电力线路和电力金具标准交流电压高于1000V的套管通用技术条件
中华人民共和国国家标准
交流电压高于1000V的套管
通用技术条件 UDC621.315
.62.025
GB4109—83
General technical specification of bushings
for alternating voltages above 1000V
国家标准局1983-12-26发布 1984-10-01实施
本标准适用于额定...
中华人民共和国国家
交流电压高于1000V的套管
通用技术条件 UDC621.315
.62.025
GB4109—83
General technical specification of bushings
for alternating voltages above 1000V
国家标准局1983-12-26发布 1984-10-01实施
本标准适用于额定电压高于1000V,频率为15~60Hz的三相交流系统用电 器和电气装置中单独供应的电容式套管、液体和气体绝缘套管及浇铸树脂绝缘套 管(以下简称套管)。
套管用于非三相系统时,应由供需双方
。
本标准不适用于水银整流器、旋转电机、试验变压器及电力电缆终端用的套 管,也不适用于35kV及以下的纯瓷套管和其他特殊场合使用的套管。
本标准参照采用了国际电工委员会(IEC)出版物137《交流电压高于1000伏 的套管》第二版1973年。
注:本标准充分考虑到IEC对该标准的修改动向,也采用了近年来修订版中 有关技术要求。
本标准所用的名词术语按GB 2900.8—82《电工名词术语 绝缘子》规定。
1 环境条件
1.1 海拔高度
一端或两端处于环境空气中的套管,适用于在海拔不超过1000m下运行。套 管浸入介质中的部分,其击穿强度和闪络电压不受海拔高度的影响。当套管使用 于海拔超过1000m处,而在低于海拔1000m处试验时,以干闪络距离为基础的套 管外绝缘水平,在超过海拔1000m后,每升高100m增加1%。
例:套管使用地点的海拔高度为2800m时,外绝缘水平增加值应为:
注:由于受浸入介质中的击穿强度和闪络电压的限制,在比运行地点低的海 拔高度下试验时,按实际海拔高度校验后,有时可能出现所增加的绝缘距离不 够,在这种情况下,供方应提供情况,说明干闪络距离是否合适。
1.2 环境空气和浸入介质的温度
套管在环境空气和浸入介质中运行的极限温度如下:
环境空气:最高 40℃
最高日平均 30℃
最低 -40℃
封闭母线:最高 80℃
变压器中油:最高 100℃
最高日平均 90℃
油断路器中油:最高日平均 80℃
其他介质:按使用该套管的电器规定
注:浸入介质的日平均温度,取24h连续读数的算术平均值。
2 分类及规格
2.1 套管的分类如表1
表1 套管的分类
2.2 套管的规格
2.2.1 套管的额定电压及最高工作电压如表2。
表2 套管的额定电压及最高工作电压
2.2.2 套管的额定电流()
套管的额定电流(),应从下列标准值中选取。
100,250,315,400,500,630,800,1000,1250,1600, 2000,2500,3150,4000,5000,6300,8000,10000,12500, 16000,20000,25000。
3 技术要求
3.1 套管应符合本标准的要求,并按照规定程序批准的图纸及文件制造。
3.2 套管的瓷套应符合GB 772-77《高压电瓷瓷件技术条件》之规定。
3.3 套管户外端最小公称爬电距离与最高工作线电压()的比值(爬电比距)分为四 级。
Ⅰ 16mm/kV
Ⅱ 20mm/kV
Ⅲ 25mm/kV
Ⅳ 31mm/kV
3.4 套管的试验电压应符合表3的规定。
表3 套管的试验电压kV
经过1min耐受电压试验后的产品,如需再次进行该项试验时,其值应为表3 相应规定值的90%。
工频及操作冲击湿耐受电压仅户外套管有此要求。雷电截波冲击耐受电压仅 变压器套管有此要求,且在需方提出要求时才进行试验。
