1、 GB/T 4109-1999 前主口本标准是根据国际电工委员会IEC第36技术委员会绝缘子的第.l6A分技术委员会绝缘套管出版物IEC60137: 1995(交流电压高于1000V的套管以第四版)对GB/T1109一1988进行修订，在技术内容上与该国际标准等效，其编写格式和方法符合GB/T1. -1993(标准化工作导则第l单元2标准的起草与表述规则第1部分:标准编写的基本规定及GB/T1.3一19975-6间。表2.1 电压系列Ij1套管的试验电压kV 额定电压革统标称电压60 s :r:频耐受电压(有效值雷电冲击干耐受电压(峰值)民作冲击耐受电压(峰值U 干湿全波(干或湿)7.2 6
2、26 23 60 12 10 42 30 75 (21) (20) 58 50 125 40. 5 35 95 80 200 72. 5 66 147 140 325 126 110 185/230 550 252 220 395/460 950 363 330 535/570 1 175 950 550 500 680/740 1 550/1 675 1 175 电力变压器中性点绝缘套管试验电压126 110 105 95 250 363 330 255 230 550 注:分两档的电压值由供需双方协议(表2.2同)囚104 GB/T 4109-1999 表2.2电压系列I套管的试验电压kV
3、 额定电压旱统标称电压制自工频耐受电压有效值)| . .二湿寸)卡一;一;二雷电冲击平耐受电压(峰值)全i皮操作冲击耐受电压(峰值(干或湿)斗一一一Ul1L-60 十寸70 一一一一-140 20 卡24 1 2 2自28 21 50 73 125 72.5 72. 5 110 ; 140 一_L一卡一一一1日5/230325 l十i寸ilTii36 36 170 52 52 95 250 13二;一-t:;:l.150/550 550/650 币501750950/1 050 1 425/1 550 950 十1 050 1 175 1 05!l 175 1 300/1 425 5.4 套管
4、的介质损耗因数(tan)和电容量(c)5. 4. 1 套管在工频1.05 U, j -/了电压下的tan的最大值应符合表3的规定表3套管的tans最大值序号套管主绝缘类型tan最大值油浸纸0.007(550 kV及以上套管为0国00日l 胶漫纸0.007 2 电容式胶粘纸。.010(72.5kV且以下套管为0.01日3 混铸树脂O. 015 4 气体0.015 5 浇悖树脂O. 020 非电容式复合绝缘自供需双方商定6 7 其他套管由供需双方商定5.4.2 电容式套管的tan变化值C.tan8)在工频电压从1.05 U/ -/升高J1jU，时应不大于下列规定z汹浸纸、胶浸纸为O.001; 一胶
5、粘纸、气体、浇铸树脂为0.00405.4. 3 套管的电容量在工频1.05U,/ -/下测量，在高压试验以前和以后所测得的电容量的增大值.应小于相当于层电容量的75%。5. 5 套管的局部放电量及无线电干扰5. 5. 1 蜜管的局部放电量应符合表4规定。10:) GB!T 4109 1999 表4套管的局部放电量最大值pl 测量电压.kV辈管的绝缘型式U/ I 1.3U,/ 斗飞rf-d-h -2、1. 051气/v/1油溢纸式I 10 i 10 一-一一-一一一一一一一、一一一-.-一一胶浸纸式10 10 一一一a一一一一一胶帖纸式川250 带有金属后的I ) 4) 气体漫溃1口10 一-一
6、世，咱-唱-晶晶a晶-气体I 0 一十浇铸树脂式l 10 -一一-一，一复合式-十) 具他4) 1) liU运用于变压器套管u2)付开关设备套管，放电量可在供需双j协议的较低电压F测串2, )对用于电力变压器上的胶粘纸套管可由供需双方协议有较低的放咆量e4)草合式且其他型式套管的最大允许放电量应由供需以方商定J5.5.2 用户有要求时，进行无线电子扰电压测量，其数值由供需双方协议确定。5. 6 套管测最端于、电压拙头的电容、介质损耗因数(tan)和工频耐受电压试验测量端f一对地耐受电压不低于2kV.试验持续时间为60s 0 一一一一-亡100 一一一300 5 F J 5 一-一-电日;梢头且
