GB/T 6553評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣

絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗方法

相關(guān)儀器：

ZLD-6KV高壓漏電起痕試驗儀

LDQ-2低壓漏電起痕試驗儀

1、范圍和目的：

本標準敘述了在工頻（48Hz～62Hz）下，用液體污染物和斜面試樣，通過耐電痕化和蝕損的測量評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料的兩種試驗方法。

方法1：恒定電痕化電壓法

方法2：逐級電痕化電壓法

注：試驗條件設計成使效應加速產(chǎn)生，但并沒有模擬在使用中所遇到的全部情況。

對下列條款所述的試驗設備而言，電痕在下電極起始。可采用兩種判斷標準確定試驗終點。

判斷標準A：

當高壓回路中通過試樣的電流超過60mA時達到了終點。此時過電流裝置切斷電源。

注：該終點判斷標準允許采用自動裝置同時試驗幾個試樣。

判斷標準B：

當電痕達到離下電極25mm處的試樣表面的標記時達到終點（見圖1及圖3b）。

單位為毫米

圖1 帶有固定電極用的孔的試樣

注1：該終點判斷標準需目測和人工控制。

注2：優(yōu)先采用判斷標準A。如有關(guān)材料規(guī)范要求時，可用判斷標準B。

2、定義：

2.1

電痕 track

絕緣材料表面因局部劣變而產(chǎn)生的局部導電通道。

2.2

電痕化 tracking

在絕緣材料的污染表面或其附近由于放電作用而產(chǎn)生電痕的過程。

2.3

電蝕損 electrical erosion

由于放電作用而使電氣絕緣材料耗損。

2.4

電痕時間 time-to-track

在規(guī)定的試驗條件下，形成電痕所需要的時間。

3、試樣：

3.1 尺寸

平板斜面試樣至少應是50mm×120mm。厚度為6mm。可使用其他厚度，但必須在試驗報告中說明。試樣應按圖1所示鉆有裝電極的孔。

3.2 制備

除另有規(guī)定外，試樣表面應稍徵打磨。具體方法是將試樣用金剛砂細砂紙加去離子水或蒸餾水打磨，直至試樣整個表面濕潤，干燥時呈現(xiàn)出均勻無光澤表面。如果未使用打磨，應在試驗報告中說明清洗的方法。

判斷標準B（見第1章）使用的試樣，應在下電極上方25mm處的兩邊上各作一個參考標記（見圖1和圖3b）。

4、裝置：

4.1 電氣設備

電路原理圖見圖2a。由于試驗是在高壓下進行，因此一定要使用安全接地的安全欄。電路由下述組成：

S=電源開關(guān)

VT=可變比調(diào)壓器

T=高壓變壓器

R=串聯(lián)電阻器

V=電壓表

SP=試樣

F=過電流裝置，保險絲或繼電器

圖2a 電路原理圖

4.1.1 電源頻率為48Hz～62Hz，輸出電壓可調(diào)到約6kV，并穩(wěn)定在±5%，對于每個試樣的額定電流應不小于0.1A。對方法1，優(yōu)先采用的試驗電壓為2.5kV、3.5kV和4.5kV。

注：如果幾個試樣只用一個電源，則每個試樣接有一個斷路器或相類似的裝置（見4.1.4）。

4.1.2 在電源的高壓邊，每個試樣串接一個200W、其電阻值偏差為±10%的電阻器。電阻器的電阻值從表1中選取。

表 1

4.1.3 讀書準確為1.5%的電壓表1只。

4.1.4 當高壓回路的電流達到或超過60mA持續(xù)2s時能動作的過電流延時繼電器（見圖2b）或任何其他裝置。

接到電源開關(guān)

（表示圖2a中S）

Re=整流器

Tr=變壓器（線圈300/900匝）

RI=繼電器（2500Ω/1100匝）

C=電容器（200μF）

圖2b 示例：過電流延時繼電器的典型電路（表示圖2a中F）

4.2 電極

所有的電極、固緊裝置以及與電極相連的裝配件，如螺釘，應該用不銹鋼做成。電極裝置如圖3a所示。

注：每次試驗之前應清洗電極，如有必要，則更換電極。

單位為毫米

圖3a 電極裝置

圖3b 試驗裝置，原理圖

4.2.1 上電極見圖4所示。

4.2.2 下電極見圖5所示。

單位為毫米

圖 4 上電極，0.5mm厚的不銹鋼

圖 5 下電極，0.5mm厚的不銹鋼

4.3 污染液

4.3.1 除另有規(guī)定外，采用：

質(zhì)量分數(shù)為（0.1±0.002）%分析純N₄Cl（氯化銨）和質(zhì)量分數(shù)為（0.02±0.002）%異辛基苯氧基聚乙氧基乙醇（iso-octylphenoxypolyethoxyethanol），非離子型濕潤劑配以蒸餾水或去離子水。

