低压电气设备的高电压试验技术第一部分定义和试验要求.docx

1、低压电气设备的高电压试验技术第一部分定义和试验要求 lCS27.100F 24中华人民共和国国家标准GB/T17627.1-1998eqv IEC 1180-1:1992低压电气设备的高电压试验技术第一部分：定义和试验要求High- voltage test techniques forlow-voltage equipmentPart1:Definitions,test and procedure requirements1998-12-14发布 1999-12-01实施国家质量技术监督局 发 布目 次前言IEC前言1 范围2 引用标准3 定义4 对试验程序和试品的一般要求5 大气条件6 直

2、流电压试验7 交流电压试验8 冲击电压试验9 冲击电流试验10 合成试验附录A(提示的附录) 合成试验的布置附录B(提示的附录) 试验报告中应给出的资料前言 本标准是根据电力工业部1992年电力行业标准计划项目的安排,由全国高电压试验技术分标委会负责制定。 本标准是根据国际电工委员会第42技术委员会制定的标准IEC 1l80-l：1992低压电气设备的高电压试验技术 第一部分：定义和试验要求制定的。在技术内容上与国际标准IEC l180-l等效，编写规则上与之相同。 根据GB/Tl.l的规定,保留了该国际标准的前言(IEC前言)，同时增加了前言。为了使国际标准转化为本国家标准时,符合GB/Tl

3、.1标准格式的规定，章节及条号上与国际标准稍有改变。 本标准的附录A和附录B是提示的附录。 本标准由电力工业部提出。 本标准由全国高电压试验技术及绝缘配合标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：电力部武汉高压研究所。 本标准主要起草人：朱同春、蔡爱姣、钟连宏。IEC前言 l)IEC在技术问题上的正式决定或协议，是由代表了对此特别关切的所有国家委员会的技术委员会准备的。它们尽量表达国际间在所涉及问题上的一致意见。 2)这些决定或协议，采用推荐标准的形式以便国际上使用，并在此意义上为各国委员会所接受。 3)为了促进国际上的统一,IEC希望所有的国家委员会在本国条件允许的范围内，尽可能采用IEC推荐

4、标准的文本作为国家标淮。IEC推荐标准和相应的国家标准之间的任何区别、应尽可能清楚地在国家标准中说明。 本标准由IEC第42(高电压试验技术)技术委员会准备。 本标准的文本根据下列文件： 投票批准本标准的全部资料可以在上表指出的表决报告中查到。中华人民共和国国家标准低压电气设备的高电压试验技术第一部分：定义和试验要求GB/T17627.11998eqvIEC1180-1:1992High-voltage test techniques for low-voltage equipmentPart 1:Derinitions,test and procedure requirements国家质量技

5、术监督局1998-12-14批准 1999-12-01实施1 范围1.1 主题内容 本标准规定了对试验程序和试品的一般要求,试验电压和电流的产生及测量方法、试验程序、试验结果的评估方法和试验是否合格的判据。还规定了与试验有关的术语。1.2 适用范围 本标准适用于额定电压交流lkV及以下和直流1.5kV及以下设备的下列试验： a)直流电压绝缘试验; b)交流电压绝缘试验； c)冲击电压绝缘试验； d)冲击电流试验; e)上述各项试验的合成试验。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。本标淮出版时，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

6、下列标准最新版本的可能性。 GB/T8l3l989 冲击试验用示波器和峰值电压表(neq IEC 790：l984) GB/T2900.l91994 电工术语高电压试验技术和绝缘配合 GB/T7354l987 局部放电测量(neq IEC 270：1981) GB/Tl6927.1l997 高电压试验技术第一部分一般试验要求(eqv IEC 60-l：1989) GB/T16927.2l997 高电压试验技术第二部分测量系统(eqv IEC 60-2：1994) GB/Tl7627.21998 低压电气设备的高电压试验技术第二部分：测量系统和试验设备(eqvIEC1l80-2:1994)3 定

7、义3.1 冲击技术和绝缘3.1.1 冲击 impulse 试验时施加的非周期性瞬态电压或电流。它通常迅速上升至峰值然后较缓慢地降到零。3.1.2 部分击穿 partial breakdown 当冲击施加到固体绝缘时可能产生这种现象。它表示为在冲击电压作用下前期发生的冲击电压波形的阶跃性降低，或有关设备标准所述的其他现象。这表明绝缘有渐进性损坏。3.1.3 电气间距 clearance 两导电部分间的最短空气距离。3.1.4 爬距 creepage distance 在两导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。3.1.5 固体绝缘 solid insulation 在两导电部分之间的固体绝缘材料。