7、J抽头额定也压的两倍，但不得低于2kV. 式验持续时间为变压器套管测量端子、电压抽头对地t包容运S000 pF.tan6:;O, 05。5.7 套管的热稳定性能试扮额定电压U，jJ 170 kV及以I的胶粘纸变压器套管、额也电fU，为362kV J!-3 150 kV E t 丛足三40.5 1口。I 000 I 000 1 250 2 000 2口on3 150 3 150 52 l口001 600 1 250 1 600 2 000 2 500 3 150 3 130 72自5 000 2 000 1 250 2 000 2 000 :l150 4 000 4 000 123-145 1
8、250 :l 150 1 600 3 150 2 500 ,1 000 30寸l 1 E E E 运40.) 300 300 375 375 600 600 945 915 52 300 480 375 480 自00945 945 945 n.5 300 600 375 600 1i0 945 1 200 1 200 123145 375 945 480 1 200 750 1 :;00 1 200 1 500 170252 375 1 200 480 1 200 750 1 500 1 200 1 500 二三362750 1 200 750 1 200 945 1 500 1 500 1
9、 500 5, 11 套管耐受的热短时电流llh套管li(能耐受规定的热短时电流试验.Irh为额定电流1，的25倍，持续时间为1s(变压器套管的持续时间通常为2s)。若用户需要不同于本规定的Ih值时，则由供需双方协议商定。108 G/T 4109-1999 当套管的热短时电流持续时间为t时，其热短时电流值按式(5)规定2I , = Th J;二，;式中:Ith一标准规定耐受的热短时电流，k八;t仙一标准规定的热短时电流的持续时间，S; 1，一在持续时间为t时的热短时电流，kA，t一持续时间，S0 套管耐受!h的能力亦可由式(6)计算证明2 , = 十一二二L-t队飞0134 5JTh 式中:，
10、一一导体的最终温度.c ; 。一一在环境温度40C下载/，连续运行时的导体温度，cz 铜为0.8(K/s)/(kA/cm)，铝为1.8(K/s)/(kA/cm), /h -一标准规定的热短时电流，kA;lth一一标准规定的热短时电流的持续时间，85S，一一与1，相适应的总截菌积，cm2PSe-用于计算集肤效应的等效截面积，cm2。. ( 5 ) ( 6 ) 如计算的温度。f不超过180C ，则认为套智能耐受/h的标准值，试验可以免做;若，超过此限度，则须用试验来证明套管是否能耐受此标准值e5.12 以变压器油或油浸纸为主绝缘的套管内变压器油性能应能符合附录B规定。以其他绝缘介质为主绝缘的套管内
11、绝缘介质性能应符合相应标准的规定。6试验方法6. 1 套管的试验方法除应符合本标准外，还应符合GB/T775, 1、GB/T775. 2, GB/T 775. 3.GB/T 763、GB772、GB/T507、GB/T5654、GB/T7252、GB/T7354、GB/T7600和GB/T7601的规定。6.2 试验的一般要求在进行套管的工频、冲击、操作波和热试验时，必须完整地具备固定法兰或其他固定装置及在使用时需要的全部附件。测量端子应接地或者接近于地电位(热稳定试验时，测量端子接电桥)。充液体和液体绝缘的套管，须用规定质量的绝缘液体充至正常液面。充气和气体绝缘的套管，须用规定类型的气体，充
