇、王 镇。 本标准由电 力行业绝缘子标准化技术委员会负责解释。 中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 标称 电压高于 1 0 0 0 V架空线路绝缘子 串 工频电弧试验方法 I n s u l a t o rs s t r i n g f o r o v e r h e a d l i n e s w i t h a n o m i n a l v o l t a g e a b o v e 1 0 0 0 V - A C p o w e r a r e t e s t s me t h o d DL/ r 8 1 2 - 2 0 0 2 阅v I EC 6 1 拓7 1 9 9 7 1 适用范围 本标准规定了 标称电压高于1 0 0 0 V交流架空线路用瓷、玻璃和复合绝缘子 以下简称绝缘子 工 频电弧 试验的一般 要求， 并对试品布置、 试验电流、电 路条件、 试验程序和 判定准则作了明 确规定。 本标准适用于 标称电压高于1 0 0 0 V , 频率为 5 0 -6 0 H z 的交流架空电力线路和牵引线路用瓷、 玻 璃 和 复 合 绝 缘 子 以 下 简 称 绝 缘 子 串 。 本 标 准 也 适 用 于 绝 缘 子 串 组 成 的 绝 缘 子 组 和 架 空 线 路 用 渝 性 绝缘子及变电站用 类似结构的绝 缘子。直流架空电力线路用绝缘子试验 方法可参照执行。 2 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。 G B / I 2 9 0 0 . 8 -1 9 9 5 电 工术语 绝缘子 J B / r 5 8 9 6 -1 9 9 1 常用绝缘子术语 3 名词术语 名词术语除符合本标准外， 还应符合G B / r 2 9 0 0 . 8 及J B / r 5 8 9 6 , 3 . 1 试验T e s t 对绝缘子串施加一次具有规定大小和持续时间的试验电流。 3 . 2 试验程序 T e s t S e q u e n c e 对规定的同一绝缘子串进行连续三次的试验。 3 . 3 试验系列T e s t S e r ie s 用来表征绝缘子串工频电弧性能的三个试验序的集合。 3 . 4 电 流初始不对称百分率 P e r c e n t i n i t i a l a s y m m e t r y o f c u r r e n t 电 弧第一周波中电 流与对称波 形的 偏差， 表示为 第一周波电流 峰值绝对值除以 该电流有 效值的 函数。 IIm lI X T2 一 小1 0 0 3 . 5 电源电路 S u p p l y c ir c u i t 使电弧电流从电源流向试品线路侧的电气连接。 3 . 6返回电路R e t u rn c i r c u i t 使电弧电流从试品接地侧流向电源的电气连接。 3 . 7平衡电路B a l a n c e d c i r c u i t 电弧电流在两个完全相反方向流动的电源电路或返回电路。 中华人民共和国国家经济贸易委员会 2 0 0 2 - 0 4 - 2 7批准2 0 0 2 - 0 9 - 0 1实施 DL/ r 8 1 2 -2 0 0 2 3 . 8 非平衡电路 U n b a l a n c e d c i r c u i t 电弧电流主要在一个方向 流动的 电源电 路或返回电 路。 4 符号说明 4 . 1 I 电弧电 流， 有效值。 4 . 2 I n 规定的电弧电流，有效值。 4 . 3 t 电弧时间。 4 . 4 t 规定的电 弧时间。 4 . 5 I m 电 弧 电 流， 峰 值 。 4 . 6 I M _ 2 返回电路电 流。 4 . 7 1 1 ,2 电源电 路电流。 4 . 8 I , 系 统 额 定 短 路电 流 。 4 . 9 L A 绝缘子申串长。 4 . 1 0 L 绝缘子试验装置的长度。 4 . 1 1 L R 返 回 电 路 的 模 拟 长 度 。 4 . 1 2 L S 电源电 路的模拟长度。 4 . 1 3 D 被试绝缘子串中点到周围 模拟塔的 距离。 4 . 1 4 ML 被试绝缘子串上的机 械负荷。 