8、3.2 与破坏性放电和试验电压有关的特性3.2.1 破坏性放电 disruptive discharge 固体、液体、气体介质及组合介质在电压作用下产生放电，放电完全桥接被试绝缘，电极间的电压迅速下降到零或接近于零的现象。 注 l 试品暂时由火花或电弧短接的非持续破坏性放电可能发生，在这些情况下，试品两端的电压瞬时降到零或接近于零，根据试验回路和试品的特性，绝缘强度可能恢复并可能允许试验电压达到更高的值,这些情况也应称为破坏性放电，除非有关设备标准另有规定。 2 有些非破坏性放电称为“局部放电”,参见GB/T7354。 3 在气体或液体介质中发生的破坏性放电使用术语“火花放电”。沿绝缘介质表面

9、发生的破坏性放电使用术语“闪络”。在固体介质中发生的破坏性放电使用术语“击穿”。3.2.2 试验电压的特性 characteristics of the test voltage 为了定义不同类型的试验电压,本标淮规定的那些特性。3.2.2.1 试验电压的预期特性 prospective characteristics of the test voltage 如果没有破坏性放电发生或限压装置不发生动作时所得到的电压特性。3.2.2.2 试验电压的实际特性 actual characteristics of the test voltage 在试验期间，试品两端所呈现的特性。3.2.2.3 试验

10、电压值 value of the test voltage 各种波形的试验电压值分别在6.l.l,7.1.3,8.l.1.l中规定。3.2.3 破坏性放电电压 disruptive discharge voltage 引起破坏性放电的试验电压值。对于不同试验的规定参见6.3.2,7.3.2,8.5.3。3.2.4 耐受电压 withstand voltage 耐压试验中，表征试品绝缘特性所规定的电压值。除另有规定外,耐受电压是对标准参考大气条件而言(见5.l)。3.2.5 确保破坏性放电电压 assured disruptive discharge voltage 表征与破坏性放电试验有关的特

11、性所规定的预期电压值。除另有规定外，确保破坏性放电电压是对标准参考大气条件而言(见5.l)。4 对试验程序和试品的一般要求4.1 对试验程序的一般要求 对于特定类型试品的试验程序,例如所用的极性,用两种极性试验时电压极性的顺序,加压次数及加压间隔时间，调整及预调整等应由有关设备标淮规定,并考虑下列因素： a)试验结果所要求的准确度； b)被观察现象的随机性和被测特性与极性的关系； c)重复加压时绝缘逐渐劣化的可能性。4.2 试品的一般布置 试验时，试品应是完整地安装上对绝缘有影响的所有部件并按照类似设备的规定工艺处理。 除有关设备标准另有规定外,试品应是干燥、清洁的，并处于稳定的环境条件中,如

12、果有关设备标准没有其他规定，试验应在环境温度下进行，加压的程序在本标准的有关条件中规定。5 大气条件5.1 标准参考大气条件 标准参考大气条件为: 温度：t0=20; 气压：P0=l0l.3kPa。5.2 大气条件修正系数 外绝缘破坏性放电电压与试验时的大气条件有关。通常在空气中给定路径的破坏性放电电压随着空气密度的增加而升高。当相对湿度约大于75%时,破坏性放电电压变得不规则,特别是闪络发生在绝缘表面时。 利用修正系数可将给定条件(温度t,压力P)下所测得的破坏性放电电压换算到标准大气条件(t0,P0)下的电压值。反之，也可将标准参考大气条件下规定的试验电压值换算到试验时环境条件下的试验电压

13、值。 破坏性放电电压值正比于空气密度修正系数k。 除有关设备标准另有规定外,在外绝缘试验期间所施加的电压值可以由规定的耐受电压值U0乘以k得到： 反之，测量到的破坏性放电电压U除以k可以校正到标准参考大气条件下的电压值U0; 试验报告应包括试验时的实际大气条件(温度、气压、相对湿度)的记录和所使用的修正系数。 空气密度修正系数k取决于相对空气密度;式中：t试验时大气温度,; P试验时大气气压,kPa。 注 l 当气压比值超出这个范围时参照有关设备标准。 2 当修正系数k与l有很大差别,并且涉及到空气间隙和固体绝缘时，由有关设备标准规定必要的试验程序来确保绝缘上施加到规定的电压值。6 直流电压试