12、至绝缘气体的最小运行密度，该密度可用20C下的压力来表示。如试验开始时温度不是20C ，则压力应调到所需相应的密度。对浸人式套管，应浸到尽可能与正常运行相似的介质中D当介质为变压器池时，汹的击穿电压值l范符合表白的规定。对介质为气体(如SF，)时，经供需双方协议可用其他介质来代替。表8试验用变压器汹的击穿电压值kV 袖的击穿电压.不小于套管额定电压逐个试验用油型式试验用油245 4;) 30 去36250 55 注1 变压器泊的击穿试验按GB!T507要求进行。2 额定电压U，为123kV及以下的浸人部分长度较长的套管.试验用油击穿电压值可不低于35kV。109 G/T 4109. .1999
13、 对穿墙套管，应按使用状态水平或直立安装在模拟的假墙上，假墙及油箱的安装尺才应保证套管使用或试验时高压寻|线不致对它们放电。变压器套管试验时应垂直安装，要求安装成为其他状态时，应由供需双方协议商定。试验时的室温不得低于10C，试验用介质的温度应在10C 40C之间，套管与周围接地部件要有足够的距离(一般不小于1.5倍试品外绝缘距离)。以避免经环境空气或浸溃介质对接地部件发生直接闪络。注.某些地区当试验条件受到限制时，允许试验环境温度的下限为5C，进行空气密度和温度校iL在雷电冲击试验情况下，当修正其导致试验电压低于规定值时.除对外绝缘耐受电压最严格的极性施加修正后的电压外，还应对其相反的极性施
14、加不修正的全电压值。当校正系数大于1时，对正负极性都应作修正，如修正*数大于1.05时，试验是否继续进行，由供需双方商定6. 3 套管的瓷套检查(第5.2. 1条)套管的瓷套应按GB772的规定进行检查。6.4 雷电全泼(或截波)冲击耐受电压试验(第5.3条)为法1，试验时，先正极性后负极各15次，在任意极性下，如内绝缘未发生击穿或外绝缘闪络次数不超过两次(变压器套管在负极性下没有闪络，油端没有闪络)，贝IJ认为该套管通过本试验。方法2，根据表2.1或表2.2给出的试验电压大小，先正极性后负极性各15次。对U，等于或高于123 kV的变压器套管应连续经受15次全波正极性，随后1次全被负极性，接
15、着5次负极性截波以及14次全波负极性冲击。允许改变极性后，在进行冲击试验前，先施加一些较小幅值的冲击电压。如内绝缘未发生击穿或外绝缘闪络次数不超过2次(变ffi器套管在负极性下无闪络，油端没有闪络)则认为套管通过本试验。雷电冲击耐受电压试验的详细规定见GB/T775.2。注1果用方法2需经供需双方协议。6. 5 60 s工频干或湿耐受电压试验(第5.3条)试验电压按表2.1或表2.20变压器套管的试验电压应至少比变压器的感应的或施加的试验电压高10%，但不低于表2.1或表2.20试验持续时间为60S，与频率无关。试验时如果没有出现闪络或击穿则认为套管通过了此试验。如套管击穿，则认为套管没有通过
16、本试验。如试验后测得电容比先前测得电容增加了相当于一层电容量的75%则认为出现了击穿。如果出现一次闪络，则试验应只重复一次回如在重复试验时未出现闪络或击穿，则认为该套管通过本试验。6.6 操作冲击耐受电压试验(第5.3条)试验时，先正极性后负极性各15次，在任意极性下，如内绝缘未发生击穿或外绝缘闪络次数不超过两次(变压器套管在负极性下没有闪络，袖端没有闪络)，则认为该套管通过本试验。操作冲击耐受电压试验的详细规定见GB/T775.20 进行湿试验的不需进行干试验。6. 7 套管的tan测量(第5.4条)试验应在室温10C40C的条件下，采用准确度与测量值相匹配的西林电桥或其他等效方法进行。测量
17、时高压接在套管的接线板上，套管的测量端子与电桥连接，连接套筒接地，试验时应注意选择直径足够大的高压导线和采取屏蔽措施，以避免线路产生电晕而影响测量结果。6.8 套管的局部放电量测量(第5.5条)试验时，电压应先升高至2U，/.;，维持5S，然后降至表4规定的电压值维持5min.并测量视在放电量。测量电路的背景噪声和测量灵敏应能测出5pC的局部放电量及规定允许放电量的20%，以高精度数值为准。当测景产品规定局部放电量不大于10pC时，则背影噪声允许达到100%.对已知由外部干扰引也110 G/T 4109-1999 的脉冲，可利用平衡试验线路，带阻滤波器调谐等办法来消除;或用时间窗的为法从干扰中
