| 标准编号 | GB/T 1408.1-2016 (GB/T1408.1-2016) | | 中文名称 | 绝缘材料 电气强度试验方法 第1部分:工频下试验 | | 英文名称 | Insulating materials -- Test methods for electric strength -- Part 1: Test at power frequencies | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K15 | | 国际标准分类 | 29.035.99 | | 字数估计 | 22,267 | | 发布日期 | 2016-12-13 | | 实施日期 | 2017-07-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 1408.1-2006 | | 标准依据 | 国家标准公告2016年第30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 | GB/T 1408.1-2016
Insulating materials--Test methods for electric strength--Part 1: Test at power frequencies
ICS 29.035.99
K15
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 1408.1-2006
绝缘材料 电气强度试验方法
第1部分:工频下试验
2016-12-13发布
2017-07-01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 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 试验意义 2
5 电极和试样 3
6 试验前的条件处理 6
7 周围媒质 7
8 电气设备 7
9 试验程序 8
10 升压方式 8
11 击穿判定 10
12 试验次数 10
13 试验报告 10
附录A(资料性附录) 试验数据和处理 18
参考文献 19
前言
GB/T 1408《绝缘材料 电气强度试验方法》分为以下3个部分:
---第1部分:工频下试验;
---第2部分:对应用直流电压试验的附加要求;
---第3部分:1.2/50μs冲击试验补充要求。
本部分为GB/T 1408的第1部分。
本部分代替 GB/T 1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法 第1部分:工频下试验》。与
GB/T 1408.1-2006相比主要技术变化如下:
---修改了“规范性引用文件”(见第2章,2006年版的第2章);
---增加了“球板电极”的试验要求(见5.2.1.3);
---增加了“弹性体”的试验要求(见5.2.6.2.4);
---增加了“固体材料中的试验”(见7.4);
---增加了“球板电极”的示意图[见图1c)];
---删除了附录B(见2006年版的附录B)。
本部分使用翻译法等同采用IEC 60243-1:2013《绝缘材料电气强度 试验方法 第1部分:工频下
试验》(第3版)。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
---GB/T 1981.2-2009 电气绝缘用漆 第2部分:试验方法(IEC 60464-2:2001,MOD)
---GB 2536-2011 电工液体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油(IEC 60296:2003,
MOD)
---GB/T 5471-2008 塑料 热固性塑料试样的压塑(ISO 295:2004,IDT)
---GB/T 7113.2-2014 绝缘软管 第2部分:试验方法(IEC 60684-2:2003,MOD)
