1、ICS 29.080.99 K 49 中华人民共和国国家标准GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3: 1990 有间隙阀式避雷器人工污秽试验Artificial pollution testing of non-linear resistor type surge arresters with gaps CIEC丁R60099-3 :1990, Surge arresters Part 3: Artificial pollution testing of surge arresters, IDT) 2006-11-08发布2007-04-01实施中华人民共和国国家质量监督
2、检验检菇总局晤士中国国家标准化管理委员会,I, GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3, 1990 目次前言I 1 范围2 规范性引用文件3 基本原理第一节总则4 试验目的2第二节试验要求5 一般要求. 2 6 电压的施加7 试验程序.第二节污秽方法8 染污方法.E. 4 9 8. 3和8.4方法的固体污染物10 8.3和8.4方法试用的污染物. 6 GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3: 1990 前言本标准等同采用！EC60099 3: 1990避雷器第3部分s避雷器的人工污秽试验。为了便于使用，本标准作了部分编辑怜修改。a) 删除了!EC60
3、099-3: 1990前言，b) 用“”代替原文作为逗号的小数点本标准主要是满足避雷器在运行中的特殊要求，特别是针对间隙的放屯方画。无阅隙金属氧化物避雷器可参照所给出的人王污秽试验的基本原则及污秽配方、染污方法和试验程序。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国避雷器标准化委员会归口。本标准起草单位：西安电瓷研究所。本标准主要起草人张辑宁、胡文歧、程文怡。GB/T 20639 2006/IEC/TR 60099-3: 1990 有间隙阀式避雷器人工污秽试验第一节总则1 范围本标准给出了有间隙阀式避雷器人工污秽的基本原则，以及每种污秽方法的污秽配方、染污方法和试验程序。2 规范性引用文件下列文
4、件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 4585-2004 交流系统用高压绝缘子人工污秽试验。EC60507, 1975, IDT) IEC 60099 1, 1970避雷器第1部分z交流阀式避雷器3 基本原理有间隙阀式避雷器（以下简称避雷器）外表团会形成非常不均匀的电压分布，由于这种电压分布变化很快，避雷器处于某种污秽条件时可能在正常运行电压下发生损坏。这两个阶段的产生是由于在高
5、温度条件下，沉积在表面的湿润固态微粒或液珠通过吸收潮气而形成某种典型的电解质溶液，从而形成起始几乎是连续的导电表面层。尘埃也表现出对表团冲洗和干燥特性有影响。当电导率足够高时，泄漏电流使表面发热，导致形成“干带”，大部分压降加在“干带”上，若电弧瞬时桥接这些“干带飞就会产生泄漏电流脉冲。在这种现象的某些情况下，因电极与湿带之间的电容精合导致间隙电位变动，能引起加在某些间隙上的电压超过其放电值，并因此发生事故。因此，避雷器人工污秽试验的主要目的是模拟实际运行中有代表性的有关污秽条件并证实在这些条件下避雷器承受适当工频电压时间隙不致于放电。避窗器表面污闪是运行中的一种严重问题，而这方面的性能亦必须
