CN105606961B - 复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法。其特征在于，包括如下步骤：(1)将待测试的硅橡胶材料制成长方体试样(1)，并将试样(1)进行编号；(2)配置出三种不同成分的污秽；(3)将得到的三种污秽分别喷涂在三块试样(1)上，干燥；(4)逐一将喷涂了污秽的三块试样(1)安装在加压平台上，加压到指定电压后，开始计时，并保持电压恒定15min，期间控制环境温度28℃，相对湿度65‑70％，观察放电现象并且记录高压端电流。本发明可以对特殊污秽条件下运行的硅橡胶复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能进行判定和甄选，且该方法考虑了特殊污秽条件对复合绝缘材料表面沿面放电产生的影响，等价性良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法。
背景技术
硅橡胶材料是电力系统中常用的绝缘材料，广泛使用于复合绝缘子、防污闪涂料、电缆终端附件等。但是硅橡胶是一种有机高分子材料，在长期的运行中容易受到电场、光照、湿度等因素的作用而发生老化。而漏电起痕和电蚀损问题是复合绝缘材料老化与否的主要因素。因此，复合绝缘材料的耐漏电起痕的加速老化试验十分重要。然而，材料表面的漏电起痕可能由多种形式的放电引起，在实验室中进行加速老化试验，最大限度地还原材料自然老化过程，是非常困难的。
硅橡胶材料表面的漏电起痕主要由两种方式引起，一种是具有一定电导率的污液在材料表面形成放电通道，电解液主导了漏电起痕的过程，另一种是无水试验，即漏电起痕不受电解液的影响，由场强畸变、污秽等引起材料表面的漏电起痕和电蚀损。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，能够通过模拟特殊污秽引起材料表面漏电起痕的过程，进行对硅橡胶材料漏电起痕及电蚀损的人工加速老化试验，从而评价硅橡胶复合材料的漏电起痕及电蚀损性能。
一种复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
(1)将待测试的硅橡胶材料制成长方体试样，并将试样进行编号；
(2)配置出三种不同成分的污秽；
(3)将得到的三种污秽分别喷涂在三块试样上，干燥；
(4)逐一将喷涂了污秽的三块试样安装在加压平台上，施加电压，加压到指定电压后，开始计时，并保持电压恒定15min，期间控制环境温度28℃，相对湿度65-70％，观察放电现象并且记录高压端电流；
当下列两种情况发生时试验达到终点并提前结束：
情况a：当通过试样的电流即试验回路中的电流大于等于60mA时达到终点，此时切断电源，并判定材料未通过此电压等级的考核水平；
情况b：观察放电痕迹，当电蚀损痕迹长度达到25mm时达到终点，此时切断电源，并判定材料未通过此电压等级的考核水平；
否则待加压时间满15min后，切断电源，并判定材料通过此电压等级的考核水平；
(5)取通过此电压等级考核水平的试样，测量电痕长度及深度：通过测量得到试样电蚀损的电痕总长L，即试样表面所有深度大于0.1mm、材料颜色发生变化并且析出白色粉末的蚀损痕迹长度之和；通过测量得到试样电蚀损的最大深度H，将L和H作为试样蚀损严重程度的评判标准进行判定即可。
步骤(5)中进行判定具体是指对试样的耐漏电起痕及电蚀损性能按照如下标准进行判定：在某一级试验电压等级下，当试样电蚀损的最大深度H小于1mm同时电痕总长L小于25mm，且在更高一级试验电压等级下试样电蚀损的最大深度H大于1mm或者电痕总长L大于等于25mm时，判定该试样耐漏电起痕及电蚀损性能为该试验电压等级下合格。
步骤(1)中试样尺寸为长120mm、宽50mm、厚6mm。
步骤(4)中指定电压具体是指6kV、8kV或10kV。
本发明提供了一种基于无水试验方法的硅橡胶绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其优点是是能够对特殊污秽条件下运行的硅橡胶复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能进行判定和甄选，且该方法考虑了特殊污秽条件对复合绝缘材料表面沿面放电产生的影响，等价性良好。
附图说明
附图1为本发明中安装电极2后的试样1结构示意图；
附图2为本发明中加压平台的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种应用于特殊污秽条件下复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其原理如下：
(1)利用特殊人工污秽成分引起材料表面漏电起痕及电蚀损。
(2)判定方法适用于复合绝缘材料的耐漏电起痕及电蚀损性能评价。
(3)使用的测量设备包括：10kV可调变压器，磁力加热搅拌器，深度规，游标卡尺，特制电极2，以及用于擦拭硅橡胶材料的无水乙醇、棉签。
(4)对硅橡胶材料表面的电蚀损严重程度主要通过电痕的长度与深度进行表征，电痕越深越长说明材料的电蚀损越严重。
(5)使用特制电极2形成材料表面局部电场畸变点，该电极2与材料表面垂直安装，在接触点处发展电弧并蚀损材料。
(6)使用硅藻土、氯化钠、碳单质、镍粉等人工污秽模拟含有煤粉、矿石粉尘、金属颗粒物等特殊污秽成分的自然积污。将人工污秽喷涂在材料表面模拟特殊污秽引起材料表面漏电起痕及电蚀损的现象。
(7)根据试样1表面施加的电压水平以及污秽严重水平衡量材料表面的漏电起痕严重程度，根据试样1表面电痕长度及深度衡量材料电蚀损严重程度，依次对硅橡胶复合绝缘材料的漏电起痕及电蚀损性能进行判定。
