路径: 主页 > GB/T > 第112页 > GB/T 32586-2016 | 标准编号 | GB/T 32586-2016 (GB/T32586-2016) | | 中文名称 | 轨道交通 地面装置 电力牵引架空接触网系统用复合绝缘子的特定要求 | | 英文名称 | Railway applications -- Fixed installations -- Specific requirements for composite insulators used for overhead contact line systems for electric traction | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | S82 | | 国际标准分类 | 29.280 | | 字数估计 | 21,255 | | 发布日期 | 2016-04-25 | | 实施日期 | 2016-11-01 | | 引用标准 | GB/T 528; GB/T 1402-2010; GB/T 6553; GB/T 22079-2008; GB/T 25084-2010; GB/T 26218.1-2010; GB/T 26218.3-2011; GB/T 32350.1-2015; GB/T 32578; IEC 60826; IEC 61109-2008; IEC 61952-2008; ISO 34-1 | | 采用标准 | IEC 62621-2011, MOD | | 标准依据 | 国家标准公告2016年第7号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了轨道交通电力牵引架空接触网系统用复合绝缘子(以下简称绝缘子)的特性、试验、标志、包装、运输、安装和维护保养。本标准规定了产品特性、试验方法和验收准则。本标准适用于标称电压高于1000V交流电压或不小于1500V直流电压的绝缘子。对于超出本标准规定的高扭转负荷的特殊应用, 由供需双方协商确定临界负荷布局的试验。本标准适用于3.1定义的复合绝缘子, 不包括其他聚合物绝缘子。本标准适用于新建或改建的电力牵引架空接触网系统绝缘子的设计和制造。本标准的试验用于指导供需双方检测轨道交通环境下的绝缘子产品性能, | GB/T 32586-2016
Railway applications - Fixed installations - Specific requirements for composite insulators used for overhead contact line systems for electric traction
ICS 29.280
S82
中华人民共和国国家标准
轨道交通 地面装置 电力牵引架空
接触网系统用复合绝缘子的特定要求
2016-04-25发布
2016-11-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 架空接触网系统复合绝缘子的特性 2
4.1 概述 2
4.2 工作条件 2
4.3 电气性能 3
4.4 爬电距离 3
4.5 机械性能要求 4
4.6 腐蚀性 4
4.7 燃烧安全性 4
4.8 起痕和蚀损 4
4.9 电弧保护 4
4.10 分段绝缘器 5
5 试验 5
5.1 总则 5
5.2 设计试验 5
5.3 型式检验 6
5.4 抽样试验 7
5.5 出厂检验 7
6 标志 7
7 包装、运输、安装和维护保养 7
附录A(资料性附录) 用户要求 9
附录B(资料性附录) 复合绝缘子的破坏负荷极限、负荷之间的关系和试验原理 10
附录C(资料性附录) 非标准机械负荷和动态机械负荷指南 13
附录D(资料性附录) 组合负荷下等值弯矩的确定 15
参考文献 17
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准使用重新起草法修改采用IEC 62621:2011《轨道交通 地面装置 电力牵引 架空接触网
系统用复合绝缘子的特定要求》。
