1、ICS 29.080.10 K 48 道B中标准家国国不日11: /、民华人GB/T 26218.3-2011 污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分:交流系统用复合绝缘子Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in polluted conditions-Part 3: Composite insulators for a. c. systems (IEC/TS 60815-3: 2008 Selection and dimensioning of high-voltage in
2、sulators intended for use in polluted conditions Part 3: Polymer insulators for a. c. systems, MOD) 2011-12-30发布2012-05-01实施 镇码防伪/中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布G/T 26218.3-2011 目次前言.1 1 范围和目的-2 规范性引用文件3 术语、定义和缩略语. 1 3. 1 术语和定义-3.2 缩略语.1 4 原则25 材料.2 5. 1 硅橡胶伞套材料的一般信息.2 5.2 爬电距离的减少.2 6 现场污秽度确定7 参考统
3、一爬电比距(RUSCD)的确定.8 对复合绝缘子伞形的一般推荐.4 9 伞形参数的核对9.1 概述9.2 交替伞和伞伸出9.3 伞间距与伞伸出之比. 6 9.4 伞间最小距离. . . 6 9.5 爬电距离与间距之比9.6 伞倾角-9. 7 爬电系数.8 10 参考统一爬电比距(RUSCD)的修正810. 1 参考统一爬电比距(RUSCD)的修正计算.8 10. 2 海拔修正凡810.3 绝缘子直径修正K.d. 8 11 最小爬电距离的最终确定.9 12 试验验证9附录A(资料性附录)本部分与IEC/TS60815-3: 2008的技术性差异及其原因10附录B(资料性附录)污秽导致复合绝缘子劣
4、化的资讯.12 参考文献.14 图1RUSCD与SPS等级之间的关系曲线4图2典型的开放伞形.4 图3典型的交替伞形图4Kad和平均直径的关系及其图示.8 图B.1运行区域及污秽度和USCD的关系(绝缘子长度不变uGB/T 26218.3-2011 目。吕GB/T 26218(污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定分为5个部分z-一一第1部分z定义、信息和一般原则;一一第2部分z交流系统用瓷和玻璃绝缘子;一一第3部分:交流系统用复合绝缘子;一一第4部分z直流系统用瓷和玻璃绝缘子E第5部分:直流系统用复合绝缘子。本部分为GB/T26218的第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009和GB
5、/T20000. 2-2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用IEC/TS60815-3: 2008(污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分z交流系统用聚合物绝缘子)(英文版)。鉴于我国户外污秽条件下使用的绝缘子基本属于用硅橡胶作为伞套的复合绝缘子，而用环氧树脂、EPDM等其他材料作为伞套的绝缘子数量极少且缺乏运行经验，本部分对IEC/TS60818-3: 2008的名称和范围做了修改，仅适用于基于二甲基硅氧烧的硅橡胶制造伞套的硅橡胶复合绝缘子，并删除了IEC/TS 60815-3中有关非硅橡胶材料绝缘子的内容。本部分与IEC/TS60815-3 :2008相比存在技术