6、确定。从运行和试验中均已获知，可能引起避雷器放电的污秽条件通常不同于导致表面闪络的污秽。后者的典型特征是产生频繁的高帽值泄漏电流脉冲，而间隙放电是典型地与污秽或污染物的干燥程度有关。因此，对这两种特殊的事故模式可能需要不同的试验，至少要采用某些不同试验方法。高压绝缘子表面闪络的人工污秽试验方法已经发展到这样一个阶段，就是通常用作对污秽性能作用有效的规定。这在GB/T4585 2004中作了全面的阐述。尽管在染污技术方面有所不同，但试验主要的共同特点是可重复的产生不同等级的污秽度，例如，测量污染物的电导施加适当试验电压和确定在给定污秽度下的性能。然而由于避雷器的运行方式使绝缘子试验所采用的方法不
7、可能直接用于避雷器，尤其是在避雷器放电试验方面。本标准叙述的试验，虽然大部分是建立在GB/T4585 2004试验的基础上，但主要目的是满足避雷器在运行中的特殊要求，特别是针对间隙放电方面。GB/T 4585-2004的方法可直接用于绝缘子表面闪络，因此通常推荐用于这方面的性能确定。必须指出，根据GB/T4585-2004关于那些表团闪络性能的试验和本文提出的试验放电，性能的试验只推荐用于受到自然污秽，也有可能适用带电清洗的避雷梯，而不适用于定期擦洗或涂油脂的避GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3: 1990 雷器。根据前面考虑的事故机理，可见，对于这二种污秽试验，是在
8、安装成与运行中一样的整只避雷器上进行试验。当从下列条件叙述的试验中已获得足够的经验时，此经验就成为型式试验的基础。注g在运行中，避雷器有时受到长期老化，它与内部电晕放电有关丰试验所叙述的试验并不表达避雷器这方面的性能。4 试验目的本试验的目的是确定避雷器在施加规定电压值或电压方式时能耐受一定的污秽度而不放电，污秽度和电压方式均应代表其运行情况。第二节试验要求5 假要求5. 1 试验的避霄试验应在具有全部正常的放电间隙、均压电阻和均压环等部件的完整避雷器上进行，这些部件可能对避雷器的电压分布很有影响。然而，对于污秽试验通常不需要将避雷器装在绝缘底座上。这是因为在这种情况下导电表面层和内部布置决定
9、电压分布和其变化，与正常非污秽状态下冲击放电性能试验的情况相反，在该情况下的电压分布，虽然一部分受均压电阻和间隙的串联电容等的制约，但是亦受地面和高压寻线的分布电容的影响。在试验前后均应测量避雷器干工频放电电压值和运行电压下的电导电流。5.2 清洗避雷器在首次试验前，其表面应仔细清洗（用清洁剂溶液，诸如磷酸三销）并彻底冲刷干净（用自来水或饮用水），确保在试验前将全部表面污秽痕迹，特别是油脂除去，必须小心防止触摸已洗净的避雷器注z在某些情况下，僻别是当喷盐雾污染物时，金属零部件和水泥面需要涂漆，以保证无锈蚀物在试验时冲落到绝缘表面上。5.3 安装洗净的避雷器安装，应使避雷器每一部分与任何接地体和
10、天花板或墙壁之间最小距离（喷嘴除外）不小于1.5倍避雷器的高度。在试验开始时，避雷器的温度应与环境空气温度相平衡，并应记录此温度。此温度不应低于5或高于40。5.4 避雷器电流监测的布置为了判断试验结果，根据7.5表面泄漏电流的路径和内部电流的路径应分开接到试验电源的接地端，使表团泄漏电流和内部电流能分开监测。如果避雷器内部电流引线没有与底部法兰绝缘隔开，则在法兰以上设置一个表面泄漏电流集流环，并在集流环与法兰之间的绝缘上涂上泊脂。集流环与法兰之间的间隙距离应尽可能的小，在保证必要的绝缘条件下，将占用的泄漏距离减到最小。对于大多数避雷器瓷套的结构，直接在最下面的一个伞裙上面设置集流环便可满足要
11、求。在多节结构的避雷器情况下，只在底部元件上设置集流环。5.5 试验回路的要求包括变压器和调压器的整个回路阻抗不应很大，使其压降或波形畸变不至抑制间隙的击穿。如果除了泄漏电流脉冲发生时非经常的不连续的半周波压降不大于5%外，电源均能调节至维持避雷器规定的电压，即符合本条件。2 GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3: 1990 符合GB/T4585 2004亦符合本条件团表1中给出了IEC标准中国路RIX的值和最小短路电流。襄1试验电压下的RIX试验电压下的最小短路电流A 0.05 5 o.os 0 JS 7 0. 15 0. 5 0 0 5 1. 5 15 注lE表中所
