NB_T 11212-2023 高海拔环境绝缘子覆冰闪络试验方法.docx

ICS29.020CCSK04NB中华人民共和国能源行业标准NB/T112122023高海拔环境绝缘子覆冰闪络试验方法Icingflashovertestmethodoninsulatortobeusedforhighaltitudeareas2023-05-26发布2023-11-26实施国家能源局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14试验原理25覆冰试验程序26覆冰测量37覆冰闪络试验程序4附录A（资料性）人工覆冰推荐条件6附录B（规范性）海拔与气压的关系7附录C（规范性）均匀升压法覆冰闪络试验程序8本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。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专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出O本文件由全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会(SAC/TC330)归口。本文件起草单位：重庆大学、昆明电器科学研究所、山东胜利通海集团东营天蓝节能科技有限公司、中国电力科学研究院有限公司、贵州电网有限责任公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究院、云南农业大学、清华大学深圳国际研究生院、国网湖南省电力公司防灾减灾中心、国网重庆市电力公司检修分公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心、重庆地格科技有限责任公司、云南机电职业技术学院、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局、国网河南省电力公司电力科学研究院、西南石油大学、中国南方电网有限责任公司超届压输电公司梧州局、国网重庆市电力公司电力科学研究院、国网四川省电力公司电力科学研究院、中铁第一勘察设计院集团有限公司、国网福建省电力有限公司检修分公司、中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司、云南省能源研究院有限公司、国网甘肃省电力公司敦煌市供电公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、云南多宝电缆集团股份有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局、云南电网有限责任公司保山供电局。本文件主要起草人：蒋兴良、张志劲、万小东、李靖、周仿荣、王静、戎麒、赵磊、周琼芳、韩国强、孙博、丁理杰、王科、杨志红、马仪、彭庆军、谢彬、尹芳辉、马晓红、蒋正龙、李晋、郑凯、邓军、郑华龙、胡建林、胡琴、马自飞、李扬、邓元实、谭向宇、钱国超、张安安、吕刚、陈凌、张海兵、刘泽辉、唐巍、张永记、杨富淇、夏谷林、阳少军、赵年年、王晓杰、高波、赵煜、何廷一、蒋陆肆、王金雄、郭纯海、崔学龙、孙利雄。本文件为首次发布。高海拔环境绝缘子覆冰闪络试验方法1范围本文件描述了海拔100Om以上至5500m绝缘子交/直流覆冰闪络试验方法的原理、覆冰试验程序、覆冰测量及覆冰闪络试验程序。本文件适用于线路悬式、站用支柱绝缘子覆冰闪络试验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2900.1电工术语基本术语GB/T2900.19电工术语高电压试验技术和绝缘配合GB/T4585-2004交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验GB/T145972010电工产品不同海拔的气候环境条件GB/T16927.1-2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T20626.1特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求GB/T227072008直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验D1./T859-2015高压交流系统用复合绝缘子人工污秽试验JB/T12064-2014高海拔环境绝缘子覆冰（雪）人工模拟方法3术语和定义GBT2900.kGB/T2900.19>GB/T20626.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1覆冰icing气流中过冷却水滴碰撞大气结构物表面被捕获、收集，并释放潜热发生相变冻结的物理过程。注：其外在的表现形式为冰层、冰柱、冰凌等。