6、性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(1)进行了标示，附录A中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。本部分和IEC/TS60815-3: 2008相比，章条编号变化如下:一一把5.2. 1和5.2.2合并改写为5.2;一一把第10章的悬置段改写为10.1，原有一级条标题顺延;其余章条编号完全相同。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国绝缘子标准化技术委员会(SAC/TC80)归口。本部分起草单位:中国电力科学研究院、西安高压电器研究院有限责任公司、国网电力科学研究院、国家绝缘子避雷器质量
7、监督检验中心、清华大学、重庆大学、南方电网公司超高压公司、国家电网公司、中国电力工程顾问集团华东电力设计院、中国电力工程顾问集团中南电力设计院、大连电瓷集团股份有限公司、广州市迈克林电力有限公司、襄樊国网合成绝缘子股份有限公司、南通市神马电力科技有限公司、苏州电资厂有限公司。本部分主要起草人:范建斌、宿志一、姚君瑞、杨迎建、危鹏、梁曦东、蒋兴良、肖勇、李庆峰、周军、赵卉、王绍武、黄伟中、曾连生、任贵清、欧阳旭丹、杨红军、马斌、陆洲。I G/T 26218.3-2011 1 范围和目的污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分:交流系统用复合绝缘子GB/T 26218的本部分给出了特定绝
8、缘子在某种污秽环境下大致特性的判定导则和原理。本部分适用于污秽条件下高压交流系统用复合绝缘子的选择和尺寸确定。本部分的内容以CIGRE33. 13 TF 01lJ2J文件为基础，欲深入研究污秽条件下绝缘子性能的科研人员可把该文件作为有益的补充。本部分不涉及冰雪对污秽绝缘子的影响。尽管CIGRE3J对此有所研究，但现有资料很少，经验差别较大。本部分的目的是z一一通过现场污秽度(SPS)确定参考统一爬电比距(RUSCD); 一一选择适当的伞形;一一对参考统一爬电比距(RUSCD)进行海拔、绝缘子形状、尺寸、安装位置等校正。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件
9、，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2900. 8-2009 电工术语绝缘子(IEC60050-471 : 2007 ,IDT) GB/T 24622 2009 绝缘子表面湿润性测量导则(lEC/TS62073: 2003 , IDT) GB/T 26218. 1一2010污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分:定义、信息和一般原则(lEC/TS60815-1: 2008 , MOD) 3 术语、定义和缩略语3. 1 术语和定义(;1:1/1 2900.8-2009和GB/T26218. 1一2010界定的以及下列术
10、语和定义适用于本文件。3. 1. 1 参考统一爬电比距(RUSCD)reference unified sp配ificcreepage distance; R USCD 依据本部分对尺寸、形状、安装位置等进行校正前的统一爬电比距初始值，通常以mm/kV表示。3.2 缩畸语下列缩略语适用于本文件。CF creepage factor ESDD equivalent salt deposit density HTM hydrophobicity transfer material 爬电系数等值附盐密度憎水性迁移材料1 GB/T 26218.3-2011 NSDD non-soluble depos
11、it density SDD salt deposit density SES site equivalent salinity SOR safe operating regions SPS site pollution severity USCD unified specific creepage distance RUSCD reference unified specific creepage distance 不溶沉积物密度附盐密度现场等值盐度安全运行区域现场污秽度统一爬电比距参考统一爬电比距4 原则绝缘选择和尺寸确定的全部过程可概括如下z首先，使用GB/T26218. 1一2010:
12、 根据现有知识、时间和资源确定所适用的方法1、方法2或方法3; 收集必要的输人数据，特别是系统电压和绝缘应用类型(线路、支柱、套管等); 收集必要的环境数据，特别是现场污秽度和等级。在这个阶段可初步选择适合于该应用类型和环境的候选绝缘子。然后，使用本部分t 进一步选择适合该环境的候选复合绝缘子; 使用本部分提出的方法或GB/T26218. 1-2010中方法1并结合绝缘子类型和材料确定RUS-CDC见第7章); 根据环境类型选取适宜的伞形见第8章); 校验该伞形的参数是否满足一定的要求，按偏离程度(见第9章)进行校正或采取措施; 如有必要(方法2和3)，根据候选绝缘子的尺寸、伞形和位置等因素对
13、RUSCD进行修正(见第10章和11章); 确认候选的绝缘子是否满足系统和线路的其他要求，例如GB/T26218. 1一2010中表2的要求(例如必坛的形状、尺寸和经济性); 在方法2情况下，如有要求时可通过试验室试验来验证其尺寸(见第12章)。注:如果没有足够的时间和资源例如使用方法白，则确定的USCD准确度较低。5 材料5. 1 硅橡肢伞套材料的一般信息目前一般使用基于二甲基硅氧烧的硅橡胶制造伞套。如果不使用添加剂改善性能，硅橡胶在户外环境中的性能不能令人满意。典型的添加剂包括抗电蚀剂、紫外稳定剂、抗氧化剂、补强剂等。对于每种类型的材料，其基料、添加剂甚至工艺过程都会对材料性能产生重大的影
14、响。具有憎水性和将憎水性迁移到污层表面能力的聚合物材料在本部分中被称为憎水性迁移材料CHTM)。在一些特定条件下憎水性可能会临时或永久丧失(见5.2) , GB/T 24622-2009对绝缘子表面湿润性的测量提供了指导。I 5.2 爬电距离的减少由于其形状和材料的特点，硅橡胶伞套绝缘子与瓷、玻璃绝缘子相比具有一定的优点，并因使用2 GB/T 26218.3-20门HTM而更为显现，包括在爬电距离相同时其耐污性能通常会高于瓷、玻璃绝缘子。原则上，单纯从污秽耐受或闪络的角度来看，使用复合绝缘子时可以减小其爬电距离。然而，与传统的绝缘材料相比，硅橡胶材料在环境、电场和电弧的作用下更易于劣化，在特定
15、条件下会降低绝缘子污秽性能和使用寿命。附录B给出了有关这些影响的更多信息，主要包括:一一在特定现场条件下，减小爬电距离可能导致放电增强，其耐污性能将不再具有优势，如果憎水性完全丧失，在某些情况下还可能会导致闪络和材料劣化;一一相反地，如果单位长度内爬电距离过大，可能导致局部电弧活动增加，从而带来材料变化或劣化的风险。其他重点观点如下z一一通常在高电压下需要使用均压环，至于在什么电压等级下使用取决于设计和材料F一一一某些复合材料的憎水性有可能受到真菌生长的影响;一一通常复合绝缘子的污秽特性受直径和空气密度的影响较小。如果表面变为亲水性，则这种影响会增大。因此，在多数情况下，也可以选用与瓷、玻璃绝
16、缘子爬电距离相同的复合绝缘子以兼具避免劣化、闪络问题及改善污秽性能的优点。然而，在一定环境或条件下，可以适当减小复合绝缘子的爬电距离。不能减少爬电距离的情况主要包括:一该污秽种类可能导致憎水迁移性丧失;一绝缘子长期处于低温高湿环境下，导致憎水性丧失。6 现场污秽度确定为了标准化的目的，在GB/T26218. 1-2010中定性地定义了从很轻污秽到很重污秽的表征现场污秽度的5个污秽等级如下:a 很轻pb一一轻;c 中等;d重ze 很重。注:这些字母等级与先前有关标准中的数字等级不能直接相对应。依据GBjT26218. 1-2010，使用标准玻璃或瓷绝缘子确定现场的SPS等级，该等级用于确定复合绝