---GB/T 9352-2008 塑料 热塑性塑料材料试样的压塑(ISO 293:2004,IDT)
---GB/T 10580-2015 固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件(IEC 60212:2010,
IDT)
---GB/T 15022.2-2007 电气绝缘用树脂基活性复合物 第2部分:试验方法(IEC 60455-2:
1998,MOD)
---GB/T 17037.3-2003 塑料 热塑性塑料材料注塑试样的制备 第3部分:小方试片(ISO
294-3:2002,IDT)
---GB/T 21218-2007 电气用未使用过的硅绝缘液体(IEC 60836:2005,IDT)
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会(SAC/TC301)归口。
本部分起草单位:苏州太湖电工新材料股份有限公司、烟台民士达特种纸业股份有限公司、机械工
业北京电工技术经济研究所、上海电缆研究所、株洲时代电气绝缘有限责任公司、桂林电器科学研究院
有限公司。
本部分主要起草人:陈昊、张春琪、郭振岩、王典新、徐晓风、夏俊峰、刘亚丽、曾智、张峻华、王一靓、
吴斌、王先锋。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 1408-1978、GB/T 1408-1989、GB/T 1408.1-1999、GB/T 1408.1-2006。
绝缘材料 电气强度试验方法
第1部分:工频下试验
1 范围
GB/T 1408的本部分提出了测定固体绝缘材料工频(即48Hz~62Hz)短时电气强度的试验方法。
本部分规定了用液体和气体作为固体绝缘材料试验时的浸渍剂或周围媒质,但不适用于液体和气
体的试验。
注:本部分包括测定固体绝缘材料表面击穿电压的方法。
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。
ISO 294-1 塑料 热塑性材料注塑试样 第1部分:一般原理及多用途模塑件和条形试样(Plas-
ISO 294-3 塑料 热塑性材料注塑试样 第3部分:小型平板(Plastics-Injectionmouldingof
IEC 60455-2 电气绝缘用无溶剂可聚合树脂复合物规范 第2部分:试验方法(Specificationfor
oftest)
IEC 61099 绝缘液体 电工用未使用过的合成有机酯规范(Insulatingliquids-Specificationsfor
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电气击穿 electricbreakdown
当试样承受电应力作用时,其绝缘性能严重损失,由此引起试验回路电流促使相应的回路断路器
动作。
注:击穿通常是由试样和电极周围的气体或液体媒质中的局部放电引起,并使得小电极(或两电极,如果两电极直
径相同的话)边缘的试样遭到破坏。
3.2
闪络 flashover
在电应力作用下,试样和电极周围的气体或液体媒质绝缘性能丧失,由此引起的试验回路电流促使
响应的回路断路器动作。
注:出现碳化通道或试样内穿孔,则表明发生击穿,否则为闪络。
3.3
击穿电压 breakdownvoltage
3.3.1
3.3.2
(在逐级升压试验中)试样承受住的最高电压,在该电压水平下,整个时间内试样不发生击穿。
3.4
电气强度 electircstrength
在规定的试验条件下,击穿电压与施加电压的两电极之间距离的商。
注:除另有规定外,建议按5.5规定测定两试验电极之间的距离。
4 试验意义
按本部分得到的电气强度试验结果,能用来检测由于工艺变更、老化条件或其他制造或环境情况而
引起的性能相对于正常值的变化或偏离,一般不推荐用于直接确定在实际应用中的绝缘材料的性能
状态。
材料的电气强度测量值可能受以下多种因素影响,包括:
a) 试样状态:
1) 试样厚度和均匀性,以及是否存在机械应力;
2) 试样的预处理,特别是干燥和浸渍过程;
3) 是否存在气隙、水分或其他杂质。
b) 试验条件:
1) 施加电压的频率、波形和升压速度或加压时间;
2) 环境温度、气压和湿度;
3) 电极形状、电极尺寸及其导热系数;
4) 周围媒质的电、热特性。
在研究还没有实际经验的新材料时,应该考虑到所有这些有影响的因素。本部分规定了一些特定
的条件,以便迅速地判别材料,并可用以进行质量控制和类似的目的。
用不同方法得到的结果是不能直接相比的,但每一结果可提供关于材料电气强度的资料。大多数
材料的电气强度随着电极间试样厚度的增加而减小,随电压施加时间的增加而减小。
大多数材料测得的电气强度受到击穿前的表面局部放电强度和时间的显著影响。为设计在升压直
到试验电压过程中不发生局部放电的电气设备,应知道材料击穿前无放电的电气强度,但本部分的方法
通常不适用提供这方面资料。
具有高电气强度的材料未必能耐长时期的劣化过程,例如热老化、腐蚀或由于局部放电而引起化学
腐蚀或潮湿条件下的电化学腐蚀,而所有这些过程都可导致材料在运行中于低得多的电场强度下失效。
5 电极和试样
5.1 通则
金属电极应始终保持光滑、清洁和无缺陷。对板材和片材进行试验时,电极装置应垂直于试样表面
见图1。
注:当对薄试样进行试验时,电极的维护尤其重要。为了在击穿时尽量减小电极损伤,优先采用不锈钢电极。
接到电极上的导线既不应使得电极倾斜或其他移动或使得试样上压力变化,也不应使得试样周围
的电场分布受到显著影响。
试验非常薄的薄膜(例如,厚度小于5.0μm)时,这些材料的产品标准应规定所用的电极、操作的具
体程序和试样的制备方法。
5.2 垂直于非层叠材料表面和垂直于层叠材料层向的试验
5.2.1 板材和片状材料(包括纸板、纸、织物和薄膜)
5.2.1.1 不等直径电极
电极由两个金属圆柱体组成,其边缘倒圆成半径为(3.0±0.2)mm的圆弧。其中一个电极的直径
为(25.0±1.0)mm,高约25.0mm;另一个电极为直径(75.0±1.0)mm,高约15.0mm。两个电极同轴,
误差在2.0mm内,如图1a)所示。
注:未与电极接触部分的试样半径对结果不是至关重要,但应避免其在周围媒质中的局部放电。
5.2.1.2 等直径电极
如果使用一种可使上下电极准确对中(误差在1.0mm内)放置的装置,则下电极直径可减小到
(25.0±1.0)mm,两电极直径差不大于0.2mm,如图1b)所示。这样测得的结果未必同5.2.1.1不等直
径电极测得的结果相同。
5.2.1.3 球板电极
电极由一个球体和一个金属板组成,其中上电极为直径(20.0±1.0)mm 的球体,下电极为直径
(25.0±1.0)mm的金属板,其边缘倒圆成半径为2.5mm的圆弧。上下电极同轴,误差在1.0mm内,如
图1c)所示。
5.2.1.4 厚样品的试验
当有规定时,厚度超过3.0mm的板材和片材应单面机械加工至(3.0±0.2)mm的厚度。然后,试
验时将高压电极置于未加工的面上。
为了避免闪络或受现有设备限制,必要时可根据需要,通过机械装置将试样厚度加工的更薄。
5.2.2 带、薄膜和窄条
两个电极为两根金属棒,每根直径为(6.0±0.1)mm,垂直安装在夹具内,使一个电极在另一个电极
上面,试样夹在棒的两个端面之间。
上下电极应同轴,误差在0.1mm内。两电极端面应与其轴向相垂直,端面的边缘半径为(1.0±
0.2)mm。上电极质量为(50.0±2.0)g且应能在夹具内的垂直方向自由移动。
图2示出了一种合适的装置。如果需要使试样在拉伸状态下进行试验,则应将试样夹在架子中,使
试样放在如图2所示的规定的位置上。为达到所需的拉伸,方便的方法是将试样一端缠在旋转的圆
棒上。
为了防止窄条边缘发生闪络,可用薄膜或其他薄的绝缘材料条搭盖在窄条边缘并夹住试样。此外,
电极周围还可以采用防弧密封圈,只要电极和密封圈之间留有1.0mm~2.0mm的环状间隙。下电极
与试样之间的间隙(在上电极与试样接触之前)应小于0.1mm。
