01-介质试验

第一章介质试验

绝缘介质的强度电气通过其耐压试验来验证。

模拟绝缘在运行中可能受到的各种电压（包括电压波形、幅值、持续时间等），对绝缘施加与之等价的或更为严酷的电压，从而考查绝缘耐受这类电压的能力，称为耐压试验。

这类试验显然是最有效和最可信的，但这类试验有可能导致绝缘的破坏，故也称破坏性试验。

一、冲击耐压试验

1 试验要求

1.1主电路的冲击耐受电压

（1）从带电部件至接地部件和极与极之间的电气间隙应承受表1（参照GB14048.1中表12）所列对应额定冲击耐受电压的试验电压的考核。

表1 冲击耐受电压

（2）断开触头间的电气间隙应承受：

——在有关产品标准中规定的冲击耐受电压(如适用的话)；

——对具有隔离功能的电器，应承受下表2（参照GB14048.1中表14）所列的对应于额定冲击耐受电压的试验电压。

表2 隔离电器断开触头间的试验电压

(如适用的话)试验。

1.2 辅助电路和控制电路的冲击耐受电压

（1）直接从主电路引入额定工作电压的辅助电路和控制电路应按1.1中1)的规定进行验证。

（2）不直接从主电路引入额定电压的辅助电路和控制电路，其过电压能力不同于主电路，这类电路的电气间隙和有关的固体绝缘无论是交流还是直流，都应承受下表5规定的适当电压。

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2 试验方法

2.1 一般要求

电器绝缘的验证应采用额定冲击耐受电压进行。

如果电器的某些部分其介电性能受海拔影响较小（如：联接器、密封部分），则其绝缘验证可选择无海拔修正系数的额定冲击耐受电压进行试验。这些部分是独立的，而电器的其他部分应该选择有海拔修正系数的额定冲击耐受电压进行试验。

电气间隙等于或大于下表6（海拔2000米及以下，参照GB14048.1中表13）情况A之值时，可以用测量来验证。

表6 空气中最小电气间隙

对于海拔高于2 000m的低压电器设备，电气间隙的确定应按上表的规定值乘以相应海拔修正系数，其海拔修正系数见表6-1。如电气间隙达不到要求，可用冲击耐受电压来验证。高原环境下，低压电器产品的爬电距离应按照污染等级不小于3级选择，并不小于相应的电气间隙。

表6-1 海拔修正系数

2.2 冲击试验电压 试验电压按1.1的规定。

装有过电压抑制装置的电器，试验电流的能量应不超过过电压抑制装置的能量规定值。过电压抑制装置的额定值必须适合于使用。

除非产品标准另有规定，标准冲击耐受电压波形如下图2所示：

图 2

脉冲前沿t 1=1.2μs,允许误差±30%；

从0至副值下降到50%峰值时的脉冲宽度t 2=50μs,允许误差±20%；脉冲峰值允许误差±3%。 1.2/50μs 的冲击电压应每一极性各施加5次，最小时间间隔为1s 。

如果在试验顺序过程中要求重复进行介电试验，则有关产品标准应规定介电试验条件。 注： 试验设备的举例正在考虑中。 2.3 试验电压的施加

被试电器按一般要求规定方式安装和准备，试验电压按如下方法施加：

（1） 触头处于所有正常工作位置，主电路所有接线端子连接一起（包括控制电路和辅助电路接至主电路）和外壳或安装板之间。

（2）触头处于所有正常工作位置，主电路每极与其他极连接一起并接至外壳或安装板之间。 （3）正常工作不接至主电路的每个控制电路和辅助电路与以下部位之间： ——主电路；

——其他电路；

——外露导体部分；

——外壳或安装板；

以上部位任何合适者可以连接在一起。

（4）对隔离电器，主电路电源端的接线端子连接在一起，负载端的接线端子连接在一起。

试验电压应施加在电器触头处于断开位置的电源端子和负载端子之间，试验电压应按1.1 （2)的规定。

对不具有隔离功能的电器，断开位置触头间的试验要求应在有关产品标准中规定。

2.4 试验结果的判别

试验过程中应无非故意的击穿放电。

注1：故意击穿放电是一个例外情况，例如：瞬态过电压抑制措施；

注2：术语“击穿放电(disruptive discharge)”与绝缘在电应力作用下的故障现象有关，在这种情况下放电使被试绝缘完全短路，并使电极间电压降低至零或接近零；