17、缘子的RUSCD。7参考统爬电LK距(RUSCm的确定图1给出了通常情况下(见5.2)复合绝缘子的SPS等级和RUSCD间的关系。柱状图的柱高是代表每一等级最低要求的优先选用值，并供采用GBjT26218. 1-2010中的方法3时使用。如果估计的SPS等级趋向邻近更高的等级，则可沿着曲线选用。如果有确切的SPS测量值(方法l或方法2)，推荐在图1所示曲线上按SPS测量值确定相应的RUSCD。注:可以设想，对RUSCD校正得到的最终USCD可能与产品目录中绝缘子的爬电距离不一致。因此，最好是先得到准确的数值并在校正过程的最后归整到一个适当的值。3 GB/T 26218.3-2011 60.0
18、55.0 呈50.0、E4川、且40.0D 量是35.0 椭30.0 25.0 20.0 a b c d e SPS等级图1RUSCD与SPS等级之间的关系曲结8 对复合绝缘子伞形的一般推荐通常情况下，复合绝缘子伞形较玻璃或瓷绝缘子简单，大多数伞形都可以归为开放伞形(见图2)。|一般而言复合绝缘子上倾角小于150，下倾角类似或更小，伞下没有深棱。通常它们在包括A类、B类在内的所有环境条件以及垂直、水平方向上都可以使用。该伞形适合于由风导致绝缘子表面积污的地区，例如沙漠、重工业污秽区或沿海地区，尤其在气候长期干旱的地区尤其有效。开放伞形具有较好的自洁性，若需维护也更容易清洗。图2典型的开敢伞形|
19、 交替伞形(见图3)可以有多种不同排列方式，不限于图3所示的两种。这种伞形增加了单位长度内的爬电距离，同时保证了足够的湿闪性能和自洁性。本部分按照伞伸出之差的最小值来定义交替伞，对于小直径绝缘子，该值为伞伸出之差的百分比，对支柱和空心绝缘子等大直径绝缘子该值至少为15 mm(见9.2)。| 本部分不排除其他伞形结构，如更大倾角的开放呛形、伞下带深棱或浅棱形等，但这些伞形需要继续积累经验。4 注:对于复合绝缘子而言，伞伸出之差对湿间性能的影响小于玻璃或瓷绝缘子，尤其是对于与s/p(见9.3)更相关的小直径绝缘子。然而对于300kV及以上电压等级系统用的更长的绝缘子，太小的伞间距对湿工频和操作冲击
20、耐受特性有很大的影响。GB/T 26218.3-2011 图3典型的交替伞形9 伞形参数的核对9. 1 概述伞形参数对避免雨水桥接、防止局部伞间短路、提高自洁性、避免污秽捕集、改善局部电场非常重要。在本章随后的条款中，伞形参数正常用白色区域表示，伞形参数偏离正常范围较小但可能会降低性能用灰色区域表示，伞形参数偏离正常范围较大从而会严重影响性能用黑色区域表示。对给定绝缘子，应按照随后所述的方法计算并校核每个参数。允许一个参数偏离到灰色区域，即偏离较小，此时从图l选取RUSCD时推荐相应SPS等级的上限或下一个较高等级。这种变化尤其是通过减小sl(见9.3)或增大l/d(见9.5)来实现会进一步加
21、剧偏离程度的情况除外。如果有多于一个参数位于灰色区域或者有任一参数位于黑色区域，则认为偏离正常范围较大，建议按下列方法之一处理:一一-参照运行数据或试验站经验确认这种伞形的性能;一一寻找一种可替代的伞形或绝缘子技术;由试验验证伞形的性能(见第12章)。注:以下条款中的数值仅用于说明确定伞形的尺寸参数，并不代表最佳伞形或实际使用的伞形。9.2 交替伞和伞伸出交替伞与非交替伞用从绝缘子主体到最大伞和最小伞的外缘所测得的伞伸出之差(P1-p.)来确定。伞倾角在5035。范围时，单独的伞伸出不是一个重要参数。与交替伞相比，等径伞的伞伸出参数更为有用。然而，伞伸出之差较大对垂直安装的绝缘子在冰、雪和大雨
22、条件下运行可能有利伞形分类非交替伞交替伞外径200mm的垂直安装绝缘子知=P2或P1-P2110mm的绝缘子较小锦离AA nu hr JJ cd 0.59 0.5 0.7 9.4 伞间最小距离非交替伞交替伞1. 0 该参数不适用于盘形悬式绝缘子或针式绝缘子。C是相邻两个直径相等伞之间的最小距离，通过从上伞边缘最低点到下一个相同直径伞作垂线测得。就绝缘子伞形评估而言，伞间最小距离是其中一个比较重要的参数。因伞间距过小而导致的伞间电弧能够抵消任何通过增加爬电距离来改善性能的努力c较正常值的偏离(对电站电器绝缘子非交替伞交替伞c/mm 20 25 30 6 元偏离35 60 元偏离40 50 GB/