14、验6.1 直流电压试验的定义6.1.1 试验电压值 算术平均值。6.1.2 纹波 为与直流电压的算术平均值的周期性偏差。纹波幅值是指最大值和最小值之差的一半,纹波系数则是纹波幅值与算术平均值之比值。6.2 试验电压6.2.1 对试验电压的要求6.2.1.1 电压波形 除在有关设备标淮中另有规定外,施加到试品上的试验电压应为纹波系数不大于3%的直流电压。要注意到接入试品和试验条件可能影响纹波系数。6.2.1.2 容许偏差 如果有关设备标准没有其他规定，规定和测量到的试验电压值之间容许有3%的偏差。 注：容许偏差为规定值和实际测量值之间的偏差。它与测量误差不同，测量误差是指测量值和真值之间的偏差。

15、6.2.2 试验电压的产生和测量 试验电压一般由整流装置产生。对试验电源的要求很大程度上取决于试品的类型和试验条件，这些要求主要由电源可提供的试验电流值和性质所决定。 电源的特性应该满足在相当短的时间内对试品电容充电的要求,当试品电容很大时，也允许长达几分钟的充电时间。电源(包括储能电容)还应能供给泄漏和吸收电流以及任何内部和外部的局部放电电流，试验中电压降不应超过5%。 试验电源的特性和测量系统的校验应按照GB/T 17627.2中的要求来进行验证。6.3 试验程序6.3.1 耐受电压试验 对试品施加电压时应从足够低的电压值开始，以防止操作瞬变过程引起的过电压的任何影响，然后应缓慢地升高电压

16、以便能在仪表上准确读数,但也不能太慢，以免造成接近试验电压时试品上承受电压时间过长。 对于型式试验，若试验电压达75%以上,以每秒5%试验电压的速率上升，通常可以满足上述要求。将试验电压保持到规定时间后,切断充电电源,通过适当电阻由滤波电容器和试品放电来降低电压。试验持续时间由有关设备标准考虑达到稳态电压分布的时间来规定。达到稳态的时间取决于试品部件的电阻和电容。 电压极性或每种极性下电压的施加顺序以及上述条款中规定的偏差应由有关设备标准规定。 如果试品上没有破坏性放电发生,则试验满足要求,除非有关设备标准中另有规定。6.3.2 确保破坏性放电电压 如果所记录的破坏性放电电压值或者在规定的加压

17、次数中每一次记录的破坏性放电电压均不高于规定的确保放电电压值，则认为试验通过。7 交流电压试验7.1 交流电压试验的定义7.1.1 峰值 最大值。7.1.2 方均根值(有效值) 一个完整周期内电压值平方的平均值的平方根。7.1.3 试验电压值 峰值除以 。 注：在有些设备中，可能要求测量试验电压的方均根值,而不是峰值,因为有些情况下方均根值是重要的，例如涉及到热效应时。7.2 试验电压7.2.1 对试验电压的要求7.2.1.1 电压波形 试验电压频率一般为45Hz65Hz的交流电压,这通常称为工频试验电压。按有关设备标准的规定，特殊试验要求的频率也可以远低于或高于上述范围。 试验电压的波形应接

18、近正弦波,正、负半波应近似一致。如果峰值与方均根值之比处在 0.07的范围内，则可以认为满足要求。7.2.1.2 容许偏差 如果有关设备标准无另外规定，规定的试验电压值与试验电压的测量值之间的允许偏差为士3%。 注：容许偏差指规定值与实测值之间的允许差别，它与测量误差不同，测量误差是指测量值与真值之间的差别。7.2.2 试验电压的产生和测量7.2.2.1 一般要求 试验回路中的试验电压应足够稳定、它不应受泄漏电流的影响。7.2.2.2 对试验回路的要求 在试验电压下,试品上的预期短路电流对于型式试验至少应为0.lA(方均根值)。 发生器特性根据 GB/T l7627.2中的要求进行验证。 注

19、1 可以通过直接记录试品上的电压来验证电压的隐定性。 2 当大电容负载限制交流试验电压时，可以允许用直流试验来代替交流电压(见6.2)。有关设备标准应规定等效直流试验电压值。7.2.2.3 试验电压的测量 测量系统的校验应按照GB/T l7627.2的要求来进行。7.3 试验程序7.3.1 耐受电压试验 对试品施加电压时，应从相当低的数值开始,以防止操作瞬变过程而引起的过电压影响,然后应缓慢地升高电压，以便于从仪表上读数,但也不能太慢，以免造成接近试验电压时试品上承受电压时间过长。当施加电压超过75%试验电压后，只要以每秒约5%试验电压的速率升压，一般可以满足要求。将试验电压保持规定时间后,然

