5654液體絕緣材料

1、精選文檔液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量前言 本標準等同采用IEC 60247:2004液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量英文版)。為便于使用，本標準做了下列編輯性修改。a)用小數(shù)點符號.代替小數(shù)點符號，b)“本國際標準”一詞改為“本標準，;本標準代替GRIT 5654一1985液體絕緣材料工頻相對介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)和體積電阻率的測量。本標準與GB/T 5654一1985相比主要變化如下:a)本標準增加了“引言”及“規(guī)范性引用文件”章節(jié);h)在直流電阻率測量中，將“試驗電壓使液體承受200 V-300 V/mm.”改為“試驗電壓應(yīng)使液體承受250

2、V/”;將電化時間“50?！备臑椤?0。士2 s"將“注試樣7.5 min后開始測量”改為“不超過10 min開始測量，;C)本標準增加了RI 2,圖3,圖圖5a本標準的附錄A、附錄B、附錄C為資料性附錄。本標準由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本標準由全國絕緣材料標準化技術(shù)委員會(SACTC 51)歸口。本標準起草單位:桂林電器科學(xué)研究所。本標準主要起草人:王先鋒。本標準歷次版本發(fā)布情況為:GBIT 5654一1985。引言 健康和安全: 警告:本標準不涉及所有與使用有關(guān)的安全問題，使用本標準的人員有貴任建立合適的健康與安全規(guī)則，并在使用之前確定受規(guī)則限制的適用范圍。 環(huán)境: 本標準會導(dǎo)致產(chǎn)

3、生某些絕緣液體、化學(xué)品、使用過的樣品容器和油污染固體等問題，對這些物品的處置應(yīng)按相關(guān)法規(guī)進行，以減少對環(huán)境的影響和危害，并應(yīng)作好一切預(yù)防措施以防止這些液體因遺棄而污染環(huán)境。液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量1范圍 本標準規(guī)定了在試驗溫度下液體絕緣材料的介質(zhì)損耗因數(shù)、相對電容率和直流電阻率的側(cè)量方法。 本標準主要是對未使用過的液體做參考性試驗，但也適用于在運行中的變壓器一、電纜和其他電工設(shè)備中的液體。然而，本標準只適用于單相液體，當(dāng)做例行測量時可以采用簡化方法和附錄G所述的方法。 對于非碳氫化合物絕緣液體，則要求采用其他清洗方法.規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標準的引

4、用而成為本標準的條款.凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵很據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。 GB/T 1.409一2006固體絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法(IEC 64250:1969,MOD) GB/T 1410一zoos固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法(IEC 60493:1980，IDT) GB/T 21216一2007絕緣液體測量電導(dǎo)和電容確定介質(zhì)損耗因數(shù)的試驗方法(IEC 61620:1998

5、,IDT) IEC 60475液體電介質(zhì)取樣方法3術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標準。3. 1 (相對)電容率permittivity(relativ,e) 絕緣材料的相對電容率是一電容器的兩電極周圍和兩電極之間均充滿該絕緣材料時所具有的電容量C與同樣電極結(jié)構(gòu)在真空中的電容量q之比。 用該電極在空氣中的電容量氏代替q，對于側(cè)量相對電容率具有足夠的精確度。3. 介質(zhì)損耗因數(shù)(tans)dielectric dissipation factor (tan$) 絕緣材料的介質(zhì)損耗因數(shù)(tans)是損耗角的正切。 當(dāng)電容器的介質(zhì)僅由一種絕緣材料組成時，損耗角是指外施電壓與由此引起的電流之間的相位差

6、偏離/2的弧度。注:實際應(yīng)用中，切刀古測得值低于。.005時，tans和功率因數(shù)(PF)基本上相同?？捎靡粋€簡單的換算公式將兩者進行換算。功率因數(shù)是損耗角的正弦，功率因數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)之間的關(guān)系可表達為下式:無法識別GS/T 5654一2047/IEC 60247:2004 式中: PF功率因數(shù);tana介質(zhì)損耗因數(shù)。3.3直流電阻率(體積)d. c. resistivity (volume)絕緣材料的體積電阻率是在材料內(nèi)的直流電場強度與穩(wěn)態(tài)電流密度的比值。注:電阻率的單位是歐姆米(SZ·m)。4-4.2有干擾a）溫度b)電場強度的值 給定試樣的電阻率可受施加電場強度的影響。為了獲得