本标准与IEC 62621:2011相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款的页边空白处用垂直单线
(︱)进行标示。本标准与IEC 62621:2011的技术性差异及其原因如下:
---修改了复合绝缘子直流电压适用范围以适用于地铁(见第1章)。
---关于规范性引用文件,本标准做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的情
况集中反映在第2章“规范性引用文件”中。具体调整如下:
● 用GB/T 528代替ISO 37(见表2);
● 用GB/T 1402-2010代替IEC 60850:2007(见4.2);
● 用GB/T 6553代替IEC 60587(见表2);
● 用GB/T 22079-2008代替IEC 62217:2005(见4.2和表2);
● 用GB/T 25084-2010代替IEC 61467:2008(见4.9和4.10);
● 用GB/T 26218.1-2010代替IEC 60815-1:2008(见4.2和4.4);
● 用GB/T 26218.3-2011代替IEC/T S60815-3:2008(见4.4);
● 用GB/T 32350.1-2015代替IEC 62497-1:2010(见4.2和4.3);
● 用GB/T 32578代替IEC 60913(见4.2、4.5和4.10)。
---修改了复合绝缘子的术语(见3.1)。
---修改了污秽等级和爬电距离要求,由执行IEC 62497-1:2010改为执行GB/T 26218.1-2010,
以适应国内高压电器和轨道交通行业(见第4章)。
本标准还做了以下编辑性修改:
---修改了标准名称结构,简化为《轨道交通 地面装置 电力牵引架空接触网系统用复合绝缘子
的特定要求》;
---删除了IEC 62621:2011的引言;
---修改了4.2的标题,由“环境条件”改为“工作条件”以适应内容位置调整(见第4章);
---修改了4.3的标题,由“供电电压和频率”改为“电气性能”以适应内容位置调整(见第4章);
---修改了4.3对电压和频率、线路的额定冲击电压以及线路的电气间隙等工作条件要求的位置,
移入4.2,因4.3仅为对复合绝缘子的性能要求(见第4章);
---删除了4.4的注5,因IEC 60815有关直流系统的部分尚未制定(见IEC 62621:2011的4.4);
---增加了D.3下级子条款编号,符合中文习惯(见附录D)。
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。
本标准由国家铁路局提出。
本标准由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC278)归口。
本标准主要起草单位:南车株洲时代新材料科技股份有限公司。
本标准参加起草单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司、中铁电气化局集团有限公司、中国铁道
科学研究院机车车辆研究所、中国电力科学研究院。
本标准主要起草人:王进。
本标准参加起草人:李红梅、王作祥、郭晨曦、吴光亚。
轨道交通 地面装置 电力牵引架空
接触网系统用复合绝缘子的特定要求
1 范围
本标准规定了轨道交通电力牵引架空接触网系统用复合绝缘子(以下简称绝缘子)的特性、试验、标
志、包装、运输、安装和维护保养。
本标准规定了产品特性、试验方法和验收准则。
本标准适用于标称电压高于1000V交流电压或不小于1500V直流电压的绝缘子。对于超出本
标准规定的高扭转负荷的特殊应用,由供需双方协商确定临界负荷布局的试验。
本标准适用于3.1定义的复合绝缘子,不包括其他聚合物绝缘子。
本标准适用于新建或改建的电力牵引架空接触网系统绝缘子的设计和制造。
本标准的试验用于指导供需双方检测轨道交通环境下的绝缘子产品性能,用户可提出其他试验以
验证特殊工作条件下绝缘子的适用性。