注:表中※处数值由供需双方协议。
3.5 套管的介质损失角正切(tanδ)及其施加电压和电容量应符合下列规定。
3.5.1 测量套管的tanδ时,所施加的电压应符合表4规定。
表4 测量套管tanδ时的施加电压
3.5.2 套管在1.05/电压下的tanδ最大值规定如下:
a.电容式套管:
油浸纸 0.007
胶粘纸 110kV及以上电压 0.010
60kV及以下电压 0.015
浇铸绝缘 0.010
气体 0.010
b.非电容式管套:
浇铸绝缘 0.020
c.复合式及其他套管由供需双方协议。
3.5.3 电容式套管的tanδ增大值应不大于下列规定。
当电压从0.5/升高到1.05/时为0.001。从0.5/升高到 /时为0.003。
3.5.4 测量套管的电容量时,所施加的电压为1.05/。在高压试验以前和以 后所测得的电容量的增大值,应小于一层电容击穿的量值。
3.6 套管的局部放电量应符合表5规定。
表5 套管的局部放电量
在1.50/电压下的局部放电量仅变压器和电抗器套管有此规定。
低于35kV的变压器套管和复合式套管的局部放电量数值以及是否需要进行试 验,均由供需双方协议。
注:无线电干扰电压,如用户有要求时,数值由供需双方协议。
3.7 套管抽头绝缘的1min工频耐受电压。
试验抽头:2kV对地电压;
电压抽头:两倍于抽头额定电压的对地电压,但不得小于2kV。
3.8 套管的热稳定性能
额定电压为220kV及以上的胶粘纸变压器套管,和额定电压为330kV及以上 的油纸变压器套管,应在室温不低于10℃下进行热稳定试验,试验时将套管下部 浸入90±2℃的变压器油中,并向套管施加0.7电压,套管的tanδ应稳定。
若能以比较试验的结果来确保油浸纸套管的热稳定时,则额定电压为330kV 及以上的油浸纸套管的热稳定试验可免试。
3.9 套管的温升性能
套管在长期施加额定电流±2%稳定后,其各部分的发热和温升应不大于 表6的规定。
通过对比试验为基础的计算,能证明所规定的最大发热温度完全符合者可免 试。
表6 套管各部位允许的发热温度及温升
套管中导体的最热点温度,可由下式计算确定:
导体的最高温度QM由(1)和(2)关系式推导出:
(1)
(2)
若(2)式算得的(M)是正值,则导体的最高温度是,且它位于导体两端中任 何点。若(M)是负值或零值,则导体的最高温度是Q2。
导体的最高温度点距较冷端之距离(LM)按式(3)计算。
(3)
式中 ——导体最高温度,℃;
——导体两端间在QA稳定温度时电阻,Ω;
——导体载流IN在温度稳定时电阻,Ω;
a——测量导体电阻RA时的电阻温度系数;
——导体的稳定基准温度,℃;
Q1——导体较冷端测量出的温度,℃;
Q2——导体较热端测量出的温度,℃;
L——导体长度,cm;
——最高温度点距导体较冷端的距离,cm。
3.10 套管的密封性能
3.10.1 充气体或气体绝缘的套管和充液体或液体绝缘的套管,都应进行密封试 验。前者应在环境温度下,充以最大运行压力的气体,若在规定的试验时间内, 观察到的泄漏压力符合供需双方商定的额定值,则认为套管通过了本试验。试验 后者时,套管应在表压力为0.2±0.01MPa(2±0.1kgf/cm2)的内油压下维持1h, 不应有任何渗漏现象。
3.10.2 作为电器设备例如开关或变压器一个组成部分的套管,应对其与整个电器 密封有关的部分进行密封试验。试验时,在套管的中心导杆内充以表压力为0.2 ±0.01MPa的气体或液体,维持15min,套管的顶部密封部分不得有任何渗漏现 象。
3.11 套管的弯曲负荷耐受性能
套管应能耐受表7规定的弯曲试验负荷1min。试验时,套管内部应施加0.2 ±0.01MPa的压力,试验过程中,套管不得有任何渗漏或机械损伤。
套管在运行中允许最大持久使用的弯曲负荷值为:
当套管安装在与垂直线的夹角不超过30°时,为表7规定试验值的50%。
当套管安装在与垂直线的夹角超过30°时,为表7规定试验值的30%。
