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测试漏电起痕和电蚀 损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730
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测试漏电起痕和电蚀损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730

November 19, 2015 • Columns, Editorial, From the World of Testing, 最近文章汇总

当IEC 62217标准 «额定电压高于1000V的户内及户外用复合绝缘子: 一般定义、试验方法» 第1版发布时 (2005), 该标准包含了三个评估复合绝缘外护套耐漏电起痕和电蚀损性能的试 验。在2012年发布的第2版中, IEC技术委员会TC36和工作组WG12选用1000小时盐雾试验 作为唯一的标准化试验。这个决定是经过反复调查, 以及包括绝缘子制造商、终端用户和 测试实验室的投票程序后决定的。然后将5000小时综合老化试验和转轮试验移到另一个独 立的技术报告 (TR) 中作为漏电起痕和电蚀损的附加试验, 但主要用于研究。该文件随后作为 IEC/TR 62730《户内户外用高压复合绝缘子: 通过转轮试验和5000小时试验进行的漏电起痕 和电蚀损试验》于2012年发布。值得一提的是, 技术报告 (TR) 是国际标准 (IS) 的初步阶段。
测试漏电起痕和电蚀 损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730 IEC 测试漏电起痕和电蚀损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730 Screenshot 2015 04 08 10

图1

盐雾试验是几个标准化设计 (又称 “原型”) 试验之一, 目的是验证设计 (形状, 几何参数)、材 料和生产方法的适用性。通过探测运行中会降低运行性能的任何薄弱环节进行验证。这三 个漏电起痕和电蚀损试验 (也称 “老化试验”) 并非都是自然加速老化试验, 因此不提供模拟 真实运行情况下的老化, 也不提供加速老化因素在短时间内的寿命等效试验。 因为1000小时的连续盐雾试验非常严酷 (不允许有恢复周期), 可以很好地评估复合绝 缘护套的耐漏电起痕和电蚀损的现象。该试验也验证设计, 也就是端头配件和外护 套的交界面的质量, 以及外护套的外形设计。在憎水性能丧失又没有时间恢复的染污 条件下, 试验结果良好的材料表现出优异的现场运行性能。IEC 62217中对这一过程 现在已经明确定义, 试验过程考虑了绝缘子直径和爬电系数的差异性, 以防止试验期 间发生闪络。事实上, 如果发生污闪超过2次, 这个标准要求降低盐雾密度以限制污闪 的数量, 从而完成试验以及对材料的耐漏电起痕和电蚀损性能的测试。此外, 朝试样 表面直接喷盐雾, 可能影响试验样品闪络状况的方法是不允许的。针对盐雾试验的改 进措施在5000小时综合老化试验中不存在, 即24小时试验周期内进行2x4小时密度为 7kg/m3的盐雾试验, 并且与直径和爬电系数无关。此外, 盐雾是直接喷洒到试验样品上。
盐雾试验是几个标准化设计 (又称 “原型”) 试验之一, 目的是验证设计 (形状, 几何参数)、材 料和生产方法的适用性。通过探测运行中会降低运行性能的任何薄弱环节进行验证。这三 个漏电起痕和电蚀损试验 (也称 “老化试验”) 并非都是自然加速老化试验, 因此不提供模拟 真实运行情况下的老化, 也不提供加速老化因素在短时间内的寿命等效试验 IEC 测试漏电起痕和电蚀损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730 INMR China Issue 21 tu2

图2

我最近受邀评判大直径硅橡胶绝缘子5000小时老化试验的比较结果。对伞形、直 径和复合外护套不同的两种不同试验样品进行了研究。第一个样品 (A) 的外护套 是高温硫化硅橡胶 (HTV), 而第二个样品 (B) 则是室温硫化硅橡胶 (LSR)。样品A的护 套直径为96mm, 样品B的护套直径为145mm。爬电距离相同, 爬电系数小于3。 当比较护套直径和起始盐雾盐度 (IEC 62217标准1000小时盐雾试验中描述的) 之间的 关系时, 直径范围为50-150mm, 一般要求盐雾密度为4kg/m3, 而此处为7kg/m3。此 外, 样品B的直径十分接近下一个较低盐雾密度水平2kg/m3所对应的直径, 即直径超 过150mm情况下施加的盐雾密度。不足为奇, 5000小时老化试验的第一个1000小时 内, 样品B频繁闪络, 当闪络发生在夜间时, 试验被中断。通常情况下, 由于混合和配料 设备需要低粘度的工艺压力, LSR没有填料 (如氢氧化铝ATH) 以提高耐漏电起痕和电 蚀损性能。闪络发生在暴露的直接接受喷雾的区域, 并在端部配件和外护套之间的区 域引起了电蚀损 (见图1)。尽管电蚀损是表皮的, 但是试验中断的原因部分是由于损 伤以及也由于不确定的持续时间。相比之下, 样品A既不受闪络影响也不受电蚀损影 响 (图2)。然后对两个样本的憎水性进行了检测。LSR材料变为亲水性, 而HTV材料却 保持着良好的憎水性。联系到其护套的直径大, 这一点解释了直接喷雾期间的闪络。 这引发了一个疑问, 用于绝缘子外护套的某些商用硅橡胶是否提供了耐久的憎水 性能。在CIGRE工作组WG D1.14和D1.27内部研发了动态水滴试验, 试验结果作 为TB 442 «非陶瓷户外绝缘中复合材料的动态憎水特性评估: 憎水性保持和憎水性 迁移»在2010年12月出版, INMR 2011年第二期中对该试验进行了简短的阐述。采 用这个试验对直流应力下的该课题进行了更加深入的研究。德国的两所大学对从 交流到直流试验的再现性进行了研究。这个试验在有效值为4kV的交流和幅值为 5.66kV (与峰值为4kV的交流电压等效) 的正极性直流电压下进行。 试验结果2014年在 Electra 272中发表 (图中TUM为慕尼黑科技大学, Zittau为齐陶大学), 表明两所大学实 验室的试验结果没有显著差异。然而, 所研究材料的憎水性能丧失的时间不同。LSR憎 水性能丧失得似乎比HTV快, 上述试验样品的5000小时综合老化试验的第一个1000小 时内的试验也证实了这一结果。现在将要对这两种不同材料再次做动态水滴试验。
盐雾试验是几个标准化设计 (又称 “原型”) 试验之一, 目的是验证设计 (形状, 几何参数)、材 料和生产方法的适用性。通过探测运行中会降低运行性能的任何薄弱环节进行验证。这三 个漏电起痕和电蚀损试验 (也称 “老化试验”) 并非都是自然加速老化试验, 因此不提供模拟 真实运行情况下的老化, 也不提供加速老化因素在短时间内的寿命等效试验 IEC 测试漏电起痕和电蚀损的替代试验方法: IEC/IS62217与 IEC/TR62730 INMR China Issue 21 tu3

动态水滴试验中憎水性能的丧失

  最后, 5000小时综合老化试验有时也用来检测复合护套绝缘子的耐漏电起痕和电蚀损 的性能, 但这是非强制性的, 不像1000小时连续盐雾试验是强制性的。但涉及到大直 径的试验样品时, 就成为了闪络试验, 而不是电蚀损试验。因此建议在维护小组修订 IEC 62730时, 按照IEC 62217中规定的要求修正盐雾条件。注释: 该文采用通用术语, 如HTV和LSR。试验中涉及的材料, 适用于复合绝缘市场上使用的各种硅橡胶材料。
Dr. Frank Schmuck frank.schmuck@sefag.ch

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