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,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 528 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定(GB/T 528-2009,ISO 37:2005,
IDT)
GB/T 1402-2010 轨道交通 牵引供电系统电压(IEC 60850:2007,MOD)
GB/T 6553 严酷环境条件下使用的电气绝缘材料 评定耐电痕化和蚀损的试验方法
(GB/T 6553-2014,IEC 60587:2007,IDT)
GB/T 22079-2008 标称电压高于1000V使用的户内和户外聚合物绝缘子 一般定义、试验方
法和接收准则(IEC 62217:2005,MOD)
GB/T 25084-2010 标称电压高于1000V的架空线路用绝缘子串和绝缘子串组 交流工频电
弧试验(IEC 61467:2008,MOD)
GB/T 26218.1-2010 污秽条件下使用的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(IEC/T S60815-1:2008,MOD)
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(IEC/T S60815-3:2008,MOD)
GB/T 32350.1-2015 轨道交通 绝缘配合 第1部分:基本要求 电工电子设备的电气间隙和
爬电距离(IEC 62497-1:2010,MOD)
GB/T 32578 轨道交通 地面装置 电力牵引架空接触网(GB/T 32578-2016,IEC 60913:
2013,MOD)
IEC 61109:2008 架空线路用绝缘子 标称电压高于1000V的交流系统用悬式/耐张复合绝缘
acceptancecriteria)
ISO 34-1 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 第1部分:裤形、直角形和新月形试样(Rub-
testpieces)
3 术语和定义
IEC 61109:2008和IEC 61952:2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
复合绝缘子 compositeinsulator
复合绝缘子应至少由两个绝缘部分组成,即装配有端部附件的芯棒和伞套构成。
注:例如复合绝缘子可由各单个伞群安装在芯棒上构成,此时中间护套可有也可无;或者,可将伞套整体或分成数
件,直接模压或浇注在芯棒上。
3.2
正常工作负荷(荷载) nominaldesignload
由用户规定的负荷,与日常持续动态负荷相关。
4 架空接触网系统复合绝缘子的特性
4.1 概述
复合绝缘子的绝缘芯棒承受机械负荷,聚合物伞套保护芯棒,负荷通过端部附件传递给芯棒。由于
复合材料和聚合物重量轻、抗损坏并耐污染,所以在架空接触网系统(包括分段绝缘器绝缘子和支持结
构)中广泛应用。不同的制造商采用不同的材料和结构设计,形成不同特性的产品。
轨道交通电力牵引架空接触网系统与普通电网不同,主要特点如下:
---通常穿越城区且高度较低,因而绝缘子容易损坏;
---在轨道车辆专用的、封闭狭小的桥梁隧道空间内,易受到强气流的冲击损坏和灰尘的污染;
---因临近轨道交通而容易受到污染;
---在隧道和桥梁下缺少雨水的自然洗涤;
---由于受电弓与接触网的接触,使绝缘子承受运动摩擦产生的负荷;
---受电弓高速运行可使聚合物伞套变形、撕裂和与芯棒分离,从而使分段绝缘器绝缘子承受机械
负荷和磨损(见4.10)。
设计试验给出了一系列试验方法,设计条件相同的绝缘子仅需进行一次试验。在轨道交通电力牵
引架空接触网系统已知的应力条件下,如果设计试验能尽可能模拟实际工作中时间、环境和气候对复合
绝缘子及其某些元件(如芯棒、伞套和界面等)的机械和电气性能的影响,试验得出的预期寿命将更为
准确。
对于受安装环境限制而得不到维护保养或者安装在恶劣环境中的复合绝缘子,应具备更强的电气
绝缘性能(如较高的临时和瞬态过压)和高水平的综合机械性能。这种情况下,应由供需双方对机械性
能和电气性能共同协商确定合理的安全系数。