4 . 1 5 a 耐张绝缘子串偏离水平面的角 度。 4 . 1 6 S F L 最小额定机械 电破坏负荷。 4 . 1 7 S AI L 额定机械负 荷。 5 试品布置 5 . 1 尽可能在模拟运行状态的条件下进行工频电 弧试验。 5 . 2 绝缘子串对 地和模拟杆塔的间隙距离与运行状态相同。 5 . 3 对超高 压和 特高压输电线路用绝缘子串以及在特殊杆塔中用的绝缘子串， 可以 使绝缘子串对地和 模拟杆塔的间隙 距离与实际 运行状态不同， 但应满足L B 大于6 m和D约为6 m的要求。 5 . 4 导体对 地的 距离至少为L a / 2 ， 或 L 6 m时 不小于3 m . 5 . 5 试验用导线应可能地 模拟实际运行状态。 5 . 6 绝缘子串两 侧导线长度至少等于该绝缘子串的长度， 但其最小长度不小于2 . 5 m 。 若L s 大于6 m , 导线长度约为6 m . 5 . 7 杆塔模拟返回电路和试品布置按图1 的 规定进行。 5 . 8 对悬垂绝缘子串 施加至少S k i t/ 机械拉伸负荷。 对于耐张绝缘子串， 可按需要施加大于AN的机 械拉伸负荷。 6 试验电流 6 . 1 本试验在单相交流电源 下进行， 初始不 对称 直流 分量百分率不超过3 0 . 6 . 2 试验电路的频率为4 5 H z - 6 5 H z 。对于其他频率的系统， 试验电源的频率偏差原则上不超过规定 值的1 0 。 经用户同意试 验， 可以在比 预期运行频率高或低的频率下进行。 每次试验其频率可以在以 上限度内变化。 6 . 3 试验电 路应足以提供规定的电弧电 流值 有效值 和持续时间。除 非另有协议， 规定的电 弧电流 有效值的 容许偏差为土 1 0 。为了获得规定的电流， 附录C 给出了 有关空载电压的推荐数据。 6 . 4 试验中 实际电弧电流应近似为正弦波， 其有效值可以 从试验持续时间内各峰值的 算术平均值求得 DL 汀8 1 2 - 2 0 0 2 罐灌奋瀚 那 近地 侧樱 拟 绍 结构 口 2四 创系 刁 绝经已 红习 铝e .g 1 0 . 1 0 0 或1 2 . 1 0 0 b 符号 - 1 0 0 ca a2 0 L , L . 和L s 2 .5 m 图 1 返回电路试品布置图 a 垂直申试品布置; b 使用特定钢结构塔的垂直串试品布置; c V 2 9 串试品布置图; d 耐张串试品布置图 附录A 。若测量设备允许，该有效值可以用电流函数计算。 试验电流在燃弧期内应基本保持恒定，并允许与规定值有如下偏差 电 弧 电 流 峰 值 不 应 偏 离 规 定 值 I 扼 士 2 0 以 上; 对燃弧时间大于 0 . 2 s 的情况，在总燃弧时间不超过2 0 期间，可以超出上述偏差。 任何情况下实际电 弧电 流和持续时间 乘积 I - t 均应小于规定电弧电 流和持续时间乘积 I, t 的 1 0 0 在弧根向杆塔或沿线路导线移动的情况下可能超出这些偏差。 7 电源电路和返回电路条件 电源电路和返回电路条件取决于运行条件，特别是取决于绝缘子串沿线路的位置和杆塔的几何结 构。试验中模拟特性的情况列于表 1 并示于图2 0 表 1 电源电路和返回电路条件 分类}平 衡 电 源 电 路}非 平 衡 电 源 电 路一 A电路 平衡返回电路I . I/ 2 I s , 1/ 2 I . 几 1 1 I s1/ l B电路 I .I e / 2 I ,a1 e / 2 I sI I QO DL/ P 8 1 2 -2 0 0 2 分类 表 1 续完 平衡电源电路 C电路 I R l 1 } I R Z O I } , 几忍I 4几忍 非平衡电源电路 D电路 非平衡返回电路I . 1 h, 1IR7 074 0 图 2 电源电流和返回电流图 电流I R ， 及I R 2 . I S I 和I 、 与各自 规定值的允许偏差不应超过士 2 0 。偏差可以用电路校准试验来校 验 。 起弧 电弧可由 一根总截面积不大于l r n m 2 的 低电阻 材料 如银、 铝、 铜 导线构成的熔丝引燃。熔丝 截面若小于 l m m 2 ，也可由多股导线并联绞合而成。 DL汀 8 1 2 -- 2 加2 8 . 2 可 熔导线以图3 所示方 式一点接 触到金属部件上。 