12、列之值是以少量绝缘子的研究为根据的它们代表现在能给出的最好的建议，但可以随着今后的经验加以修正。注2，为了避免过早熄灭窍秽干带上的桥接电孤，在大直径91:套的情况下，可能需要电源短路电流值比表中规定的值还要高。注3，确定回路RIX值的方法之一是进行测量，a) 相应于开路电压u.等于规定的试验电压时的短路电流I配b) 当一个电流通过一负载时其电阻值为I，有效值等于JA时出现的电压u,.由下式可求出RIXRIX u:c1 Ic/I配J-U、4u;uu,11,.,1一U;1-(l,./Iecl叮u;6 电压的施加根据避雷器的运行条件，按照对避雷器规定的要求，有二种不同的加压方式。6. 1 用于中性点
13、绝镰和经消弧线圃撞地系统的避雷器一按照8.2和8.3的试碰方法整个试验期间施加等于避雷器额定电压的稳定电压。注2当额定电压超过系统最高电压（相间）时，经用户与制造厂商协议，试验电压取果统最高相电压E6.2 申性点接地系统的避器一一接地故障系披1.2 1. 4 首先施加o.750.8倍（见注1）避雷器额定电压，或者0.87倍（即1/1.5）规定的持续运行电压，两者取较低者，并且迅速升到原则上等于接地故障电压（见注2）的电压值，保持12s，然后迅速降到起始电压。加压间断地进行，在8.2、8.3和8.4中规定了升压的时间间隔和丹高的电压值。注1:0. 75和0.8.民数分别相应于接地故障革数为1.3
14、3和1.25倍注2:8.2,8.3,8.4中所用的较高电压值方面的差别是当今试验技术灵敏度所需的较长升压和降压时间的反映，与运行中所发生的非常短的时间相比，其升降压时间很长注趴在某些电阻接地的系统中接地故障系数能连续超过1.4.在电压升高持续10s以上的情况下，应采用6.l的程序，在10s以下的情况下，应采用6.2的程序，而电压值由用户与制造厂协商确定7 试验程序7. 1 试验开始在试验场所安装被试避雷器。根据所选定的方法施加污秽和电压。当在有关的污秽条件下施加上述所规定的全部试验电压时，认为试验已经开始。GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3 : 1990 7.2 试验
15、程序对于8.2和8.3规定的方法，试验应在7.3的三种污秽度下都进行，并使用8.4和第9章，对8.4 中规定的污秽物，还要注意避雷器放电或表面绝缘闪络的发生。7. 3 污秽度对于盐雾法用溶液盐分来表示苛刻度，对于固体污秽物法用污浆电导率来表示苛刻度。推荐下列各值g一一盐雾法按8.2. 2. 5. 5. 0和10kg(NaCD/m, 固体污秽E按8.3湿法，2.5 ,5. 0和10mS/cmo 一一团体污秽z按8.4干法，不大于2.5mS/cm0 7.4 试碰评价试验结果确定避雷器在规定的污秽条件下耐受四次试验而无放电的污秽度。试验后干工频放电值和电导电流值都不应有明显的变化7.5试验监测E击穿
16、的指示为了区别表面闪络和间隙放电，应用示波嚣分别记录施加的试验电压、流经内部的电流和表面泄漏电流。通常视、昕觉可观察到表面电流突然增大到接近短路电流，这表明是闪络，内部电流同比增大，这表明是间隙放电。如果示波器指示电压的五个半波降落到小于10%的试磁电压，这表明是闪络，而电压降落大于10%的试验电压，这表明间隙放电。第三节污秽方法8 染湾方法8. 1 总论虽然现在已制定关于测定绝缘子闪络性能的程序（GB/T 4585-2004 J，下面给出的方法也是为确定避雷器在污秽条件下的间隙放电性能而专门发展的提出两种基本的方法ga) 按8.2在避雷器施加规定电压值的同时施加盐雾。b) 一种情况，在按8.