7、可比的結(jié)果，應(yīng)在近似相等的電壓梯度下進行測量，并應(yīng)在相同極性下進行，此時應(yīng)注明其梯度值和極性。 c?)電化時間 當(dāng)施加直流電壓時，由于電荷向兩電極遷移，流經(jīng)試樣的電流將逐漸減少到一極限值.一般規(guī)定電化時間為1 min，不同的電化時間可導(dǎo)致試驗結(jié)果明顯不同某些高粘度的液體可能需要相當(dāng)長的電化時間(見14.2)。4.3測量次序 將直流電壓施加在試樣上，會改變其隨后測量的工頻tan 6的結(jié)果.GS/T 5654一2007/IEC 60247:2004 當(dāng)在同一試樣上相繼測量電容率、損耗因數(shù)和電阻率時，工頻下測量應(yīng)在對試樣施加直流電壓以前進行。工頻試驗后，應(yīng)將兩電極短路1 min后再開始測量電阻率。4

8、.4導(dǎo)致錯誤給果的因累 雖然只有嚴重污染才會影響電容率.但微量的污染卻能強烈地影響tan 6和電阻率。 不可靠的結(jié)果通常是由于不適當(dāng)?shù)娜踊蛱幚碓嚇铀斐傻奈廴?、由未洗凈試驗池或吸收了水份，特別是存在不溶解的水份所引起. 在貯藏期間長久暴露在強光線下會導(dǎo)致電介質(zhì)劣化，采用所推薦液體樣品貯存和運輸以及試驗池的結(jié)構(gòu)和凈化的標準化程序，可使由污染引起的誤差減至最小。5儀器5.1試驗池 同一試驗池可用來測量電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率。適合于這些用途的試驗池應(yīng)符合如下要求。5.1，1試驗池應(yīng)設(shè)計成能容易拆洗所有的部件，并易于重新裝配而不致明顯地改變空池的電容量。同時試驗池還應(yīng)能在所要求的恒定溫度下

9、使用，并提供以所需精確度來測量和控制液體溫度的方法。外加熱的爐(或浴)或內(nèi)部電加熱的試驗池都可以使用。5.1.用來制造試驗池的材料應(yīng)是無氣孔的，并能經(jīng)受所要求的溫度，電極的中心對準應(yīng)不受溫度變化的影響。5.1.3與被試液體接觸的電極表面應(yīng)拋光如鏡面，以便清洗容易。液體和電極之間應(yīng)沒有相互的化學(xué)作用，它們也不應(yīng)受清洗材料的影響。用不銹鋼制造的試驗池(電極)對試驗所有類型的絕緣液體都是適用的，不應(yīng)使用鋁和鋁合金做電極，因為它們會被堿性的洗凈劑腐蝕.注:通常在表面上電鍍不如一種金屬制成的電極好。但表面鍍金、鎳或鍺，只要鍍得好并保持完好無損也可滿意地使用。殷鋼鍍鍺電極較好且具有較低熱膨脹的優(yōu)點。也可采

10、用在黃銅上鍍鎳或金和在不銹鋼上鍍鎳的電極。5.1.5保護電極和測量電極之間橫跨液面及固體絕緣材料的距離應(yīng)足夠大，以便能承受施加的試驗電壓。5.1.6符合5.1.1到5.1.5要求的任何試驗池均可使用，用于低戮度液體和施加電壓不超過2 000 V的試驗池見圖I-圖5。 三端試驗池提供了足以屏蔽測量電極的有效保護電極系統(tǒng)。當(dāng)進行極精密的電容率測量時應(yīng)選擇三端試驗池。在這種測量中，如有必要，還要求加上一個可拆卸的特殊屏蔽環(huán)，并與連接測量電極和電橋的同軸電纜的外層導(dǎo)體(屏蔽)相連接(見圖2)。 在用兩端試驗池時，引線屏蔽層通常是接到保護電極的。為了防止屏蔽層同任何其他表面接觸，應(yīng)將它牢牢地夾在電纜的絕