图3 熔丝的布置 8 . 2 . 1 盘形悬式绝缘子串 将第一根导线连接到接地侧绝缘子的钢帽上， 并隔3 - - 5 片 绝缘子连接到 某一中间绝缘子的钢 脚上。 接着， 在绝缘子串与第一根导线相对方向侧以同样方式放置第二根导线。 重复这种做法直到绝缘子串的 末端。图3 a 示出了 导线的 布置以及导线分别与钢帽、 伞裙结合点和 钢脚的连接方式。当 将可熔导 线连接到钢脚上存在困难时 如由于绝缘子 伞裙的原因 ， 允许将其连接到与该钢脚相连的 下一片绝 缘 子的钢帽处。 如果绝缘子串片数少于6 片， 可以 选择熔丝缠绕在中间或靠近中间绝缘子钢脚处。 D L汀 8 1 2 - 2 0 0 2 8 . 2 . 2 长棒形绝缘子和复合绝缘子 可熔导 线应连接在金属 部件 之间， 并在绝 缘子的中间部位缠绕在芯杆上， 缠绕后导线位于前面的相 A 1 侧方向 延伸。不同 元件应有分开的可 熔导线，如图3 b 所示。 对于较长的 绝缘子串 例如 绝缘子单元长度大于1 . 5 m ， 应按图3 c 所示将可熔导线连接在 绝 缘子的 金属部件之间， 并每隔0 . 6 m- - 0 . 8 m在 绝缘子芯杆上 缠绕一次， 每次 缠绕后可熔导线均沿绝缘子 的相对侧延伸。 8 . 3 _所 有情况下 盘形悬式、 长棒形、复合绝缘子串， 悬垂、 v型和水平安装绝缘子串 ，可熔导线 所在 平面均应与 线路导线呈4 5 0 汇 如图3 d 和图3 e I 。图3 d 表示图1 a , b , c 中 从剖 面 方向 看， 水平和 垂直串 熔丝剖面;图3 e 表示图1 d 从S 剖面方向看， 水 平串中 熔丝剖面图。 8 . 4 按 顺序进行的每次试验， 可熔导线的连接点均应转动9 0 0 n 8 . 5 对于 组合绝缘子串 v型串、双垂串等 ， 在一个试验序列中电弧应总在同一绝缘子申上引燃。 该串 的选择方法是由电 动力 造成的电 弧方向 偏移应朝向该 组合绝缘子串的 其他串。 ，环境 9 . 1 任何情况下均记录 风速和 所有 其他环境条件 大 气压力、降雨情况、湿 度和温 度 。 9 . 2 由 于风对电 弧过 程有影响， 试验可在试验室内进行。当在户外试验时， 尽可能在无风气候下进 行。 为了 能够对较小电流的电 弧试验 小于1 o k A 进 行有效的试验， 最大允许风速为5 m / s ， . 3 可以 认为包括降 雨情况在内的 其他大 气条件 对试验结果没有显著影响。 1 0 试验系 列和电 弧特性 1 0 . 1 按照表1 和图2 ， 根据杆塔类型从表2中 选取x或Y试验系列。仅当 返回电路总是不平衡时， 例如杆塔没有中 相窗， 选取Y试验系列才是合理的。实际上， 杆塔几何结构不同且通常需要x和Y 两 个试验系列时， 应优先选取x 试验系 列。 1 0 . 2 4 7 ft进行的两次试验之间的最小时间间隔为2 0 m i n 。 每三次相同电 流试验后， 允许更换损坏的 元 件或整个绝缘子串。 1 0 . 3 选取的试验次数和持续时间代表出 现在大部分系 统上的情况。如果要求用不同的值代表特殊的 电网特性时， 应事先协商解决。 1 0 . 4 附录D给出了上述取值的说明。 表2 试 验 系 列 试 验系 列试 验 电路 A A B c c D 短 路 电 流 I . 0 . 2 I _ I0 . 5 I - I a I, 人0 . 2 7 , y , 1 o 0 . S I l o I - 试验次数和持续时间 试验程序 t o 0 . 2 s , 2 次;t 1 s , 1 次 t o 0 . 2 s , 2 次;t ， 二 i s , 1 次 t o 0 . 2 s , 2 次;t 0 . 5 s , 1 次 t 0 . 2 s , 2 次;t 1 5 , 1 次 t 。 二 0 . 2 s , 2 次;t I s , 1 次 t p 0 . 2 s , 2 次;4 0 . 5 s , 1 次 1 1 结果 评价 结果 评价由两部分组成。首先进行外观检查， 随后进行一系列分析试验， 以确定绝缘子是否适宜于 继续运行。 1 1 . 1 外观检查 绝 缘子的金 属部件和所有承载附件均应检查， 并对影响其机械强度的电弧损伤进行拍照。 