17、3施加规定的电压值之前，润湿固体污染物导电层，另一种情况，当按8.4施加规定的电压值期间润湿固体污秽物导电层。8.2盐，法按5.1、5.2、5.3和5.4准备以后，由数排专门设计的相距。.6 m的专用喷头产生控制盐分的盐溶液细雾，喷头对向避雷器，布置成垂直的两柱，喷头供有溶液和压缩空气。在试验期间每个喷头溶液的流量为0,5(1土0.5 % ) L/mino压缩空气的压力为650kPa和750kPa之间。GB/T 4585-2004第8章绘出了这种装置以及正常应用有关条件的全部说明，对于试验避雷器放电为目的时，推荐每次试验开始15min后应停止雾产生，在30min试验期的剩余时间期间产生干燥的过
18、程。施加6.1或6.2中规定给定的电压时，加压时间按上述规定或直到发生放电或闪络为止。对于6.2中较高的电压值是避雷器额定电压或按最高相对地电压乘以接地故障系数计算出的商定电压，电压幅值之间的问隔时间为5min0 4 该过程可重复进行，每次试验之间要清洗避雷器在7.3规定的三种参考盐度下每种盐度做四次试验。GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3: 1990 8.3 固体污秽11.法按5.I、5.2、5.3和5.4准备后，用9.I规定的污液，尽可能均匀地浇在整个干的避雷器上，浇敷2 min后测量避雷器每只元件的表团电导率（即每只元件的电导乘以形状系数）与平均值之差不应大于1
19、0%。试验开始前允许污层完全干燥在7.3规定的每个参考电导值下做四次试验，每次历时30min或直到发生放电为止每次试验包括施加6.I或6.2的给定的试验电压。每一次试验后用自来水洗涤避雷器，然后重新再涂污染物。对于6.2，较高电压值是避雷器额定电压或按最高系统相对地电压乘以接地故障系数的计算得出的商定电压，施加电压幅值的时间为5mino 为了润湿预浇在试验避雷器上的污层，应使用蒸汽雾。为了完成沿避雷器全长和四周均匀润湿，应将足够的蒸汽通到试验雾室内，每立方米雾室体积每小时o.5 kg蒸汽的流量便可满足。可以用布置在试验雾室底部的等距离分布的若干根管子产生蒸汽雾如果试验循环期间在额定电压或以下避
20、霄器发生外部闪络，则应间隔大约5min再试探做完这个试验循环，直到成功地完成一个循环为止，发生闪络的循环不应计作试验的一部分。注z在多元件的避霄辘情况下，可以对各部分单烛染污和分别测量表面电导率在元件非常大的情况下，建议从底部到顶部并最后从顶部到底部混注污层8. 4 固体污秽一干法按5.I、5.2、5.3和5.4准备后，用9.2规定的污液通过喷雾、浇注或浸溃方式将避雷器完全涂敷好，包括伞裙下面的面积。涂敷操作3min内对避雷器施加o.8倍避雷器额定电压的起始试验电压经60s将电压升到额定电压保持Is，然后降至起始电压。这种循环重复8次构成大约8min的试验周期。完成8个循环的试验周期后，就停止
21、试验并对避雷器涂上新的污染物涂层囚组8次循环试验周期的构成一完整的试验。因为当避雷器瓷套有许多火花（即大量的短小电弧）时避雷梅内部放电电压降低最多，污染物的体积导电率必须高到足以产生火花，并可随避雷椿伞裙形状的设计而改变。有些设计需要比另外一些设计的电导率高，但是所用污染物的电导率应不大于2.5 mS/cm, 避雷器可连续涂污毋需清洗和干燥，虽然也允许在每次涂敷污染物之间进行清洗和干燥。然而，如果试验程序中断或延误致使涂层己干燥，则避雷器应清洗和干燥，此后再涂敷。如果当一试验循环时，在额定电压或以下发生避雷器外部闪络，则在约Imin时间内再试做一次试验循环，直到成功地完成一个循环为止，发生闪络
22、的循环不应作为试验的一部分。如果在试验期间任何时间内没有在规定的试验电压或以下放电，则认为避雷器通过此试验。9 8. 3和8.4方法的固体污捺物9. 1 8. 3方法的污染物污液为：I 000 g水20 g的380号氧化硅（高分散的SiO,J2 g的湿润剂（炕基盼聚乙烯乙二醇乙隧）氯化销（NaCl)用加适量的氯化纳方法将污液的导电率调到所要求的值。注s污液备好后超过48h就不应再使用9.2 8.4方法的污捺物每升水5g膨润土和1g未稀释的非游离的精净j（诸如烧基酣聚乙烯乙二醇乙酶）的液替形状矗数的定义见GB/T4585 2004. 5 GB/T 20639-2006/IEC/TR 60099-3, 1990 浆。用加适量氯化销的方法将污液电阻率调到所要求的值。10 8. 3和8.4方法试用的污染物10. 1 污液为1000 g水中加40g离岭土粉为了得到要求的电导率，将一定量的氯化俐，例如20g,40 g,80 g或160g，加到以上污液中。10.2 波特兰水泥的污浆注2水泥是由大量的弱溶性盐组成，这些盐的湿润条件下形成饱和电解液薄膜。