11、緣層上。當(dāng)用這樣的試驗池測量電阻率時，空池的絕緣撐環(huán)的電阻至少是被測液體電阻的100倍。同樣，在交流下測量介質(zhì)損耗因數(shù)也應(yīng)有相應(yīng)的比值。 對于較好的絕緣液體，可能由于絕緣撐環(huán)附加的損耗而改變測量值。為此，建議使用在兩電極間無任何固體絕緣材料支撐的試驗池，這樣的空試驗池的損耗因數(shù)在50 Hz時應(yīng)低于10-6.為了使與液體接觸表面的污染影響減到最小，建議采用具有電極表面面積與液體體積之比小的試驗池，例如小于5/cm圖一測量液體用三端試驗池示圖圖二，圖l試驗池的屏蔽示圖圖三試驗池的裝配圖圖五測量低損耗介電液體用的試驗池示圖5.2試驗箱 試驗箱應(yīng)能保持其溫度不超過規(guī)定值的士1'C，并有連接試驗

12、池的屏蔽線，試驗池應(yīng)完全與試驗箱接地外殼絕緣。5.3玻璃器皿 應(yīng)采用由硼硅玻璃做的普通化學(xué)玻璃器皿，例如:燒杯、量筒、滴管等，且用于操作試樣的所有玻璃器皿至少都應(yīng)按第6章規(guī)定的標準清洗并仔細干燥。5.4電容率和損耗因數(shù)的測量儀器 只要其測量精度和分辨率適合于被試樣品，可采用任何交流電容和介質(zhì)損耗因數(shù)測量儀器。交流電容電橋及試驗線路的示例與Gs/T 1409一2006中規(guī)定一致.5.5直流電阻率的測量儀器 只要其精度和分辨率適合于被試樣品，可采用任何儀器。合適的儀器和試驗線路與GB/T 1410一2006中規(guī)定一致。5.6 N時器 用于測量電化時間，準確到0.5s。5.7安全措施 危險警示應(yīng)確保

13、設(shè)備的安全裝置正常運行.6清洗用溶劑 用于清洗試驗池的溶劑應(yīng)至少是符合工業(yè)純要求的，其對試驗結(jié)果應(yīng)無影響，溶劑應(yīng)貯存在棕色的玻璃瓶里。 如果溶劑是以桶裝交貨的，應(yīng)過濾，過濾后的溶劑應(yīng)貯存在具有標記的茶色玻璃瓶里。 烴類溶劑，例如汽油沸點60'C-$0)、正庚烷、環(huán)已烷和甲苯，對清洗烴類油是合適的。對于有機醋液體，推薦用酒精清洗，對于硅液體，則用甲苯清洗。其他的絕緣液體，可能需要專用的溶劑清洗.7-7.2干擾無法轉(zhuǎn)換8取樣用于這些試驗的絕緣液體取樣應(yīng)按TEC 60475的規(guī)定進行。樣品應(yīng)在原先的容器內(nèi)儲存及運輸，而且應(yīng)避光。9樣品制備除非被試液體的規(guī)范中另有規(guī)定，否則無需進行過濾、干燥等

14、處理。 當(dāng)需要預(yù)熱試樣時，在倒出足夠的樣品用作其他試驗時，應(yīng)盡可能將余下的樣品在原來的樣品容器里預(yù)熱，此時，應(yīng)考慮液體的熱膨脹而留有足夠的空間，以避免容器破裂。 當(dāng)試樣必須移到其他容器內(nèi)時，這些容器應(yīng)是帶蓋燒杯或帶塞子的錐形玻璃燒瓶。并按第章要求進行清洗。 如果必須在室溫下進行試驗，則應(yīng)將原來樣品容器放在將要進行試驗的室內(nèi)，直至樣品達到室溫。當(dāng)需在高溫下進行試驗而試樣又不能在試驗池內(nèi)加熱時，試樣容器或輔助的容器要用塞子塞住，并保證在此容器內(nèi)有合適的體積足以滿足液體的熱膨脹，在烘箱里把它加熱到高于要求的試驗溫度510。 由于液體易氧化，因此加熱時間應(yīng)不超過1h, 若必須在一個單獨的烘箱內(nèi)加熱液體