拍照 6 DL/ f 8 1 2 - 2 0 0 2 包括局部熔化、弧坑和金属燕发。 所有镀锌金属部件上可能导致镀层腐蚀的损坏均应检查。 所有承受显著表面电气作用的金属部件均应检查其是否有局部外形变 化， 这种 变化会引起电晕 和无线电千扰增大。 1 1 . 2 瓷或玻璃绝缘子 除了对绝缘子金属部件损坏的外观检查外，瓷或玻璃绝缘子还应检查对其绝缘件的损坏，包括 玻璃或瓷 伞裙部分或全部破裂; 瓷绝缘子釉灼伤。 1 1 . 3 复 合绝 缘子 除了对金属部件进行外观检查外， 复合绝缘子还应检查其绝缘件的损坏， 包括 表面变化，如变色、蚀损或电弧等离子体沉积; 个别伞裙开裂击穿; 芯棒护套损坏 使纤维玻璃裸露 、 端头附 件或连接处密封丧失或密封油脂渗偏 如有 使用 。 n. 4 判定准 则 判定准 则是试 验系列完成之后绝缘子串应能安全运行。按照表3 所定义的 准则， 应对绝缘子的机械 和电 气性能 进行运 行安全性条件验证。 表 3 判定准则 序号试验项目评价准则 1绝缘子掉申不允许 2 伞裙表面烧伤、开裂、脱釉、镀锌表面熔化允许 3 玻璃纤维棒裸露 仅对复合绝缘子 不允许 4 干工频闪络试验 仅对 B型绝缘子对所有绝缘子试脸，应出现外绝缘闪络 5 机械破坏负荷试验 所有损坏的绝缘子均应耐受 8 0 规定破坏负荷 S F L或规定 机械负荷 5 九 五 ‘ 注对于盘形悬式绝缘子串，被试绝缘子至少应包括线路侧的头三个，接地侧的头三个和燃弧部分的三个中间绝 缘子。 附录A 标准的附录 电弧电流有效值的确定 A 1 试验电 流实际 持续期内交 流分量有效值的 确定 为了避免电流和 或 频率变化可能造成的影响， 该电流有效值由 有效值非加权平均值 三峰法 得到。 每一有效值均由一个峰向 前一个峰滑移的方法取得。 为了免除边界影响， 第一个波和 最后一个波 如果可能 应予省略， 最后一个波会因 保护用主断 路器而衰减。 图A 1 三峰值方法确定电 弧电流有效值 A 1 . 1 具有N [ 1 , ⋯， N〕 个峰值的信 号的有效值用下式表示; 1、.了 ，12 了.、r.、 一 N - 4 J3 一 或 式 中 x 一 百1 下 二 丫 6 了 V 一 4 ‘ 3 1 第 ;第 用解析式 表示 ￡ 个峰值时电 流的 有效值; i 个峰值时电流的 峰一峰值。 具有 N [ 1 ,， ，N]个峰值的信号的电流有效值用下式表示 式中 A1 . 2 I 一 一 1 一 一 招 N一4 t i- 第 i 个峰 值时电流的瞬态时间; Y i 第 ￡ 个峰 值电流的峰 值电流; a ; 直线f t 的 斜率; b ; t 0 时f t 的计算值。 三峰法 艺 a ; x 。 ; ， ; 一 ， ; 3 本方法用于从三个连续的波峰A t q - 1 , Y ; - 1 , B t ; , y , , C t ; 1 , y ;十 ， 估算一个信号交流分量的有效 值。该有效值确定为 D口 J S 4 f ; t 是图A 2 中A , C 两点间直线 f ; t a ; t b ; 5 其中 a ; 二 y ; 1 一Y ;- t t ; 1 一t , - 1 图尼 三 峰 值 法 计 算 峰 值b ; Y 1 一 。 ; t i 1 或b ; Y i - ; 一 a ; t ; 电 流 有 效 值g ; t 是 通 过 B 点 与 f ; c 平 行 的 直 线 。 附录B 标准的附录 绝缘子串元件工频电弧试验方法 至目 前止我国尚 无绝缘子长串工频电弧试验装置， 故暂规定可按本附录B的方法对短串的盘形悬 式绝缘子、 长棒形绝缘子 和复合绝缘子元件进行工频电 弧试验。 B 1 试验条件 B 1 . 1 试验电流 B 1 . 1 . 1 电流 有效 值 2 a后 k A ; B 1 . 1 . 2 持续时间 6 个 周波1 0 . s 个周波; B 1 . 1 . 3 其他参数应符合6 条的 规定。 B 2 熔丝的布置 如图B 1 所示， 按8 . 1 条选择熔丝。熔丝的首端连接在绝缘子串 〔 或元件 靠近 地侧的 钢帽 处， 另 一端连接在绝缘子串 或元件靠近高压侧的钢脚处。 弓 1 级 即可 图B 1 试品布置 B 3 . 1 试品的布置 盘形悬式绝缘子每6片绝缘子组成一短串。 