注3：术语“击穿跳火(sparkover)”用于击穿放电发生在气体或液体的介质中；

注4：术语“闪络(flashover)”用于击穿放电发生在气体或液体的介质表面；

注5：术语“击穿(puncture)”用于击穿放电发生在贯穿固体介质中；

注6：击穿放电发生在固体介质中使之永久失去介电强度，在气体和液体介质中其失去介电强度可能是暂时的。

二、工频耐压试验

1 试验要求

工频试验电压应在下列情况下采用：

——介电试验作为型式试验，用于验证电器的固体绝缘；

——用于电器试验后的故障判别依据，在电器的分断试验和短路试验后进行介电性能验证；

——在耐湿试验后进行介电性能验证；

——常规试验。

2 固体绝缘的工频耐受电压的验证方法

2.1 一般要求

本试验是验证固体绝缘及固体绝缘耐受暂态过电压的能力。

2.2 试验电压值

试验电压的波形应为正弦波，频率应在45Hz至65Hz之间。

试验所用的高压变压器在输出电压调整到相应的试验电压后，将输出端子短路时，其输出电流至少为200mA。

当输出电流小于100mA时，过电流继电器应不脱扣。

试验电压值如下：

（1）对主电路、控制电路和辅助电路，按表12A的规定，试验电压测量的不准确度不应超过规定值的±3%；

（2）如果不能施加交流试验电压（如由于EMC滤波器件），可应用表12A第3列中的直流试验电压值。试验电压测量的不准确度不应超过规定值的±3%；

所施加的电压的有效值应在规定值的±3%范围内。

2.3 试验电压的施加

当电器线路包含有电机、仪表、瞬动开关、电容器、固态电子器件等，且这些器件的相关规范规定的介电试验电压低于上述b)的规定值时，则在进行电器规定的介电性能试验之前，将这些器件与电器分开，具有保护功能的电路在试验时不应拆除。

被试电器按一般要求规定方式安装和准备，试验电压按如下方法施加：

（1）触头处于所有正常工作位置，主电路所有接线端子连接一起（包括控制电路和辅助电路接至主电路）和外壳或安装板之间。

（2）触头处于所有正常工作位置，主电路每极与其他极连接一起并接至外壳或安装板之间。

（3）正常工作不接至主电路的每个控制电路和辅助电路与以下部位之间：

——主电路；

——其他电路；

——外露导体部分；

——外壳或安装板；

以上部位任何合适者可以连接在一起。

试验电压应施加5s。

对于特殊情况，例如：电器具有多个打开位置或固态电器等，有关产品标准应规定具体试验要求。

在绝缘试验中，印制电路板和多触点连接器模块的试验应分开进行或由样品代替。

本试验不适用于下列附件：该类附件在出现绝缘故障情况时，电压可以传到未连接至机架的易近部件或从高压侧传到低压侧，如辅助变压器、测量装置、脉冲变压器，其绝缘强度等同于主回路。

2.4 试验结果的判别

试验时，电器应无内部或外部的绝缘闪络和击穿或任何破坏性放电现象的发生，但辉光放电是允许的。

三、特殊环境下（如海拔高于2000米）关于介电试验的要求

由于海拔升高，产品绝缘表面及不同电位的带电间隙比较容易击穿，特别是对电气间隙和爬电距离的影响较大。

对于使用地点高于2 000m的设备，工频耐受电压值和冲击耐受电压值应符合常规型相应产品标准的要求。在产品使用地点海拔与试验地点海拔不同时，试验电压值应乘以修正系数，修正系数可参见表6-2。

表6-2 工频耐压和冲击耐压的海拔修正系数Ka

规定的冲击耐受试验电压为4kV（额定冲击耐受电压为4 kV时），则冲击耐受电压试验值应为：4 kV ×1.25=5 kV。

示例2：当产品使用地点为海拔4 000m时，试验地点为海拔1 000m。在海拔2 000m及以下时，常规型产品标准规定的冲击耐受试验电压为4kV（额定冲击耐受电压为4 kV时），则在海拔1 000 m处试验的冲击耐受电压试验值应为：4kV ×1.43=5.72 kV。