注:胶纸套管进行弯曲负荷试验时,内部不施加压力。
表7 套管的弯曲耐受负荷
3.12 套管的热短时电流耐受性能
套管应能耐受热短时电流()持续时间()1s,变压器套管的持续时间通常 为2s。的值应为额定电流()的25倍。套管耐受的能力,亦可由如下计算 证明:
(4)
式中 ——导体的最终温度,℃;
Q0——在环境温度40℃下,带IN连续运行时的导体温度,℃;
a——铜为0.8单位,(K/S)/(kA/cm2 )2;
铝为1.8单位,(K/S)/(kA/cm2) 2;
——规定的热短时电流,kA;
——与IN 相对应的整个横截面积,cm2;
——用于计算集肤效应的等效横截面积,cm2。
如计算温度(Qf)不超过180℃,则认为套管能耐受的标准值,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。
本试验不适用于不带导体交货的套管。
3.13 套管所有外露的金属附件应无毛刺、尖角、无开裂,并涂刷防腐层(或镀 锌),电气接触表面涂凡士林,套管与变压器油接触的金属零件表面,涂刷耐油性 绝缘清漆,胶纸电容芯子表面涂防潮耐油的绝缘漆,漆层应光滑、无开裂。
4 检验规则
4.1 套管应由制造厂技术检验部门验收,制造厂应保证全部交货的套管符合本标 准要求,用户有权按本标准规定,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。
4.2 试验方法除应符合本标准规定外,其余应符合GB775-79《绝缘子试验方 法》、GB311.1-83《高压输变电设备的绝缘配合》、GB311.2-83《高电压试验 技术第一部分 一般试验条件和要求》、GB311.3-83《高电压试验技术第二部分 试 验程序》、GB311.4-83《高电压试验技术第三部分 测量装置》、GB311.5-83 《高电压试验技术第四部分 测量装置使用导则》、GB311.6-83《高电压试验技术 第五部分 测量球隙》、GB763-74《交流高压电器在长期工作时的发热》、 GB507-77《电气用油绝缘强度测定法》和GB772的规定。
4.3 套管的试验分为出厂试验和型式试验两种。
4.3.1 出厂的每一只套管,应按表8顺序进行出厂试验,试验时,如套管有不符合 表中规定任何一项要求时,则此套管不合格。
对气体绝缘套管的1min工频耐压试验和局部放电测量,仅在型式试验时进 行。低于35kV的变压器套管,当需要进行局部放电测量时,亦仅在型式试验时进 行。
爬电距离允许抽查。
4.3.2 新产品定型或正常产品修改结构,改变原材料及生产
时,应根据改变的 性质,进行产品型式试验的全部项目或部分项目试验。试验用的套管应与交货的 套管没有任何不同。型式试验应在通过出厂试验合格后的产品中随机抽取1只(低 于35kV电压等级的套管为2只),按表9顺序进行试验,试验时如套管有不符合 表中规定的任何一项要求时,则型式试验不合格。
在型式试验后,应进行tanδ和电容量测量,以便检验套管是否发生击穿或有 无其他明显的损伤。
表8 套管出厂试验项目
表9 套管型式试验项目
5 试验方法
5.1 套管的尺寸和外表检查(第3.1,3.2,3.3,3.13条)按GB 775的规定进行。
5.2 套管瓷套检查(第3.2条)按GB 772的规定进行。
5.3 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,必须完整的具备固定法兰或 其他固定装置,以及在使用时所需的全部附件,试验抽头应接地或者接近于地电 位(热稳定试验时,试验抽头接电桥)。
充液体和液体绝缘套管,须按规定质量的绝缘液体充至正常液面。
充气和气体绝缘套管,须用按规定类型的气体,充至绝缘气体的最小运行密 度,该密度可用20℃下的压力来表示。如试验开始时温度不是20℃,则压力应 调到所需相应密度。