23、T 26218.3-2011 非交替伞交替伞c/mm FE c较正常值的偏离(对线路绝缘子)无偏离较小偏离20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 9.5 爬电距离与间距之比非交替伞d是绝缘件上的两点之间或绝缘件上一点与金属附件上另一点之间的直线空气距离。t是上述被测两点间的爬电距离。Z/d取从绝缘子任意截面上得到的两者间的比值中的最大值。在出现干带或不均匀憎水性时，对于校核电弧桥接爬电距离的风险，爬电距离与直线距离之比是更侧重于检查局部伞形的参数。对于避免在深而狭窄的局部范围上积污，这个参数也是重要的d 交替伞Z/d较正常值的偏离形一牌一川咱所-L无偏离。2 3
24、 4 5 6 7 9.6 伞倾角若伞剖面轮廓线为弧形，在弧线的中点测量。只要伞倾角不小到妨碍水流掉，开放式伞形绝缘子表面的自然清洁更为有效垂直绝缘子元偏离较小偏离最小伞间距110rnm的绝缘IEC 60815-3 :2008更严格子)，较大偏离的上限调整为0.6，较小偏离的上限调整为0.75c较正常值的偏离按电站电器绝缘子和线路绝缘子分别表述。对电站电器绝缘子，非交替伞较大偏离、较小偏离的上限分别调整为22和25，交替伞较大偏根据国内生产和运行经验进行了调整，比9.4 离、较小偏离的上限分别调整为40和50;对线路IEC 60815-3:2008更严格，也更为合理绝缘子，非交替伞较大偏离、较小
25、偏离的上限分别调整为27和35，交替伞较大俯离、较小偏离的上限分别调整为70和70伞顷角较正常值的偏离，垂直绝缘子的正常根据国内生产和运行经验进行了调整，比9.6 区域上限调整为15，较小偏离的区域范围调整为150250，相应调整较大偏离区域IEC 60815-3 :2008更严格9.7 CF较正常值的偏离，较大偏离区域的下限调根据国内生产和运行经验进行了调整，比整为4.4，较小偏离区域整体左移O.6 IEC 60815-3 : 2008更严格10.2 删除IEC60815-3: 2008图7b中nonHTM曲本部分仅涉及属于HTM的硅橡胶材料线，以及有关该曲线的相关文字描述首段文字描述改写为
26、目前，复合绝缘子的污文字描述更准确地反映了我国复合绝缘子秽试验方法尚不完备，更多的工作正在开展中。污秽试验的现状。污秽试验应经供需双方协议，但需要注意如下DL/T 859-20040图B.1删除图中有关非HTM的曲线本部分仅涉及属于HTM的硅橡胶材料11 GB/T 26218.3-2011 附录B(资料性附录)污秽导致复合绝缘子劣化的资讯正如5.1所述，伞套材料的种类和绝缘子设计是复合绝缘子能否在污秽条件下成功使用的决定性因素，特别是就它们的长期耐污性能、憎水性稳定性和老化特性而言。特定环境下，复合绝缘子通常比传统绝缘子具有更好的污秽性能主要归因于以下几个因素:一一平均直径较小，尤其是对于悬式
27、绝缘子;一一材料厚度减小使伞形更为精巧和开放;一-一材料物理特性不同降低了热滞后(在雾、毛毛雨中较难受潮)，改变了积污状态和电弧发展;一一憎水性表面降低表面电导率和泄漏电流。由于憎水性伞套材料运行经验的缺乏和其长期憎水性的不确定性，大多数情况下各类复合绝缘子一直使用线性爬电距离原理。该设计原则已经成功应用于现已安装的95%以上的复合绝缘子。超过25年的复合绝缘子长期运行经验表明在大多数应用中这种方法是适用的。复合绝缘子的寿命不被污秽导致的绝缘失效或因电蚀和起痕造成的损伤所限定。一般而言，复合绝缘子长期特性取决于其整体和局部的电场强度，场强值及其持续时间和出现位置与污秽水平、受潮、憎水性的丧失/
28、恢复以及绝缘子的伞形有关。如果场强达到临界值，则可能引起闪络(如果爬电距离太短)或局部电蚀损。对给定的环境和施加电压，随着爬电距离增加可能会出现下述情况z-一总爬电距离仍然太短:电弧移动性高导致闪络;一一总爬电距离偏长:极端事件时出现高移动性电弧，但未导致闪络，平时局部稳定电弧导致材料劣化z一一总爬电距离适当几乎或完全不出现电弧，不会发生闪络及材料劣化;一一在很短的长度里爬电距离过大:局部稳定电弧导致材料劣化;一一一爬电距离非常大(与运行环境相比):很少发生局部电弧，没有材料的劣化。图B.1举例说明了这个情况，该图显示了长度不变的复合绝缘子，在不同USCD下总体性能与污秽程度(污秽和气候情况的