4.2 工作条件
温度、湿度、振动、辐射和污染等环境条件严重影响绝缘子的电气和机械性能。应考虑伞套材料、界
面和暴露于环境中的芯棒的老化,以及端部附件的腐蚀。如果绝缘子应用于低温环境,还应考虑伞套材
料和界面的脆性。
注:当温度低于伞套材料的结晶温度或玻璃化转变温度时,会发生弹性损失。但如果温度上升,变化可逆。
绝缘子正常运行时的环境条件见 GB/T 22079-2008,户外安装的绝缘子的污秽等级见
GB/T 26218.1-2010。
供电电压和频率应符合GB/T 1402-2010。标准供电电压值(相对地电压)、地面供电系统标称电
压和与之相连的设备线路的绝缘电压应根据GB/T 1402-2010中表1要求设计。
用户应提供可能影响绝缘子设计的轨道交通电力牵引供电系统(包括运行要求)信息。
注:用户要求信息参见附录A。
由电力牵引接触网提供的线路额定冲击电压见GB/T 32350.1-2015中表A.2。架空线可看做内
在控制的一种情况,额定绝缘等级根据统计和风险确定。因此额定冲击电压等级宜选GB/T 32350.1-
2015中表A.2的值,但与该表中的绝缘电压和过电压等级一致性无关。
GB/T 32350.1-2015中表A.3给出了基于额定冲击电压的空气中的最小电气间隙,该最小电气间
隙是基于电极最恶劣的介电条件规定的。由于架空线具有不同的使用条件,对电气间隙的要求也不同,
具体可见GB/T 32578。
4.3 电气性能
复合绝缘子的雷电冲击耐受电压不应低于GB/T 32350.1-2015中规定的额定冲击电压,其湿工
频耐受电压不应低于GB/T 32350.1-2015规定的短时工频耐受电压。
4.4 爬电距离
绝缘子的电气特性由爬电距离、干电弧距离和伞裙的几何形状确定。统一爬电比距应依据系统的
最高持续电压、绝缘材料和污秽条件确定。为保障材料的使用寿命,制造商宜适当提高爬电距离。
绝缘子的形状和尺寸由用户提出的空间要求、机械和电气性能要求,以及已有设备的兼容性决定。
制造商可规定伞裙的几何形状。
在电气化线路下运行的内燃机车刹车会排放油污和含碳沉淀物,可造成对绝缘子的污染。应通过
规定内燃机车停靠位置等措施,确保燃烧排出物不接触绝缘子。
安装在桥梁下和隧道中的绝缘子缺乏雨水的自然洗涤,会发生污染物堆积。在对这种环境条件下
使用的绝缘子进行爬电距离和结构设计时,应考虑环境条件的影响和伞套材料性能的降低。如果绝缘
子与受电弓滑板接触,设计还应预留更大的爬电距离以适应受电弓的宽度(见4.10)。
环境条件、污秽等级和统一爬电比距要求见GB/T 26218.1-2010。
统一爬电比距宜满足下列要求:
---正常工作条件:24mm/kV~33mm/kV;
---非正常工作条件:36mm/kV~40mm/kV;
---苛刻工作条件: >48mm/kV。
注1:正常工作条件为低工业污染、低污染密度和没有高温引擎存在。
注2:非正常工作条件为高工业污染、工业废气、高污染密度、混合铁路、公路交通和频繁有雾存在。
注3:苛刻工作条件为临近大量的电气车间、化学工业和靠近海边频繁出雾的熔炼工作间。
注4:电气间隙和爬电距离,可由供需双方协商或在产品标准中适当减小。
复合绝缘子的材料和结构在某些方面比瓷绝缘子和玻璃绝缘子更有优势。相比于具有相同爬电距
离的瓷或玻璃绝缘子,复合绝缘子由于采用憎水迁移材料(HTM),耐污能力更强,在实现相同的耐污能
力或闪络的情况下,复合绝缘子的爬电距离可以更小。但相比于传统的绝缘材料,聚合物材料更易受环
境影响而老化,并且一定条件下,环境、电场和电弧作用可能会降低复合绝缘子耐污性能或使用寿命。
爬电距离和绝缘子长度的关系见 GB/T 26218.1-2010中9.4,聚合物伞套材料爬电距离的减小见
GB/T 26218.3-2011中5.2。
相同环境条件下,直流系统使用的复合绝缘子的统一爬电比距要求比交流系统的要求更高。
4.5 机械性能要求
由制造商定义的承受负荷应满足表1的机械性能要求。
表1 复合绝缘子相关机械性能要求
绝缘子类型 机械性能 定义
主要承受拉伸负荷 额定机械负荷(SML)/出厂检验负荷(RTL) 见IEC 61109:2008
主要承受弯曲负荷