污染液在（23±1）℃時的電阻率應為（3.95±0.05）Ω·m。

污染液存放時間應不超過四星期。在每做一組試驗以前均應檢測它的電阻率。

4.3.2 用大致尺寸如圖6所示的八層濾紙夾在上電極與試樣之間，儲積污染液

圖6 過濾紙（每個上電極要有8張）

4.3.3 污染液加入濾紙襯墊中，以使在加電壓前，在上、下電極之間形成均勻的液流。

注：形成均勻液流的方法，一種辦法是通過管子將污染液滴注入濾紙襯墊中，該管子可用不銹鋼夾子夾在濾紙中間。另一種辦法是以固定的液滴大小和每分鐘一定的液滴數(shù)將污染液滴人濾紙襯墊中。

4.3.4 污染液的流速與施加電壓的關(guān)系見表1規(guī)定。

記時器的準確度約為±1min/h。

注：例如，可采用1min脈沖記數(shù)器。

4.5 深度規(guī)

深度規(guī)的準確度為±0.01mm，探針的端部為半徑0.25mm的半球形。

5、試驗程序：

5.1 試驗的準備

5.1.1 除另有規(guī)定外，試驗應在環(huán)境溫度（23±2）℃下進行，每種材料試驗五個試樣。

5.1.2 裝試樣時無光澤的試驗面向下，使之與水平面成45°角，如圖3b所示。兩電極之間相距（50±0.5）mm。

注：每次試驗都使用新濾紙襯墊。

5.1.3 首先將污染液注入濾紙村墊中以使濾紙充分濕潤。調(diào)節(jié)污染液流速并按表1的規(guī)定校正流速。至少觀察流動10min，確保污染液在兩電極間的試樣表面上穩(wěn)定地流下，污染液應從上電極的軸孔處流出而不從濾紙的旁邊或頂部溢出。

5.2 施加電壓

5.2.1 方法1：恒定電痕化電壓法

在污染液以表1規(guī)定的流速均勻流下時，合上開關(guān)，并將電壓升到2.5kV、3.5kV或4.5kV中一個較為合適的電壓值，并開始記時，應保持電壓恒定6h。

如果還需要在更高或更低的電壓下試驗，則對于每一個優(yōu)選的試驗電壓再另取一組五個試樣進行試驗。

恒定電痕化電壓為五個試樣經(jīng)受6h后均無破壞的高電壓。

材料按如下分級：

1A0或1B0級：

按照第1章判斷標準A或判斷標準B在2.5kv下若任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A2.5或1B2.5

如果五個試樣均能經(jīng)受2.5kV電壓6h而且如果在3.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A3.5或1B3.5級

如果五個試樣均能經(jīng)受3.5kV電壓6h而且如果在4.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞：

1A4.5或1B4.5級

如果五個試樣均能經(jīng)受4.5kV電壓6h。

在每種情況下都應報告大蝕損深度。

5.2.2 方法2：逐級電痕化電壓法

選擇一個其值為250V倍數(shù)的起始電壓，從起始算起，使得在第三級電壓之前，不發(fā)生按第1章判斷標準A（電流超過60mA）的破壞（可能需要做一次預備性試驗）。在污染液以規(guī)定的流速均勻流下時，合上開關(guān)并升高電壓到選定的值，保持該電壓1h，以后每小時按250V逐級增加電壓直至發(fā)生按判斷標準A的破壞，并記錄下來。當電壓升高時，污染液流速和串聯(lián)電阻器的電阻值也應按表1的規(guī)定增加。

逐級電痕化電壓是五個試樣經(jīng)受1h后均無破壞的高電壓。

材料按如下分級：

2Ax級，這里x為被試材料耐受的高電壓，用kV表示。

注1：必然會出現(xiàn)顯著的閃爍現(xiàn)象，如果沒有，則應仔細檢查電路、污染液流動情況和污染液電阻率。

閃爍是指施加電壓幾分鐘內(nèi)，在下電極齒的正上方出現(xiàn)小的黃色到白色（有整材料偶爾出現(xiàn)藍色）的電弧。

盡管在終發(fā)生穩(wěn)定小的光亮“熱點”之前，放電可能從一個齒跳到另一個齒，但這些放電基本上是以連續(xù)方式進行。這些“熱點”會燒壞試樣表面，且可能終導致電痕化破壞。在兩電極間的試樣表面快速移動的放電可能不會導致電痕化。

顯著的閃爍現(xiàn)象也可用陰極射線示波器觀察，可以從與過電流裝置串聯(lián)的電阻器（例如330Ω，2W兩端取得信號，正常的閃爍可以從每半周期的連續(xù)、但不均勻和中斷的電源頻率電流波形中觀察到。

注2：在電痕到達上電極以前，當60mA電流流經(jīng)導電的電痕和保留在試樣表面的電解液流時，過電流裝置應動作。

注3：蝕損深度應在刮去或用其他方法除去分解的絕緣物和碎片后測量。注意不要去掉未受損壞的試驗材料。

6、試驗報告：

試驗報告應包括：

6.1 被試材料的型號和名稱

6.2 試樣的詳細說明：制備和尺寸，清洗方法和所用的溶劑，試樣表面（如果需要）及預處理，還應報告試樣厚度。

6.3 試樣相對于電極的方向（即縱向、橫向、斜向等）。

6.4 施加電壓方法及采用的終點判斷標準。

6.5 根據(jù)第5.2.1條和5.2.2條分級。

尺寸約：1350*700*1600（mm）