18、分离出真正局部放电信号。当使用pC宣接表示的仪表进行读数时.应以其重复出现的最高值为准。试验时应注意选择直径足够大的高压导线和采取屏蔽措施.以避免线路产生电晕而影响测量结果。局部放电量测量方法按GB!T7354的规定。6.9 套管测量端子及抽头电容量、tano、绝缘电阻测量和60s耐受电压试验(5.6条)测量端子或电底抽头对地电容量、tano应在不低于1kV的电压下测量，其值应符合5.6条规定。60 s耐受电压试验时，连接套筒接地，测量端子或电压抽头接离压寻l线，施加规定电压。试验过程中没有闪络或者击穿则认为试验通过。6. 10 套管热稳定性能试验(57条)试验时，应按本标准第6.2条规定将套
19、管安装在油箱上，先加热油箱中的变压器泊至本标准.7条规定的温度，油温用浸在低于油面约30mm、距套管约300mm处的温度计测量.在油与套管之间达到斜平衡后开始施加电压，并定时测量tano.每次测量必须记录周围空气温度n当tan8在环境空气条件下连续5h元明显上升趋势，则认为套管已达到热稳定(以每小时tan8不大ro. 000 2作为稳定的标准。由于周围空气温度变化引起tanO的波动，应予扣除)。若套管已达到热稳定，并能再次通过表8规定的全部逐个试验项目，旦与先前试验结果无明显变化，贝Ij认为套管通过了本试验。tan占的测定，需用准确度与测量值相匹配的西林电桥进行。6. 11 套管温升试验(第5
20、.8条)试验时，套管和各部位应基本上处于地电位。试验应在室温不低于10C下远行，对一端为浸入式的套管，其下部应浸入比周围空气温度高(60士2)C的变压器泊中(对变压器套管，最高汹温度为(90一卡2) C;对袖断路器套管，最高池温为(80土2)-U .油田应接近安装法兰。对两端置于非大气的气体绝缘介质中的套管，通常应将试品置于最小运行密度的气体中。对封闭母线用套管，其空气在封闭母线筒内温度为80C.以距离套管接线端子轴向0.5m处，在寻杆与外管内壁中阔的同一截面上，在导杆周围均匀地测量四点温度，取其平均值作其周围空气温度。中心导管穿有载流导体的套管，应装配适当的导体，其截面积应与套管承受的额定电
21、流1，相适应。试验时所用的临时接线、端子材料及尺寸，不应对所试套管的冷却或发热产生过分的影响(以从套管端部连线0.5m范围内，温差不超过2K为准)。要有适当数量的测量装置，沿套管的底座(或均压球、导电管、中心管、连接套筒、泊枕、接线端子布置好，使能正确地测量到套管各部位的温度及与绝缘材料接触的金属部件的最热点，然后施加额定电流1，土Z%，-直到温升稳定(以Zh温升变化不超过1K为准)。套管金属部件的温度用热电偶或等效的装置测量之。周围空气温度用滞后温度汁测量，它放在容量约0.5L的充油容器中，置于套管中部周围，距套管lm2m处。试验方法除上述规定处，其余按GBjT763的规定进行。如套管经过试
22、验，各部位温升均未超过表5的规定值.且无可见损伤迹象.则认为套管通过了本试验。6. 12 套管热短时电流耐受试验(第5.11条试验时，套管按图I规定安装，导体的截面积应与额定电流1，的要求基本相适应。试验前，先对套管施加一定的电流，使套管预热，并使它保持一个稳定的温度，这个温度应号套管在最高环境温度下额定电流所产生的温度一样。然后迅速将电流升高至本标准第5.11条规定的热短时也流儿，主任待规定时间，用热电偶测量套管的发热温度，并检查套管是杏有明显的损坏。如套管没有明显的损坏，且能重复地耐受全部逐个试验项目，并与以前的试验结果无明显变化，则认为套管通过了本试验。I 11 GB/T 4109 -1