对浸入式套管,应浸入到尽可能与正常运行相似的介质中。当介质为变压器 油时,油的击穿电压值应符合表10的规定。对介质为气体(如六氟化硫)时,经供 需双方协议,可用油来代替。
对穿墙套管,应按使用状态(卧式或立式)安装在模拟的假墙上,假墙及油箱的 安装尺寸应保证套管试验时高压引线不致对它们放电。
变压器套管试验时应垂直安装,要求安装成其他状态时,应由供需双方协议。
在1min工频耐受电压试验以后,应进行tanδ和电容量测量,以便检验是否 发生击穿或有无其他明显的损伤。
试验时的室温不得低于10℃,试验用介质的温度应在10~40℃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 境空气或浸渍介质对接地部件发生直接闪络。
表10 试验用变压器油的击穿电压值
注:①变压器油的击穿电压试验方法按GB 507要求进行。
②电压等级为110kV及以下的长尾套管,其试验用油的击穿电压值应不低 于35kV。
5.4 工频干、湿耐受电压试验和冲击截波耐受电压试验(第3.4条),按GB311的 规定进行。
5.5 雷电全波冲击耐受电压试验(第3.4条)
试验时冲击波形为1.2/50μs,波形的规定值与实测值之间的偏差为:
峰值:±3%;波前时间:±30%;半峰值时间:±20%。
试验时,先正极性后负极性各15次,允许改变极性后,在进行冲击试验前, 先施加60%幅值的冲击电压数次。在连续施加电压之间的时间间隔不少于1min, 以避免前次施加电压的影响。
在任意极性下,如未发生击穿,或闪络次数不超过二次(对变压器套管允许在 正极性下闪络不超过二次,负极性下闪络不超过一次),则认为该套管通过了本试 验。
雷电全波冲击耐受电压试验的详细规定见本标准附录A(补充件)。
5.6 操作冲击耐受电压试验(第3.4条)
试验时操作波波形为250/2500μm,波形的规定值与实测值之间的偏差为:
峰值:±3%;波前时间:±20%;半峰值时间:±60%。
试验时,先正极性后负极性冲击各15次,允许改变极性后,在进行冲击试验 前,先施加60%幅值的冲击电压次数。在连续施加电压之间的时间间隔不少于 1min,以避免前次施加电压的影响。
在任意极性下,如未发生击穿,或闪络次数不超过二次(对变压器套管允许在 正极性下闪络不超过二次,负极性下闪络不超过一次),则认为该套管通过了本试 验。
进行操作冲击湿试验时,其人工雨的特性应符合如下要求:
所有测量的总平均降雨量:
水平分量和垂直分量:1.0~1.5mm/min;
每一分量的任一次单独测量的极限:0.5~2.0mm/min;
收集到的水的温度:20±15℃;
收集到的水校正到20℃时电阻率:100±15Ω·m;
校正曲线见GB 775。
操作波试验的详细规定见本标准附录A(补充件)。
5.7 套管的tanδ测量(第3.5条)
试验应在室温不低于10℃的条件下,采用准确度为万分之一的西林电桥或其 他等效方法进行。测量时高压接在套管的接线板上,套管的试验抽头与电桥连 接,连接套筒接地。试验时应注意选择高压导线直径要足够大和采取屏蔽措施, 以避免线路产生的电晕影响测量结果。
5.8 套管的局部放电测量(第3.6条)
试验时,电压应先升高至最高工作线电压,维持5s,然后降至1.50/ ,维持5min,并测量视在放电量。
测量电路灵敏度应能检测规定允许放电量的20%,电路本身的背景噪音,一 般应低于规定允许局部放电量的50%,若产品的试验规定局部放电量不大于10pC 时,则背景噪音允许达到100%。对已知由外部干扰引起的脉冲,可利用平衡试验 线路、带阻滤波器调谐等办法来消除;或用时间窗的方法,从干扰中分离出真正 局部放电信号。当使用以微微库直接表示的仪表进行读数时,应以其重复出现的 最高值为准。
局部放电测量的详细规定见本标准附录B(补充件)。
5.9 套管抽头绝缘的1min耐受电压试验(第3.7条)
试验时,连接套筒接地,抽头接高压引线,施加规定电压。
5.10 套管热稳定性能试验(第3.8条)