额定弯曲负荷(SCL)/最大设计弯曲负荷(MDCL)/额定拉伸负荷
(STL)/出厂检验负荷(RTL)
见IEC 61952:2008
所有试验的最大工作负荷(静荷载和动荷载)应低于复合绝缘子的破坏负荷极限。额定机械负荷
(SML)至少为最大工作负荷的2.5倍,以确保复合绝缘子破坏负荷极限和运行负荷之间有充分的安全
裕量。IEC 60826和GB/T 32578给出了负荷和安全系数的计算方法。
注:MDCL可根据用户要求的任一角度变形或者弯曲变形规定来进行调整。
4.6 腐蚀性
应采取措施保护复合绝缘子端部附件以防止腐蚀,避免接触面发生电化学作用。
应注意对复合绝缘子端部连接面提供可靠的密封保护,避免发生水汽入侵、温度变化或单向电流引
起的化学作用或降解。
4.7 燃烧安全性
复合绝缘子不应出现持续自燃,比如进行工频电弧试验时不应出现持续自燃。储存、维护、爬电距
离和电压过载保护应选择使工频电弧产生的火花最小化的措施。
当绝缘子应用在特殊环境或设施中,特别是在隧道中和车站周围,应具有可靠的防火安全性能,并
对材料的燃烧性、烟雾散发和烟毒性方面作出规定。
燃烧性试验用于验证伞套材料在着火、火焰传播和自熄方面的性能。燃烧性能要求见第5章的测
试要求。
烟雾散发试验用于验证当绝缘子材料燃烧时烟雾散发的不透明度。
毒性试验用于确认绝缘子材料燃烧时烟雾散发的烟毒性。
4.8 起痕和蚀损
绝缘子在恶劣环境条件下,因表面泄漏电流和局部电弧可能会造成表面损坏。宜选用GB/T 22079-
2008规定的起痕和蚀损试验作为筛选试验,用于剔除不适用的材料或设计。
注1:补充信息参见GB/T 22079-2008附录C和CIGRE技术手册142册《聚合物绝缘子的自燃和人工老化以及污
秽试验》07,1999。
注2:老化试验的代表性、重复性和重现性审查已经在考虑中,即将在新的技术报告(由IEC/TC36制定)规定。同
时宜明确试验类型和试验参数。
4.9 电弧保护
金属附件的设计过程中应考虑工频电弧的热效应。金属附件的损坏主要由电路短路电流的幅值和
持续时间引起,可通过恰当的电弧保护设备设计来避免。
悬式/耐张和柱式绝缘子的工频电弧试验没有统一的要求。由于工频电弧试验的试验参数多并且
与试验布置、支撑体和电弧保护装置有关,可由供需双方协商确定工频电弧试验。
GB/T 25084-2010给出了绝缘子持续存在电弧条件下进行交流工频电弧试验的试验装置和试验
方法。
经常承受工频电弧的分段绝缘器和完整绝缘组件应进行工频电弧测试(见4.10)。
4.10 分段绝缘器
在轨道交通架空接触网中,牵引受电弓运行的接触线上设置空气间隙或绝缘子实现电气分段。多
种分段绝缘器可以使用复合绝缘子,以减小对受电弓的冲击和危害。
架空接触网中,与牵引受电弓接触的绝缘子的爬电距离要求更高,爬电距离大小取决于受电弓宽
度、供电电压和运行速度。当绝缘子的爬电距离要求超出本标准规定时,可由供需双方协商确定。
如果绝缘子表面覆涂层,不形成污垢堆积,可不进行污秽测试。如果绝缘子表面没有涂层,与受电
弓的反复摩擦产生污染物堆积,将引起闪络或表面性能的降低,应进行污秽测试。绝缘子设计、制定维
护保养指南及确定寿命周期时应满足以上原则。
经常承受工频电弧的分段绝缘器和完整绝缘组件应按照 GB/T 25084-2010中第8章规定或
GB/T 32578现场测试规定进行工频电弧试验,可使用放电角隙排除绝缘子工频电弧。
测试应符合第5章的规定。
5 试验
5.1 总则
悬式/耐张复合绝缘子的试验见IEC 61109:2008,线路柱式复合绝缘子的试验见IEC 61952:2008。
特殊工作条件下绝缘子的测试条件由供需双方协商确定。
5.2 设计试验
通过复合绝缘子的设计试验,可确定制造商的设计、材料和制造方法(工艺)的适宜性。
制造商可对同一类复合绝缘子进行设计试验,设计试验应包括以下内容:
---芯棒、伞套材料和制造方法;
---端部附件材料、设计和连接方法;
---芯棒上外套层厚度;
---芯棒的直径。
设计参数应标注在制造商设计图纸上,规定尺寸公差,并根据表2执行。......
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