3.2覆冰水电导率conductivityoficingwater校正到标准参考温度20°C的自然覆冰过程中湿沉降水或人工覆冰过程中用于覆冰1）的过冷却水的电导率。注：单位为微西门子每厘米（uV5）。3.3lfcconductivityofmeltingice校正到标准参考温度20C的融冰过程中绝缘子覆冰（3.D表面融化后冰水的电导率。注：单位为微西门子每厘米（uS/an）。4试验原理4.1 覆冰过程4.1.1 覆冰过程分为人工气候室模拟覆冰和高海拔现场覆冰两种，两种试验过程均包括带电覆冰和不带电覆冰方式。4.1.2 带电覆冰：试验绝缘子施加一定电压，进行覆冰过程。4.1.3 不带电覆冰：试验绝缘子不施加电压，进行覆冰过程。4.2 闪络试验方法1.1.1 2.1覆冰绝缘子闪络试验方法分为覆冰期闪络和融冰期闪络两种。1.1.2 覆冰期闪络：模拟发生在覆冰过程中的闪络。1.1.3 融冰期闪络：模拟发生在融冰过程中的闪络。5覆冰试验程序5.1 人工气候室模拟,冰5.1.1 试品准备试品可采用表面洁净的绝缘子、预涂污的绝缘子或自然积污绝缘子。对于涂污方式，可以有：交流系统用的预涂污瓷绝缘子和玻璃绝缘子的染污方法按照GB/T45852004中第4章固体层法进行；直流系统用的预涂污瓷绝缘子和玻璃绝缘子的染污方法按照GB/T227072008中第6章固体层法进行。复合绝缘子按照D1./T859-2015中第5章固体层法进行。5.1.2 试品布置试品布置应模拟实际运行方式。海拔100om以下绝缘子高压端与任何接地物之间的最小间距应为每100kV试验电压不小于0.5m,高海拔地区最小间距每升高100Om应增加10%。对于全尺寸的绝缘子串，如果实际运行中安装了均压环，则在试验中应加上均压环。人工气候室绝缘子覆冰布置按照JB/T120642014的要求。5.1.3 预冷却人工气候室环境温度降至预定覆冰的温度。覆冰前绝缘子温度应冷却到人工气候室内环境温度。5.1.4 带电覆冰施加电压在有条件的情况下，绝缘子覆冰过程中，可对绝缘子串施加实际运行电压。当预计的覆冰闪络电压低于实际运行电压时可适当降低带电覆冰施加电压，但不应低于实际运行电压的0.7倍。在条件不具备的情况下，可以进行不带电覆冰试验。5.1.5 啮粗！冰5.1.5.1 喷淋水的准备用于喷淋覆冰的覆冰水电导率根据绝缘子运行环境雨水电导率或融冰水电导率确定。在没有现场数据的情况下，当采用覆冰前染污方式覆冰时覆冰水电导率宜取100UScm±5HS/Cm（换算至20°C时）。当采用以覆冰水电导率模拟覆冰过程中染污时，覆冰水电导率根据试验需要确定。覆冰水电导率的控制与改变可以通过在去离子水中加入一定的氯化钠（NaCl）而实现。5.1.5.2 喷潜水的预处理喷淋水应进行预冷却，覆冰前喷淋水的温度应降至35。5.1.5.3 喷淋过程的控制喷淋水流量：喷淋水流量根据覆冰类型对应的形成条件确定，人工模拟覆冰宜采取的条件参数见附录A,测量方法及装置按照GB/T16927.12011中4.4的规定进行。采用覆冰前染污方式覆冰时喷淋应避免对绝缘子表面污秽冲刷。喷淋水滴：喷淋水滴中值体积直径根据覆冰类型对应的形成条件确定，人工模拟覆冰宜采取的条件参数见附录A。喷淋方向：控制覆冰水的喷淋方向和风扇的风速，应使在绝缘子串位置的喷淋水角度从上往下和垂直方向呈45°±10。在进行人工覆冰模拟时，一般进行单侧覆冰状态的模拟。辅助风速：根据需要，试验中可增加辅助风，风速按实际情况选取。5.1.5.4 Pjssm当绝缘子的最终覆冰状态达到预定覆冰量后停止喷淋。5.1.5.5 硬化喷淋停止后，继续施加电压，其他环境条件（如风速、温度等）应保持和覆冰阶段一致。硬化时间至少15mino注：进行不带电覆冰时，播施加电压。5.2 自然环境覆冰在高海拔地区利用自然低温环境条件进行绝缘子覆冰时除不需要进行预冷却、喷淋覆冰外，其他程序同5.1。6覆冰测6.1 参考测棒覆冰厚度在覆冰水喷淋的有效区域内，设置旋转的圆柱体参考测量棒。测量棒的直径为25mm30mm,长度为600mm,旋转测量棒的转速为lrmin3rmi11o对测量棒表面的覆冰厚度进行测量时，应在测量棒中间区域取至少三个不同位置进行测量。当进行长串绝缘子覆冰时应在绝缘子串上、中、下三个不同位置布置旋转参考测量棒，分别测量后取平均值。进行不同次的单元试验时，测量棒安装位置应固定。6.2 绝缘子覆冰质采用带有温度校正功能的质量传感器，测量绝缘子串在覆冰前后的质量，以覆冰前后的质量差值反映绝缘子的覆冰质量，也可采用其他可行的方法测量绝缘子的实际覆冰质量。6.3 绝缘子覆冰状态的记录在测量绝缘子覆冰程度的同时还应描述并记录其状态。对于绝缘子覆冰，应重点记录其覆冰形态、冰凌长度、绝缘子伞间桥接情况等。