DL厅8 1 2 - 2 0 0 2 B 3 . 2 长棒形绝缘子取1 个元 件， 两端加装运行时使用的 招弧角。 B 3 . 3 复 合绝缘子元件的 工频电 弧试验可在H O W 产品上进行， 试验方法正在考虑中。 绝缘子金属附 件的设计应考虑电弧的影响。短路电 流的大小及电 流持续时间可能会引 起端 部附 件、芯棒及伞裙损坏， 应当设计有恰当的电弧保护器件。 B 3 . 4 对绝缘子 短串 在试验期间 施加4 0 额定机械破坏拉伸负荷 S F L 或S M L o B 3 . 5 试品布置如图B 1 示。 B 3 . 6 试验中 连接到绝缘子底部的 垂直导体长 度不小于0 . 5 m ， 且包敷绝缘层 不 可燃 直至最下部的 绝缘子钢脚， 如图B l o B4 试验方法 B 4 . 1 按B 2 条和B 3 条的规定 将绝 缘子短串安装在图B 1 所示试验装置上。 B 4 . 2 对盘形悬式绝缘子， 每串 绝缘子起弧一次， 然后更换最底部的 绝缘子; 连续起弧三次，每次试 验完毕， 静置5 m i n 后卸载负 荷。 B 4 . 3 对长棒形绝缘子和复合绝缘子， 每串 绝缘子起弧一次，共对三串 绝缘子进行试验， 每次试验完 毕，静置 5 mi n 后卸载负荷。 B 4 . 4两次连续试验间隔时间2 0 mi n a B 5 判定准则 绝缘子元件若在工频电 弧试验后满足下列条件， 则工频电 弧试验合格 a 机械破坏负荷不低于8 0 的额定机械 机电 破坏负荷 S F L 或额定机械负荷 b 工 频干耐受电 压试验通过。电压值为绝缘子元件工频湿耐受电压。 B 6 等效性和有效期 B 6 . 1 当 有证据说明同吨 位的 某种绝缘子的试验更严格时， 可仅对此种绝缘子进行试验。 大盘径、 大爬距产品的试验可覆盖小盘径、 小爬距产品的试验。 B 6 . 2 在工艺不变条件下同厂家同型式产品的试验有效期为5年。 S M L 如同吨位 的 附录 C 提示的附录 电源的空级电 压 电源的空载电压应足够高，以 便使电 弧电流保持在规定的容差内， 并在电流过零时电弧能够重然o 这一要求是有附带条件的， 即电弧不能移动得离最初的弧根太远， 特别是不能远到到达导体。 任何情况 下电源的空载电压均不应超过绝缘串的额定电压。 下列为指导性电源空载电 压 L A 为串长， 单位m 系统电 压 U 6 6 k V的 绝缘子申 7 k V - - l O k V; 系统电 压6 6 U 2 2 0 k V的绝缘子申 L A X 5 k v - 6 k V o 附录 D 提示的附录 故障电流大小变化及选择规定的试验参救的理由 故障电 流大小变化取 决于 故障在输电 线路中的位置。在大功率 母线附近 线 路端头 ， 短路电 流大， 而且电源电路不平衡。在 线路中部， 故障电流较小，而且电M电 路事实上是平衡的。 在平衡电 路中靠近绝 缘子串 保持较小电流的电弧比在不平衡电路中由强大的电动力 迫使较大电流电 弧运动具有 更大的危害。因而， 试验系列必须在不同电流下用适当的试验电路进 行。 图D 1 表示电 弧电流 及其在 1 0 0 k m长1 4 5 k V 线路电源电路 分量的 分布 情况， 该线路与2 8 k A短路电 流母线相连。可以看出， 该线路的特点 是电弧电流较 小， 且为 平衡电源电 路。 试验程序规定的短路电 流0 . 2 1 s y s , 0 . 5 1 二和1 5 Y 3 满足输电线路沿线特定故障电流的水平。每试验 程序三次试骏是根据线路断路器规定的 操作顺序确定的。电弧持续时间和断路器常规操作时间相适应。 第三次试验电弧持续时间较长是按照后备保护动作时间确定的。 I Q加3 仓仍邪6 0抢助卯7 0 01 , 伪 ‘ 些 一{ 、/ 、/ \头 、、/厂 j 一 尸尹了 9 见 卜一门 「l 、 J52 国国 尸 产 二 上口 }} }}}[{r 州 卜甲贾I{〔 二 图D 1 电 弧电 流 1 及其在1 0 0 k m电 源电 路上分量 1 5 1 、 1 S 的分布情况 连接2 8 k A短路电流母线的 1 4 5 k V线路
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