实施例1：
(1)硅橡胶复合材料制样：将硅橡胶材料制成长方体试样1，试样1尺寸为长120mm*宽50mm*厚6mm。保持试样1表面洁净、干燥。
(2)安装电极2：电极2共3件，其中两件为GB/T 6553中规定的试验电极2并且在该两件电极2的基础(即其底部与试样1接触处)上增加一个长方体部分，以使材料表面电场发生畸变从而引起局部放电点。所用的加压平台是在GB/T6553中规定的试验电极2的情况下搭建的试验用加压平台。
(3)人工污秽配置：选用了四种材料分别模拟污秽的不同成分，其中不仅有常规的硅藻土和氯化钠，还有模拟特殊污秽成分的碳单质及金属镍，配置过程将硅藻土(主要成分为SiO2)、氯化钠、碳单质(纯度为97％，杂质为灰)、镍粉(纯度99.999％)按照下表中记载的比重混合，使用磁力加热搅拌器充分混匀。
上表中的A1、A2、A3，是不同污秽类型，单独使用，不可混用。Nc％是指将C和Ni的比重之和，指人工污秽中可导电的元素的比重百分比。
(4)人工染污：将人工污秽使用粉尘类喉头喷雾器喷涂(不加入任何溶剂，使用的是粉尘喷头)在试样1上，污秽始终保持干燥(喷涂后自然干燥，即自然环境下自然干燥)。根据试样1尺寸，在三块试样1中50 50mm的面积上喷100mg的A类(分别喷涂A1、A2、A3)人工污秽时可达到ESDD为1.33mg/cm2，NSDD为2.67mg/cm2的水平。
(5)施加电压：将喷涂了人工污秽的试样1安装在加压平台上，施加电压，加压到指定电压后，开始计时，并保持电压恒定15min。试验环境28℃，相对湿度65-70％。观察放电现象，记录高压端电流。平面法采用两种判断标准确定试验终点：
1)当高压回路中通过试样1的电流超过60mA时达到了终点，此时电流装置切断电源，并判定材料未通过此电压等级的考核水平。
2)当放电痕迹达到25mm时达到终点，此时切断电源，判定材料未通过此电压等级的考核水平。
如达到25mm则判定该材料不合格，若没有达到25mm并且电流也没有超过60mA，加压15min后停止测量其深度和长度，视为合格进入综合判定。
不同电压等级与污秽条件对应情况如下：
(6)测量电痕长度及深度：(每一试都要测量)测量试样1电蚀损的电痕总长L，即试样1表面所有深度大于0.1mm、材料颜色发生变化、析出白色粉末的(三个条件同时满足)蚀损痕迹长度；测量试样1电蚀损最大深度H，将L和H作为试样1蚀损严重程度的评判标准。
(7)耐漏电起痕及电蚀损性能判定：在某一试验电压等级下，如试样1的电蚀损深度H小于1mm且电痕总长小于25mm时，且在更高一级试验电压等级下试样1电蚀损深度大于1mm或电痕总长大于等于25mm时，判定该试样1耐漏电起痕及电蚀损性能为该试验电压等级(合格)。
(8)对判定为10kV耐漏电起痕及电蚀损性能(合格)的硅橡胶复合材料，该材料的耐漏电起痕及电蚀损性能优异，适用于E级及以下污秽度等级区。对判定为8kV耐漏电起痕及电蚀损性能(合格)的硅橡胶复合材料，该材料的耐漏电起痕及电蚀损性能良好，适用于D级及以下污秽度等级区。对判定为6kV耐漏电起痕及电蚀损性能(合格)的硅橡胶复合材料，材料的耐漏电起痕及电蚀损性能有待加强，适用于C级及以下污秽度等级区。对判定未通过6kV漏电起痕及电蚀损性能的硅橡胶复合材料，该材料的耐漏电起痕及电蚀损性能差，适用于B级及以下污秽度等级区。
Claims (3)
1.一种复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将待测试的硅橡胶材料制成长方体试样（1），并将试样（1）进行编号；
（2）配置出三种不同成分的污秽；
（3）将得到的三种污秽分别喷涂在三块试样（1）上，干燥；
（4）逐一将喷涂了污秽的三块试样（1）安装在加压平台上，施加电压，加压到指定电压后，开始计时，并保持电压恒定15 min，期间控制环境温度28℃，相对湿度65-70%，观察放电现象并且记录高压端电流；
当下列两种情况发生时试验达到终点并提前结束：
情况a：当通过试样（1）的电流即试验回路中的电流大于等于60 mA时达到终点，此时切断电源，并判定材料未通过此电压等级的考核水平；
情况b：观察放电痕迹，当电蚀损痕迹长度达到25 mm时达到终点，此时切断电源，并判定材料未通过此电压等级的考核水平；
否则待加压时间满15 min后，切断电源，并判定材料通过此电压等级的考核水平；
（5）取通过此电压等级考核水平的试样（1），测量电痕长度及深度：通过测量得到试样（1）电蚀损的电痕总长L，即试样（1）表面所有深度大于0.1mm、材料颜色发生变化并且析出白色粉末的蚀损痕迹长度之和；通过测量得到试样（1）电蚀损的最大深度H，将L和H作为试样（1）蚀损严重程度的评判标准进行判定即可；
步骤（5）中进行判定具体是指对试样（1）的耐漏电起痕及电蚀损性能按照如下标准进行判定：在某一级试验电压等级下，当试样（1）电蚀损的最大深度H小于1 mm同时电痕总长L小于25 mm，且在更高一级试验电压等级下试样（1）电蚀损的最大深度H大于1mm或者电痕总长L大于等于25mm时，判定该试样（1）耐漏电起痕及电蚀损性能为该试验电压等级下合格。
2.如权利要求1所述的复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其特征在于：步骤（1）中试样（1）尺寸为长120mm、宽50mm、厚6 mm。
3.如权利要求1所述的复合绝缘材料耐漏电起痕及电蚀损性能判定方法，其特征在于：步骤（4）中指定电压具体是指6kV、8kV或10kV。
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