6.4 覆冰密度的测置取一定量的不渗透冰的液体将其装入量筒或量杯中，测量液体的体积(VI)及液体与容器的质量(m),将冰样完全浸入装有该不渗透冰的液体的测量容器，测量浸入冰样的液体的总体积(V2),以及液体、冰样与容器的总质量(mz),然后利用公式(1)计算覆冰密度(p):p=(n2-mi)(V2-V1)(1)式中：P覆冰密度，单位为克每立方厘米(g/cm3);m2一一不渗透冰的液体、冰样与容器的质量，单位为克(g);Rh一不渗透冰的液体与容器的质量，单位为克(g)；V2不渗透冰的液体与冰样的总体积，单位为立方厘米(Cnl3);V1不渗透冰的液体的体积，单位为立方厘米(Cm3)。7覆冰闪络试验程序7.1 覆冰期闪络试验程序覆冰期闪络试验采用50%覆冰耐受电压法。7.2 融冰期闪络试验程序融冰期闪络试验采用50%覆冰耐受电压法，并按照以下方法进行融冰控制：a)人工气候室融冰控制。绝缘子覆冰厚度达到预定试验值，试品布置、硬化完成后，启动温度控制系统，人工气候室的温度从0以下以2Ch3°Ch的速度逐渐升高至-1COC,冰面出现水膜、冰凌上开始有水滴滴落。b)自然环境融冰。在高海拔地区利用自然低温环境条件进行绝缘子融冰时，融冰时间和温升由自然环境决定。7.3 50%覆冰耐受电压绝缘子覆冰厚度达到预定试验值，试品布置完成后施加电压，所施加的试验电源应符合GB/T22707-2008中直流电源的要求或GB/T45852004中交流电源的要求，具体如下：a)模拟高海拔地区环境条件时，应将人工气候室气压抽至对应海拔的气压，海拔与气压关系按照附录B的规定。b)任何覆冰绝缘子串仅进行一次试验(闪络或耐受)。c)采用升降法对其施加恒定电压直至出现闪络或者15min耐受，电压级差不应大于预定50%闪络电压的10%。d）与前一次试验产生的效果不同的第一个试验选为第一个有效试验。e）在给定覆冰条件绝缘子应经受至少10次有效的试验。f）50%覆冰耐受电压（USO）及其标准偏差（。）分别按公式、公式计算:式中：Uso-50%覆冰耐受电压，单位为千伏（kV）;n,在相同的施加电压水平U;下进行试验的次数，单位为次;U;一施加的电压水平，单位为千伏（kV）;N一有效试验的次数，单位为次。式中：。标准偏差，单位为千伏（kV）。在条件不具备的情况下，为了研究覆冰绝缘子选型或闪络机制，应按照附录C选择合适的试验方法。附录A（资料性）人工覆冰推荐条件进行绝缘子人工覆冰时形成雨淞、硬雾淞和软雾淞三类覆冰宜采用的条件参数见表A.1。表A.1人工模拟覆冰推荐的条件参数覆冰参数单位覆冰类型雨淞硬雾淞软雾淞覆冰水流量1./(hm2)60+2060+2060±20水滴中值体积直径m402515空气中液态水含量gm31.250.800.50风速m/s853空气温度-5-3-7-10喷水角度045±1045±1045+10附录B（规范性）海拔与气压的关系人工气候室模拟高海拔低气压条件时，可利用调整人工气候室内的压力来反映不同海拔。根据GB"14597-2010中第4章的规定，海拔按一定的高程分级，本文件将海拔与气压的关系分为10级，按表B.1确定。«B.l海拔与气压的关系海拔m0100020002500300035004000450050005500气压kPa101.389.879.474.670.065.761.657.754.050.5附录C（规范性）均匀升压法覆冰闪络试验程序C.1概述均匀升压法覆冰闪络试验程序有程序A和程序B两种。C.2程序A:50%平均闪络电压法C.2.1模拟高海拔地区环境条件时，应将人工气候室气压抽至对应海拔的气压，海拔与气压关系按照附录B的规定。C.2.2绝缘子覆冰厚度达到预定值，采用均匀升压法对其施加持续增加的试验电压，直至绝缘子串发生闪络。C.2.3如一次闪络后，覆冰绝缘子串表面的冰层没有明显脱落，连接绝缘子串间的冰柱没有断裂和脱落时，可间隔3min5min后，继续进行下一次升压闪络试验。C.2.4通常情况下，每串覆冰绝缘子串的闪络次数为3次5次，取闪络电压值中与平均闪络电压值偏差不大于15%的所有闪络电压的平均值（UaVe）。C.2.5重复以上试验至少10次，50%平均闪络电压（Us。,ave）及其标准偏差（。）分别按公式（C.1）、公式（C.2）计算：式中：Uo50%平均闪络电压，单位为千伏（kV）;U第i串闪络电压的平均值，单位为千伏（kV）;N有效试验的次数，单位为次。（C.2）式中：。一标准偏差，单位为千伏（kV）。C.3程序B:50%最低闪络电压法C.3.1模拟高海拔地区环境条件时，应将人工气候室气压抽至对应海拔的气压，海拔与气压关系按照附录B的规定。C.3.2绝缘子覆冰厚度达到预定值，采用升压法对其施加持续增加的试验电压，不断地进行绝缘子串重复发生闪络。C.3.3每次试验间隔3min5min,绝缘子表面冰层完全融化和完全脱落则终止试验，取其中最小闪络电压值作为1个试验数据点UminoC.3.4重复以上试验至少10次，50%最低闪络电压（USOmn）及其标准偏差（。）分别按公式（C.3）、公式（C.4）计算：(C.3)式中:Uo50%最低闪络电压值，单位为千伏（kV）;U,第i串最小闪络电压值，单位为千伏（kV）;N有效试验的次数，单位为次。(CA)式中：。一标准偏差，单位为千伏（kV）。