20、后迅速降低，但不能突然切断,以免可能出现瞬变过程而导致故障或造成不正确的试验结果。 试验电压加压时间由有关设备标准规定，并且在规定45Hz65Hz范围内与频率无关。 只要在试品上没有发生破坏性放电，则认为试验通过。除非有关设备标准另有规定。7.3.2 确保放电电压试验 如果所记录的破坏性放电电压或在规定的加压次数中每一次记录的放电电压值都不高于规定的确保放电电压,则认为试验通过。8 冲击电压试验8.1 冲击电压的定义8.1.1 通用性定义 这些定义适用于没有振荡或过冲的冲击，或者通过振荡和过冲画出的平均曲线。8.1.1.1 试验电压值 对于没有振荡的冲击而言,它指峰值。 对于有振荡或过冲的标准

21、冲击,其峰值的确定参见8.2.2。 对于其他冲击波形，有关的设备标准应按照试验类型和试品种类来规定如何确定试验电压值。8.1.1.2 波前时间T1 冲击峰值的30%和峰值的90%(图1中A,B两点)时刻之间的时间间隔T的1.67倍。8.1.1.3 视在原点O1 超前相当于A点时间0.3T1的瞬间。它为通过A,B点所画直线与时间轴的交点。8.1.1.4 半峰值时间T2 冲击的视在原点O1和电压减小到峰值一半的瞬间之间的时间间隔(见图l)。8.2 试验电压8.2.1 标准冲击 标准冲击全波是指波前时间为1.2 s,半峰值时间为50 s,它以l.2/50 s冲击表示。其他波形由有关设备标准规定。8.

22、2.2 标准冲击的容许偏差 如果有关设备标准未作另外的规定,标准冲击规定值与实际测量值之间的容许偏差如下： 峰值:3%; 波前时间：30%； 半峰值时间：20%。 注 l 峰值、波前时间、半峰值时间的容许偏差是指规定值与实测值之差。它不同于测量误差，测量误差是指测量值和真值之差。 对于某些试验回路，在冲击的峰值处可能发生振荡或过冲(图2a)d)。如果振荡频率不超过0.5MHz，或过冲的持续时间不超过l s，允许作平均曲线，如图2ad)。测量时,该平均曲线的最大幅值可作为试验电压值的峰值。由于负载特性可能得到其他波形时,其处理方法由有关设备标准规定。 对峰值附近的冲击和振荡只要其单个波峰的幅值不

23、超过峰值的5%,则是允许的。在通用的冲击发生器回路中，在冲击电压不超过90%峰值的波前部分的振荡对试验结果的影响一般可忽略不计。冲击一般应是单向的，参见注2。 2 在特殊情况下,象对低阻抗试品(例如大电容器)的试验，不可能将冲击波形调节到规定的容许偏差范围内,保持振荡和过冲在规定的极限内，或防止极性改变。这些情况应由有关设备标准处理。8.3 试验电压的产生 试验电压一般用冲击电压发生器产生。一般是由直流电源对电容器充电,然后由接有试品的回路串联放电。 冲击发生器的特性应按照GB/T 17627.2中的要求进行验证。有关设备标准应该规定发生器的常规输出阻抗(见10.1.1.2)。8.4 试验电压

24、和冲击波形的测量 测量应该在接有试品的回路中进行。然而,当试品的阻抗对试验电压的波形和幅值的影响可忽略时,测量也可在不接试品的冲击发生器回路中进行。同一设计和相同尺寸的许多产品在相同条件下试验时,波形只需校验一次。 测量系统根据GB/T 17627.2中的要求进行校验。 注 1 根据回路参数计算来确定波形是不可靠的。 2 当大电容负载无法得到所规定的允许偏差内的冲击波形时，可以用直流电压试验来代替(见第6章)。有关设备标准应规定直流试验电压值和持续时间。8.5 试验程序8.5.1 冲击波形的校验 使用认可的测量系统进行测量,施加到试品上的冲击电压波形应在不低于50%试验电压的条件下进行。8.5

25、.2 耐受电压试验 除有关设备标准另有规定之外,施加五次具有规定波形和极性的额定冲击电压。如果没有发生破坏性放电或局部击穿，则认为试验通过。 有关设备标准应规定识别和评估局部击穿的判据。8.5.3 确保破坏性放电试验 除有关设备标准另有规定之外,施加五次规定波形和极性的额定确保破坏性放电电压,如果每次加压都发生破坏性放电,则试验通过。 有关设备标淮也可以对特殊试品规定其他程序。9 冲击电流试验9.1 冲击电流试验定义9.1.1 冲击电流 采用两种类型冲击电流：第一种类型在短时间内波形从零到峰值,然后降到零,它近似为指数型式或重阻尼型正弦曲线,这类波形由波前时间T1和半峰值时间T2规定；第二种类