试验时,应按本标准第5.3条规定将套管安装在油箱上,先加热油箱中之变 压器油至本标准第3.8条规定的温度,油温用浸在低于油面约3cm距套管约30cm 处的温度计测量,在油和套管之间达到热平衡后开始施加电压,并定时测量tan δ,每次测量时必须记录环境空气温度。当tanδ相对于环境空气温度连续5h无 明显上升趋势时,则认为套管已达到热稳定(以每小时Δtanδ不大于0.0002作为 稳定的标准。由于周围环境温度变化引起tanδ的波动,应予扣除)。若套管已达 到热稳定,并能再次通过全部出厂介质试验项目,且与先前结果无明显变化,则 认为套管通过了本试验。Δtanδ的测定,需用准确度为十万分之五的西林电桥进 行。
热短时电流耐受试验的布置图
H—套管长端的长度
5.11 套管温升试验(第3.9条)
试验时,套管的各部分应基本上处于地电位。试验应在室温不低于10℃下进 行,对一端浸入式套管,其下部应浸入比环境温度高60±2℃的变压器油中(对 变压器套管最高油温为90±2℃,对油断路器套管最高油温为80±2℃),油面 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,其空气端在封闭母线内温度为80℃。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流相适应。
试验时所用的临时连线、端子材料和尺寸,不应对所试套管的冷却或发热产 生过分的影响(从套管端部沿连线0.5m范围内,温差不超过2℃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、油枕、 接线端子布置好,使能正确地测量到套管各部分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±2%,一直到温升稳定(以2h温升变化不 超过2℃为准)。套管金属部件的温度用热电偶或等效的装置测量之。环境空气温 度用滞后温度计测量,它放在容量约0.5公升的充油容器中,置于套管中部周 围,距套管1~2m处。试验方法除上述规定外,其余按GB763的规定进行。如 套管经过试验,各部分温升均未超过表6的规定值,且无可见损伤迹象,则认为 套管通过了本试验。
5.12 套管热短时电流耐受试验(第3.12条)
试验时,套管按图示规定安装,导体的截面积应与额定电流的要求相适 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,这个温度应与套管在最大环境温度下额定电流所保持的温度一样。然后迅速 将电流升高至本标准第3.12条规定的热短时电流,维持规定时间,用热电偶测 量套管的发热温度,并检查套管是否有明显的损坏。如套管没有明显的损坏,且 能耐受重复的全部出厂介质试验项目,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。
5.13 密封试验(第3.10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(或用氮气瓶经过滤器),经管道分别与套管油枕处的抽气孔或中 心导管相连,使套管内及导管内压力均匀升至表压力0.2±0.01MPa,维持规定 时间,并仔细检查各密封面有无渗漏。
5.14 套管弯曲负荷耐受试验(第3.11条)
试验时,套管应完全装配好,内部充以规定的绝缘介质,按使用状态,垂直 或水平(倾斜使用的按垂直安装试验)地将套管法兰固定在一个合适的装置上,先对 套管内部施加表压力为0.2±0.01MPa的内压力,然后均匀施加负荷至第3.11条 规定值为止,维持1min。力施加于套管的一端或两端接线端子的中部,并垂直于 套管的轴线,通常只对引起最高应力的一端加力。
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。试验过程中,应用滤纸或白土等方法,检查 套管有无渗漏或损坏。