23、999 t 接连软) 户-时川O.8H z I 1 1 r+ 软连接I . 产可H一套管长端长度图1热短时电流耐受试验的布置图6.13 密封试验(第5.9条对充液体绝缘介质的套管进行密封试验时，套管应按运行状态全部装配好.然后用液压泵(或者有氮气瓶经过过滤器经管道分别与套管油枕处的抽气孔或中心导管相连，使套管及导管内压力均匀升至比运行压力高(0.1土0.01)MPa的压力，维持规定时间，并仔细检查各部位密封面，若无渗漏现象，则认为套管通过本试验。对充气、气体绝缘和气体浸溃套管应按标准运行方式进行安装，并在环境温度下充以气体到最大运行压力。套管应封闭在个外壳中例如塑料外壳)，在2h或大于Zh的时
24、间周期中测量2次，外壳内空气中含该气体浓度。如果测得泄漏的气体经计算每年泄漏量等于套管内气体总量的1%，则认为套管通过本试验。6.14 套管弯曲负荷耐受试验(第5.10条)试验时，套管应完全装配好，内部充以规定的绝缘介质，垂直或水平地将套管法吃固定在A个合适的装置上，先对套管内部施加比运行压力高(0.1土。.01)MPa的压力，然后均匀施加负荷至表6规定值为止.维持60s 0力施加于套管接线端子的中部，通过套管的轴线且与其垂直。通常只对引起最高应力112 GB!T 4109 -1999 端加力。施加负荷的测量，应用传感器直接在电子秤上读数。传感器应尽量靠近套管接线端子.并与套管的轴线相垂直。试
25、验过程中，应用滤纸或白士等方法检查套管各部位，若元渗漏或损坏，则认为套管通过本试验。施加负荷的测量，也可采用其他等效方法，但要保证测量的精确度。7 检验规则7.1 套管应由供方技术检验部门验收.供方应保证全部交货的套管符合本标准要求。需方有权按本标准规定对套管进行试验，如果套管由于设计和使用的原因.不能按本标准规定的条件单独试验时，其试验程序应由供需双方协议商定。7.2 套管的试验分为逐个试验、抽样试验、型式试验三种盯7. 2. 1 逐个试验出厂的每一只套管，应按表9顺序进行逐个试验。试验时，如套管有不符合表9巾的规定的任何项要求时，则此套管不合格。表9套管逐个试验项目项目1试验名称试验依据试
26、验方法J外观反尺寸检查|本标准第5.2条GB!T 775. 1 Jk本标准第6.3条2 j介质损挺因数(叫本标准第5.1条本标准第6.7条3 雷电冲击干耐受电压试验丰标准第5.3条4 |605工频耐受电压试验丰标准第5.3条本标准第6.5条及GB/T775.2 5 局部放电量测量丰标准第5.5条本标准第6.8条6 测量端于60s耐受电压试验丰标准第5.6条本标准第6.9条7 密封试验本标准第5.9. 1条|本标准第6.13条表9第3项试验仅适用于II等于或大于362kV的变压器套管.试验方法为施加5次负极性全波冲击或3次负极性金波冲击2次负极性截波冲击。无击穿或闪络则认为套管通过试验。在60s
27、工频耐受电压试验以后，应按表9第2项、第5项规定再次进行介质损耗囡数tan、电容量和局部放电量测量，以便检验套管是否发生击穿或其他明显的损伤。气体绝缘套管的60s工频耐受试验和局部放电测量，仅在型式试验时进行自7.2.2 抽样试验出广产品中按照定的批量抽取定的数量进行试验.其批量和数量的大小囱供需双方协商确定。抽样试验不合格则认为本批产品不合格，但允许逐一复试剔选。表10套管抽样试验项目项目试验名称试验依据试验方法飞爬电距离测量才二标准第5.2. 2条GB/T 775 2 中心导梓及安装法兰密封试验本标准第5.9. 2条本标准第6.13条7. 2. 3 型式试验新产品定型或正常产品修改结构、改
28、变原材料及生产工艺时，应根据改变性质，进行产品塑式试验的全部项目或部分项目试验。试验用的套管应与正常交货的套管相同。型式试验应在通过逐个试验合格后的产品中随机抽取只，按表11顺序进行试验。试验时，如套管有不符合表中规定的任何一二项要求时.则型式试验不合格。在型式试验后，应按表9第2项、第5项规定进行介质损能因数(tan)、电容量及局部放电量测量.113 G/T 4109- 1999 以便检验套管是否发生击穿或者其他明显的损伤。表11套管型式试验项目项目试验名称民验依据试验方法1 60 s工频干耐受电压试验本标准第5.3条本标准第6.2条，日.5提及GB/T775.2 2 60 s工频湿耐受电压