15、，為防止污染影響，最好保證一個烘箱只用于一種類型的液體。 為了取到有代表性的試樣，在取樣之前，應(yīng)將容器傾斜并緩慢地旋轉(zhuǎn)液體幾次弓以使試樣均勻.用干凈的無絨布擦洗容器口，并倒出一部分液體樣品擦洗容器的外表面。10條件處理及試驗池充填試樣10.1試驗池的條件處理 在洗凈并于燥完電極后，注意不要用裸手接觸它們的表面，也應(yīng)注意放置試驗池部件的表面要很清潔，試驗池上面不要有水蒸汽或灰塵。 為了使試驗池的清洗程序?qū)﹄S后試驗的影響減到最小，很重要的一點是要對干燥清潔的試驗池進行預(yù)處理。即用下次的被試液體充滿試驗池兩次。對于高粘度液體，可能需要更長時間的預(yù)處理。10.2試驗池充填試樣 用一部分液體試樣刷洗試驗

16、池三次，然后倒出并倒掉液體。在刷洗試驗池時，若需要取出內(nèi)電極，應(yīng)注意防止在任何表面剩留液體，并防止塵粒聚集在試驗池的浸液表面。 重新充滿試樣，注意防止夾帶氣袍。將裝有試樣的試驗池加熱到所需試驗溫度，每個試驗溫度所需的時間取決于加熱方法，通常可能在10 min-60 min范圍.在達到所需試驗溫度的士1時，10 min。內(nèi)必須開始測試。 應(yīng)特別注意防止液體或試驗池的各部件與任何污染源相接觸. 在一種液體內(nèi)不呈活性的雜質(zhì)可能在另一種液體內(nèi)會因雜質(zhì)的遷移而呈現(xiàn)活性，因此最好限制一試驗池只用于一種類型的液體。應(yīng)盡可能地保證周圍大氣中不存在影響液體質(zhì)量的水蒸汽或氣體。11試驗溫度 這些試驗方法適合于在一

17、個很寬的a度范圍內(nèi)試驗絕緣液體，除非在特定液體的規(guī)范中另有規(guī)定，一般試驗應(yīng)在90下進行。12介質(zhì)損耗因數(shù)(tan-)的測量12.1試驗電壓 通常采用頻率40 Hz-62 Hz的正弦電壓。施加交流電壓的大小視被試液體而定，推薦電場強度為0. 03 kV/mm土A1kV/mm. 注:通常在上述頻率范周內(nèi)，可用下列公式從一個頻率的結(jié)果換算成另一個頻率的對應(yīng)值:公式未轉(zhuǎn)換12.2測量 試驗池非自動加熱，當(dāng)其溫度達到所要求試驗溫度的士I時，應(yīng)于10 min內(nèi)開始測量損耗因數(shù)。在測量時施加電壓。完成初次測量后(如果需要，也包括測量電容率和電阻率時)，倒出試驗液體。再用第二份試樣充滿試驗池，操作程序和第一次

18、相同，但省去制洗。重復(fù)測量，兩次測得的tan$值之差。應(yīng)不大于0.000 1加兩個值中較大的25%。 注:只有鑒定tans值較小的產(chǎn)品時才需要重復(fù)側(cè)量，例行試驗不需要重復(fù)測量。 如果不滿足上述要求，則繼續(xù)充填試樣測量，直直到相鄰兩次tan$測量值之差不超過0.000 1加兩個值中較大的25%為至，此時認為測量是有效的。13.1有標識無法識別13.2報告 報告有效測量的平均值作為試樣的相對電容率。 報告應(yīng)包括: A）試驗池的類型及以空氣為介質(zhì)時的電容量， b)電場強度; c）施加電壓的頻率; d)試驗溫度.14直流電阻率的測量14.1試驗電壓 除非另有規(guī)定，所施加的直流試驗電壓應(yīng)使液體承受250