注:施加负荷的测量,也可采用其他等效方法,但要保证测量的准确度。
6 包装与标志
6.1 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;
b.套管名称,型号及工厂代号;
c.套管额定电压、额定电流、电容量、总重量及油重;
d.套管出厂编号、出厂年月;
e.最大安装角度;
f.绝缘气体的类型及最小运行密度;
g.变压器油标号。
注:对较小的套管要包括上述铭牌内容有困难时,可仅标上第a、b、c、d 项,其他标记可由供需双方协议。
6.2 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。
6.3 套管应采用专门的包装体进行包装,包装体应牢固可靠,必须保证在运输过 程中不致因包装不良而损坏。在包装体上应注明“厂名”、“套管代号”、“小 心轻放”、“瓷件”等字样或指示标记。
6.4 每只出厂的套管,应附有产品检验合格证,此证应有技术检查部门的印章, 并附有包装、使用维护说明书。
附 录 A
雷电和操作冲击电压试验
(补充件)
A.1 波形规定
A.1.1 雷电全波冲击电压波形如图A1,波前时间T1是指电压为峰值30%和90% 的时间间隔T,乘以1.67。如果振荡发生在波头,则A点和B点应在通过这些振 荡所画的平均线上选择。视在原点o1,是指领先A点0.3T1的时间,通过A、B 两点作一直线交于X轴的点。半峰值时间T2,是指由视在原点到电压下降至1/2 峰值时的时间间隔。在作校正测量时,如靠近峰值处电压发生过冲或振荡时允许 单个波峰幅值不超过峰值的5%;在波前起始部分(50%峰值以下)发生振荡时,允 许单个波峰幅值不超过峰值的25%。
图A1 雷电全波冲击电压波形图
A.1.2 操作波波形如图A2
波前时间Tcr是指从实际原点o到电压达到最大值时的时间间隔。半峰值时间 T2是指从实际原点到峰值后第一次下降到1/2峰值时的时间间隔。指冲击电压 在峰值90%以上时的时间间隔。
图A2 操作全波冲击电压波形图
A.2 修正系数
试验时,若环境条件与标准大气有差异,则应对试验电压进行空气密度和湿 度修正,即干耐受电压试验时乘以/,湿耐受电压试验时乘以。在雷电冲 击试验情况下,当修正导致试验电压值低于规定值时,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加不修正的全电压值。当 修正系数大于1时,对正、负极性都应作修正,如修正系数大于1.05时,试验是 否继续进行,由供需双方商定。进行正极性操作冲击干耐受电压试验时,不作湿 度修正,进行负极性操作冲击干、湿耐受电压试验时,空气密度和湿度均不作修 正。
a.标准大气条件
温度 t0 =20℃;
压力 b0 =1.013×105 Pa(即1013mbar);
湿度 h0 =11g/m3。
图A3 湿度修正系数K与绝对湿度的关系曲线
注:1013mbar的压力,相当于0℃时水银气压表中760mm的高度,如果气 压表中的水银高度是H,温度为t℃,则用mbar表示的气压是:
(A1)
b.空气密度和湿度修正系数
如果大气压力b用毫巴表示,温度t为摄氏,则空气密度修正系数为:
(A2)
湿度修正系数 (A3)
鉴于目前资料尚少,建议m=n。
K值与绝对湿度的关系如图A3。m、n、W和放电距离d的关系如图 A4。空气绝对湿度与干、湿球温度计的函数关系按GB 311规定。
图A4 空气密度修正指数m和n及
温度修正指数W与绝缘距离d(m)的关系曲线
A.3 操作湿耐受电压试验的一般规定
试品进行湿耐受试验时,至少预淋人工雨15min,它包括调整人工雨喷射所 需的时间。如果采用其他方法能保证有效的淋湿,或者短时间内重复试验时,预 淋时间可以缩短。
喷射的雨水落在试品上应成滴状,应使人工雨的垂直分量和水平分量近似相 等。雨量的测量用两个开口为100~750cm2的量雨器。一个为水平方向,一个为 垂直方向,垂直的开口面对喷射器。另一个不精确的做法是仅测量垂直分量,而 用目测来判断喷射的角度近似45°。