26、型为近似矩型,它由峰值持续时间和总的持续时间来规定。9.1.2 试验电流值 这通常由峰值来规定，对某些回路，在电流上可能存在过冲或振荡，有关设备标准应规定试验电流值应由实际峰值定义还是由通过振荡的平。曲线来定义.9.1.3 视在波前时间T1 该参数定义为l0%和90%峰值电流瞬间之间的时间间隔T的1.25倍(见图3a),如果波前存在振荡,则应从通过振荡的平均曲线得到l0%和90%的值,类似于波前振荡的冲击电压波形(图2).9.1.4 视在原点O1 超前10%峰值电流瞬间0.1T1的瞬间,它为通过波前10%和90%参考点与时间轴的交点。9.1.5 半峰值时间T2 它为视在参数,定义为视在原点和电

27、流降到峰值的一半的瞬间之间的时间间隔。9.1.6 矩形波冲击电流峰值的持续时间Td 它为视在参数,定义为电流大于90%峰值的时间。9.1.7 矩形波冲击电流的总的持续时间Tt 它为视在参数，定义为电流大于10%峰值的时间(图3b),如果在波前存在振荡,应作平均曲线，以便确定在l0%值的时间。9.2 试验电流9.2.1 标准冲击电流 相应于9.1.l中规定的第一种类型的标准冲击电流有三种： l/20冲击波，波前时间l s，半峰值时间20 s； 8/20冲击波,波前时间8 s，半峰值时间20Hs; 30/60冲击波,波前时间30 s,半峰值时间60 s； 矩形波冲击电流的峰值持续时间Td为300

28、s、500 s、1000 s。9.2.2 容许偏差 如果有关设备没有规定。则在标准冲击电流的规定值与实际记录值之间容许存在如下的偏差： 对于1/20、8/20、30/60冲击电流: 峰值：l0%; 波前时间T1：20%； 半峰值时间T2：20%。 如果冲击峰值附近的单个振荡峰值不大于5%的峰值，则允许小的过冲或振荡。电流降到零以后的极性反转应不大于峰值的20%。 对矩形波冲击电流： 峰值：+20%、0% 峰值持续时间Td：+20%、0% 容许有过冲或振荡,只要它们的单个峰值不大于峰值的l0%，矩形波冲击电流总的持续时间应大于峰值持续时间的1.5倍，极性反转应限于峰值的10%。 注：峰值、波前时

29、间和半峰值时间的容许偏差为规定值与测量到的实际记录之间的容许偏差。这不同于测量误差，后者为实际记录到的值与真值之间的差。9.2.3 试验电流的测量 试验电流的测量系统应符合GB/Tl7627.2的要求。9.2.4 冲击电流试验期间电压的测量 如果有关设备标准中作出要求,在冲击大电流试验期间对试品端的电压应通过GB/Tl7627.2规定的冲击电压测量的认可程序的测量系统来测量。 注：冲击电流可能在电压测量回路感应出一定的电压,造成明显的误差,作为校核，推荐连接分压器与试品带电端的引线应从连接点解开并接到试品的接地端，但应保持近似相同的回路。另外,试品可以短接或用金属导线代替。当在这些条件下发生器

30、发生放电时,测量到的电压与试品两端电压相比应是可以忽略的。至少在对于估价试验结果是重要的这一部分冲击时间内应可忽略。9.3 试验程序 冲击电流试验是用于一个宽广的范围并且通常涉及到非线性条件，因此有关设备标准应规定。 电流幅值 冲击数 极性 波形 相继冲击之间的时间间隔 校验程序 验收判据 注：当负荷为非线性时，应考虑规定的波形应在回路中的试品上得到或在冲击发生器终端短路时得出。10 合成试验10.1 合成试验的定义 包括限压装置的设备绝缘只能用冲击电压进行试验,因为“等价”的工频或直流电压可能损坏这些限压装置并且不能代表运行情况。 对这样的设备的试验目的是 校核加到被试整体组装好的设备上的试验电压未超出规定值。 校核试品对耐受电压的耐受能力。 校核包括限压装置在内的设备耐受额定通流容量的能力,因为标准冲击电压发生器的通流容量一般是不足够的,因此必须由冲击电流或由主电源馈电。10.1.1 定义10.1.1.1 专用冲击发生器 在空载条件下输出规定的冲击电压波形，在短路条件下输出规定的冲击电流波形的冲击发生器。10.1.1.2 冲击发生器视在阻抗 冲击发生器的开路输出电