注:对薄膜的试验,见IEC 60674-2。
5.2.3 软管和软套管
按IEC 60684-2进行试验。
5.2.4 硬管(内径100mm及以下)
外电极是(25.0±1.0)mm宽的金属箔带。内电极是与内壁紧配合的导体,例如圆棒、管、金属箔或
充填直径0.75mm~2.0mm的金属球,使与管材的内表面有良好接触。内电极的每端应至少伸出外电
极25mm。
当无不利影响时,可用凡士林将金属箔贴到试样的内外表面。
5.2.5 管类和空心圆筒(内径大于100mm)
外电极是(75.0±1.0)mm宽的金属箔带,内电极是直径(25.0±1.0)mm的圆形金属箔,金属箔应
相当柔软使之足以适应圆筒的曲率,装置如图3所示。
5.2.6 浇注及模塑材料
5.2.6.1 浇注材料
按IEC 60455-2制样和试验。
5.2.6.2 模塑材料
5.2.6.2.1 通则
应用一对球电极,每个球的直径为(20.0±0.1)mm,在排列电极时,要使得它们共有的轴线与试样
平面垂直(见图4),如果试样是弹性体,应按5.2.1.3中的球板电极[见图1c)]。
5.2.6.2.2 热固性材料
厚度为(1.0±0.1)mm的试样,可按ISO 295压缩模塑成型或按ISO 10724注塑成型,其侧面尺寸
应足以防止闪络(见5.4)。
如果不能应用(1.0±0.1)mm厚的试样,则可用(2.0±0.2)mm厚的试样。
5.2.6.2.3 热塑性材料
应用按ISO 294-1和ISO 294-3中D1 型注塑成型试样,尺寸为60mm×60mm×1mm。如果该
尺寸不足以防止闪络(见5.4)或按有关材料标准规定要求用压缩模塑成型试样,此时应按ISO 293压塑
成型的平板试样,其直径至少100.0mm,厚(1.0±0.1)mm。
注塑或压塑的条件见有关材料标准。如果没有可适用的材料标准,则这些条件应经供需双方协商。
5.2.6.2.4 弹性体
应用厚度为(1.0±0.1)mm 的试样,这些试样按标准条件成型,其侧面尺寸应足以防止闪络
(见5.4)。如果没有有效的标准,则这些条件应经供需双方协商。
对于电极装置,应使用5.2.1.3中的球板电极[见图1c)]。至于硬度低的弹性体,例如硅橡胶,应分
别使用适当的浇注材料,作为填充材料或周围媒质。
5.2.7 硬质成型件
对不能将其置于平面电极间的成型绝缘件,应采用对置的等直径球电极。通常用作这类试验的电
极直径为12.5mm或20.0mm(见图5)。
5.2.8 清漆
按IEC 60464-2进行试验。
5.2.9 充填胶
电极是两个金属球,每个球的直径12.5mm~13.0mm。水平同轴放置,除另有规定外,彼此相隔
(1.0±0.1)mm并都嵌入填充胶内。应注意避免出现空隙,特别避免两电极间的空隙。由于用不同的
电极距离得到的结果不能直接相比,因此应在材料规范和试验报告中注明间隙长度。
5.3 平行于非叠层材料表面和平行于叠层材料层向的试验
5.3.1 通则
如不必区分击穿是贯穿试样的击穿还是沿试样表面的击穿,则可使用5.3.2或5.3.3的电极,而
5.3.2的电极应被优先采用。
当要求防止表面破坏时,应采用5.3.3的电极。
5.3.2 平行板电极
5.3.2.1 板材和片材
试验板材和片材时,试样厚度为被试材料厚,试样为长方形,长(100±2)mm,宽(25.0±0.2)mm。
试样间长向侧面应切成垂直于材料表面的两个平行平面。试样夹在金属平行板之间,两金属板相距
25mm,厚度不小于10mm,作为两电极,电压施加在金属板上。对于薄材料可以用两个或3个试样恰
当地放置,即使它们的长向侧面形成合适的角度,以支撑上电极。电极应有足够大的尺寸,以覆盖试样
边缘至少超过试样各边15mm,要注意保证试样两侧面的整个面积均与电极良好的接触。电极的边缘
应适当倒圆,半径为3mm~5mm,以避免电极的边与边之间的闪络(见图6)。
如果现有设备不能使试样击穿,则可以将试样宽度减少至(15.0±0.2)mm或(10.0±0.2)mm。试
样宽度的这种减少,须在报告中予以特别说明。