量雨器应靠近试品,但应避免从试品上滴下和溅下的水进入量雨器。量雨器 应在一足够大的区域里缓慢移动,以消除单个喷嘴喷射不均匀的影响。
试品的高度在超过1m的情况下,应在接近试品顶部、中部和底部三处进行 雨量测量。
附 录 B
局部放电测量
(补充件)
B.1 测量电路
局部放电测量电路可采用图B1~B3所示中的任何一种。
为了真实地反映被试品的放电强度,测量电路经放大器后的单个脉冲持续时 间应不大于20μs。在一般放电强度不大的情况下,波形持续时间小于100μs 即可。测量电路的脉冲分辨时间,应保证由于脉冲重迭产生的迭加幅值不大于幅 值的10%。
图B1 并联测量电路
图B2 串联测量电路
图B3 桥式测量电路
——被试品;
——另一被试品;
、——入口电容;
——测量阻抗;
——辅助电容;
——杂散电容;
Z——阻抗;
M——测量仪器(通常是测量放大器示波器等)。
注:①图B2中若没有辅助电容Cf时,可利用变压器的入口电容Cs来提高测 量电路灵敏度,此时阻抗Z应该去掉。
②为提高图B3的平衡特性,最好选择(或Cf)相近于Cs。
B.2 测量放大器
为了获得测量阻抗上尽可能多的局部放电能量,要求测量放大器的频带宽度 接近于(或大于)测量阻抗上的波形频谱宽度,可以采用宽频或窄频放大器。仪 器的分辨时间,应在幅值测量中不会出现由于脉冲重迭而引起误差。
窄频放大器,其中心频率f0,最好与测量电路的振荡频率f一致。f0的选取 应尽量避免无线电干扰、工业干扰及其他干扰,频带宽度建议不小于100kHz。
对于宽频带放大器,其下频不小于5kHz。
用方波发生器对测量仪器(包括放大器、示波器)校正时,测量仪器在试验范围 内应是线性关系。
B.3 测量电路放电量常数的校核
B.3.1 校核电路,可采用图B4~B9所示的任何一种。
图B4 并联测量、串联校核电路
图B5 并联测量、并联校核电路
图B6 串联测量、并联校核电路
图B7 串联测量、入口校核电路
图B8 桥式测量、并联校核电路
C1、C2、C3——是、、的等值电容;
C0——校核用电容;
U0——校核方波幅值。
图B9 桥式测量、入口校核电路
其他符号与图B1~B3相同。
B.3.2 放电量常数K(pC/mm)的计算:
图B4
(B1)
图B5、B6、B8
(B2)
图B7
(B3)
图B9
(B4)
其中: (B5)
(B6)
(B7)
若 Cnn,Cs=(或Cf),则C1=C2。
(B8)
上式中:ΔH=H2-H1
H2——方波进入C0时,示波器上的幅值。
H1——方波进入C0时,示波器上的幅值,C0用一电容趋于零的绝缘体代替。
H1应小于H2,否则会影响K值的计算准确性。
若采用终端接线盒对C0端部的杂散电容进行屏蔽,则ΔH就是H2。
B.3.3 校核电容C0值的要求
C0的最小值为10pF;
C0的最大值由以下两式来决定,取其计算值的小者。
(B9)
(B10)
式中 τ——方波电压陡度;
r——方波发生器内阻。
C0值要求测量准确,允许最大误差为5%。
B.3.4 对方波发生器的要求
a.方波上升时间不大于0.2μs;
b.方波重复频率n的选取,应不引起校核波形的重迭;
c.波形不允许振荡;
d.输出阻抗应小于100Ω;
e.结构应尽量小,以减少杂散电容的影响;
f.方波电压幅值要正确测量,一般使用峰值电压表或示波器测量。
B.3.5 为减少杂散电容的影响,校核时接入方波发生器的引线应尽可能地短,C0 应紧接试品高压端。
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附加说明:
本标准由中华人民共和国机械工业部提出。
本标准由西安电瓷研究所起草。
自本标准实施之日起,原部标准JB1094-67《电容式套管通用技术条件》作 废。
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