29、综合因素，用表面电导率ks、ESDD加潮湿或其他参数来表示)的关系。闪络或材料劣化风险较低的区域表示为安全运行区域CSOR)。线性爬电距离关系也显示在图B.1中(穿过SOR/区域2，在直线周围)。在区域1中，爬电距离太小会使闪络概率增加。在区域2/S0R中，设计和爬电距离适当，闪络和损伤概率最小。在区域3中，爬电距离看似合适，但实际设计不当，损伤概率提高。落在SOR中的设计闪络和电蚀特性最优。在一些特定情况下，如GB/T26218. 1-2010的表3中E6或E7的污秽环境，绝缘子上污秽物质电导率高、绝缘子伞套憎水性持续丧失(持续潮湿)，虽然绝缘耐受特性一般不受影响，但也必须考虑起痕和蚀损现象
30、对寿命的影响，估计其风险概率约为5%。绝缘子老化效应的临界区在图B.1中为区域30如果超过了临界电导率或等值污秽水平，起痕和电蚀损的风险开始显现。区域3是根据污秽度(表面电导率)设计爬电距离的临界设计区域。在区域3里，稳定的局部电弧和电弧总能量将会导致放电能量在绝缘子伞套表面产生很大影响，进而对伞套材料和界面造成很大局部损害。应选择较小爬电距离或在爬电距离设计过度时防止增加局部场强以避免进入区域30区域的大小、位置、SOR及图表坐标轴的值之间的关系取决于污秽、气候、伞套材料特性和伞套设计，因此在此处无法给出一般性的推荐意见。GB/T 26218.3-20门现场经验表明，对复合绝缘子而言，通常爬
31、电距离较小(例如比线性原理低一个污秽等级)能够成为解决这种现象的合理方案。由此带来的污闪概率稍许增加可以通过电弧保护设备设计来弥补。强烈推荐进行一段时间的户外试验(例如1年)，同时监测其电气性能(泄漏电流、闪络)和伞套、界面劣化。有关户外试验站安装的导则见CIGREWG B2. 03。(剧mw厅倒半Mm部副制)口的Dk，临界值k，(污秽程度，如表面电导率)13 运行区域及污秽度和USCD的关系(绝缘子长度不变)圈B.lGB/T 26218.3-2011 参考文献lJ CIGRE Taskforce 33.04.01 Polluted insulators:A review of current
32、 knowledge,CIGRE brochure NO 158-2000 臼2JCIGRE WG C4. 303 Outdoor insulation in polluted con址di让tion山Gu山1ideline臼sfor selection and dimensioning Part 1 : General principles and the a. c. case,CIGRE Technical Brochure NO 361-2008 3J CIGRE Taskforce 33. 13.07 Influence of ice and snow on the flashover
33、 performance of out door insulators-Part 1: Effects of ice , ELECTRA No. 187 December 1999 , and Part 2: Effects of Snow,ELECTRA No.188 February 2000 4J DL/T 859-2004 高压交流系统用复合绝缘子人工污秽试验14 -FON|的.-NNH阁。华人民共和国家标准污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分:交流系统用复合绝缘子GB/T 26218.3-2011 国中峰中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1.25 字数31千字2012年3月第一次印刷开本880X12301/16 2012年3月第一版峰书号:155066. 1-44439 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 26218.3-2011 打印H期:2012年4月16HF002A