29、试验本标准第5.3条本标准第日.251!: ll. GB/T 775.2 3 雷电全波冲击耐受电压试验l本标准第5.3条本标准第6.2是，6.4条及G丑/T775.2 4 雷电截波冲击耐受电压试验本标准第5.3条i本标准第6.2条.6.4条及GB/T775.2 5 操作冲击干耐受电压试验本标准第5.3条i丰标准第2条，6.6条6 操作冲击湿耐受电压试验本标准第5.3条本标准第6.2条，6.6条7 测量端于电容量及tan测量本标准第5，6条本标准第6.9条8 温升试验本标准第3.8条本标准第6.Z条.6.lJ条及GB/T763 9 热短时电流耐受试验i本际准第5.lJ条丰标准第6.2条.6.12
30、条10 热稳定性能试验本标准第5.7条本标准第6.10条J1 弯曲耐受负荷试验丰标准第5.10条本标准第6.14条12 密封试验本标准第二9.2条本标准第6.13条B 标志、包装、运输、贮存8. 1 出厂的每一只套管均应有铭牌，铭牌的材料应能耐受大气侵蚀，铭牌上应注明:a)厂名及商标;b)套管名称、型号及工厂产品代号;c)套管额定电压、额定电流、电容量、总重及油重;d)套管出f编号、出f年月;e)绝缘气体的类型及最小运行密度;f)变压器油标号gg) UkV I ,.A(kA) F ,Hz 1L.kV SIL.kV AC.kV Moss kg Max. angle to verticaldegr
31、ee 注1 对较小的套管要包括上述铭牌内容有困难时，可仅标明第a)、bl、c)、d)、gl项，其他标注可由供需双方协议商定。2 g)项仅用于U，第E系列产品。8. 2 为防止胶纸套管电容芯子受潮，套管尾部在贮存、运输时，应采取防潮措施qB.3 套管应采用专门的包装箱进行包装，包装要求推荐采用JB/T9673的相应规定，包装箱应牢固i可靠，必须保证在运输过程中不致因包装不良而损坏E在包装箱上注有瓷件牛等字样或指示标i记己。B. 4 每只出厂的套管，应附有产品检验合格证，此证庇有质量检查部门的印章，并附有包装、使用维护说明书。114 GB!T 4109-1999 附录A(标准的附录)当环境最高温度
32、超过或低于+40c时套管的使用A1 当套管实际达到的耐受电压能满足本标准规定时，允许套管在环境温度t高r+40C但不超过+WC情况下使用。但此时套管允许工频电流U，)应按下式予以降低=l , = l , .;-5了1)/(90- 40) ( A1 ) 式中:l , 环境温度为t(C)时套管允许工作电流，As1，套管额定电流，A;90 套管接触连接部位的最高允许发热温度，按本标准第5.8条规定为90C，t环境最高温度，C A2 当套管在环境温度低于十40C以及符合本标准第5.8条规定的最高允许发热温度情况下使用时，允许其电流长期负荷。环境温度每降低lC，增加额定电流0.5%，但不应大于额定电流的
33、20%。附录B(提示的附录套管肉油性能推荐参考值套管内油性能推荐参考值如表Bl表B1套管内变压器油性能推荐参考值额定电压击穿电压tan. % 吉水量泊中溶解气体吉量，mL斤，kV kV (90 C) mL/L 乙:快总短氢(145 二三40O. 5 运。.02 O. 3 170330 二50运0.4(0.015 。0.1 O. 15 二三42060 运二口.4运O.01 当用户有要求时，才进行套管内变压器泊的性能测试。其具体测试项目内容由供需双方协议商定nfl3.用户自行取油样测试，导致套管油量不足，需要补充油量时，此泊必需是质量符合表中规定且进行过混油试验，不会导致套管内油质下降的同标号的油(最好是与套管内同一产地的汹)方可补充加入。115