这种电极仅适用于厚度至少为1.5mm的硬质材料的试验。
5.3.2.2 管材和圆筒
试验管材和圆筒时,试样应为一个完整的环或圆弧长度为100mm的一段环,其轴向长度为(25±
0.2)mm。试样两端应加工成垂直于管或圆筒轴的两个平行面。将试样放在两平行板之间按5.3.2.1所
述的板材和片材的试验法进行试验。必要时可用2个~3个试样来支撑上电极。电极应有足够大的尺
寸以使电极覆盖试样至少超过试样各边15mm,应保证试样两侧面的整个面积均与电极良好接触。
5.3.3 锥销电极
在试样上垂直试样表面钻两个相互平行的孔,两孔中心距离为(25±1)mm。两孔的直径这样来确
定:用锥度约2%的铰刀扩孔后每个孔的较大的一端的直径不小于4.5mm而不大于5.5mm。
钻孔的两孔完全贯穿试样,或如果试样是大管子,则孔仅贯穿一个管壁,并在孔的整个长度上用铰
刀扩孔。
在钻孔和扩孔时,孔周围的材料不应有任何形式的损坏,如劈裂、破碎或碳化。
用作电极的锥形销的锥度为(2.0±0.02)%并将其压入,但不要锤打两孔,以使它们能紧密配合,并
突出试样每一面至少2mm(见图7)。
这类电极仅适用于试验厚度至少为1.5mm的硬质材料。
5.3.4 平行圆柱形电极
对厚度大于15mm的具有高电气强度的试样进行试验时,将试样切成100mm×50mm,并如图8
所示钻两个孔,每个孔的直径比圆柱形电极的直径大0.1mm 或以下。圆柱形电极直径为(6.0±
0.1)mm,并有半球形端部。每个孔的底部是半球形以便与电极端配合,使得电极端部和孔的底部之间
间隙在任何点都不超过0.05mm。如果在材料规范中没有另外规定,则两孔沿其长度的侧面相距应是
(10±1)mm,每孔应延伸到离相对的表面(2.25±0.25)mm以内。两种任选形式的通风电极如图8所
示。当使用带小槽的电极时,这些小槽的位置应与电极间的间距正好相反。
5.4 试样
除了上述各条中已叙述过的有关试样的情况外,通常还要注意下面几点:
a) 制备固体材料试样时,应注意与电极接触的试样两表面要平行,而且应尽可能平整光滑;
b) 对于垂直于材料表面的试验,要求试样有足够大的面积以防止试验过程中发生闪络;
c) 对于垂直于材料表面的试验,不同厚度的试样其结果不能直接相比(见第4章)。
5.5 电极间距离
用来计算电气强度的两电极间距离值应为下列之一(按被试材料的规定):
a) 标称厚度或两电极间距离(除非另有规定,一般均采用此值);
b) 对于平行于表面的试验,为试样的平均厚度或两电极间的距离;
c) 在每个试样上击穿点附近直接测得的厚度或两电极间的距离。
6 试验前的条件处理
绝缘材料的电气强度随温度和水分含量而变化。若被试材料已有规定,则应遵循该规定。除非另
有商定条件,试样应在温度为(23±2)℃、相对湿度为(50±5)%条件下,即在IEC 60212规定的标准环
境大气中处理不少于24h。
7 周围媒质
7.1 通则
材料应在为防止闪络而选取的周围媒质中试验。符合IEC 60296的变压器油、IEC 60836的硅液
体、IEC 61099的酯液体或适当的浇注材料可以作为适用的媒质。且周围媒质在试验时与材料不应有
显著的相互作用,如在试验过程引起膨胀。
对击穿电压值相对较低的试样,可在空气中试验,特别是如果要在高温下进行试验,应注意即使在
中等的试验电压下,在电极边缘的放电也会对测试值造成很大影响。
如果试图在另一种媒质中对某种材料的性能进行试验评定,则可以应用这种媒质。
选取对试验材料危害影响最小的媒质。
周围媒质对试验结果可能有很大影响,特别是对易吸收的材料,如纸和纸板,因此应在试样制备程
序中确定全部的必要步骤(例如,干燥和浸渍),以及试验过程中周围媒质的状态。
须有足够的时间让试样和电极达到所要求的温度,但有些材料会因长期处于高温而受到影响。
7.2 高温空气中试验
在高温空气中试验时,可在任何设计合理的烘箱中进行,烘箱要有足......
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