19、W的電場強度.14.2電化時間 通常適宜的電化時間是&0:士2。電化時間的改變可使試驗結(jié)果有相當(dāng)大的變化。14.3測量 如果在該試樣上已測過損耗因數(shù)，則測量電阻率之前應(yīng)短接兩電極60s。 如果僅測量電阻率，那么在其溫度達到所需試驗溫度值的士1C后盡可能快地開始測量，即到溫度不超過10 min就開始測量。 連接電極到測量儀器，使試驗池的內(nèi)電極接地。將直流電壓加到外電極，在電化時間達到終點時記錄電流和電壓讀數(shù).注1:只要符合其他的一些要求(例如將試驗池的椒極娜路5 min.:電場強度為250vmm)，也可用讀取電阻的儀器。將試驗池的兩電極短路5 min.倒掉試驗池里的液體，從樣品中倒出第二

20、份試樣重復(fù)測量。用下式計算電阻率:式中:-一一電阻率，單位為歐姆米(歐米噶·m);U試驗電壓讀數(shù)，單位為伏特(V);I電流讀數(shù)，單位為安培(A);x試驗池常數(shù)，單位為米(m)。往z:x值按下式計算:k=o.113 X C. 注2:k值按下式計算: k=0.113XC, 式中: Ca以空氣作為介質(zhì)的試驗池的電容量;0.113-10一10-12乘以空氣的介電常數(shù)的倒數(shù). 也可使用自動計算的直接讀數(shù)的儀器.相鄰兩次讀數(shù)之差不應(yīng)超過兩值中較高的35%。如果不滿足該要求，則需繼續(xù)充填試樣測量，直到相鄰兩測量的電阻率值之差不超過兩值中較高的35%為止。此時則認為測量是有效的。 注3:對每一次充滿

21、的試樣進行施加極性相反電壓的第二次測量，可以觀察到試驗池是否千凈和其他現(xiàn)象。必須注意到有些儀器是沒有這樣的反轉(zhuǎn)開關(guān)的，不要用這樣的儀器，以免得出有誤差的結(jié)果。14.4報告 報告有效側(cè)量結(jié)果的平均值作為樣品的電阻率。 報告應(yīng)包括: a)電場強度， b)電化時間; c)試驗溫度。 附錄A (資料性附錄)清洗試驗池的另一程序舉例超聲波程序法 完全拆卸試驗池。 用兩份溶劑(見第6章)徹底清洗所有部件。 將所有的試驗池部件，包括玻璃和橡皮“0”型環(huán)，浸在合適的超聲波清潔浴內(nèi)的溶劑中清潔10 min。 將所有部件從浴中取出，用清潔的溶劑清洗。 允許溶劑在無灰塵的環(huán)境中自然蒸發(fā)，為保證其完全蒸發(fā)，可將試驗弛

22、部件放置在已加熱到105一110的烘箱中干燥且不超過120 min。重新裝配試驗池時，確保不用裸手接觸到任何將要浸液體的表面. 附錄B (資料性附錄)試驗池的簡易清洗程序舉例 盡可能完全拆卸試驗池. 用兩份溶劑見第章)徹底地清洗所有部件。 首先用丙酮，然后用熱自來水沖洗所有部件，接著再用蒸餾水清洗幾次。 將試驗池部件放置在已加熱到105一110的烘箱內(nèi)充分干燥，因某些材料可能老化，干燥時間不應(yīng)超過120 min。 干燥時間取決于試驗池的結(jié)構(gòu)，通常干燥時間在60 min-120 min足以除去任何水份。 附錄C (資料性附錄)液體絕緣材料的介質(zhì)損耗因數(shù)和電阻率例行試驗的另一程序C. I概述 當(dāng)試

23、驗一組樣品來確定在電氣設(shè)備使用中的烴類和其他液體或未使用過的絕緣液體的介質(zhì)損耗因數(shù)和電阻率是否比某些規(guī)定值好壞時，采用該簡化程序是有價值的. 該附錄所述的試驗方法的精確度比前面所述的試驗方法低。但它可較快地測量，且其精確度仍可以接受。C. 2試驗池改進為在替換液體時可不必打開就可使用試驗池。最好是限制一種類型的液體用一個試驗池。C. 3試驗箱 強迫通風(fēng)的烘箱，加熱套或充滿抽(或甘油)的油浴箱，其能保持試驗池有足夠均勻的試驗溫度，即所要求的溫度和內(nèi)電極的溫度差不超過z*c。用加熱板不能滿足要求，因為整個試驗池的溫差太大，會導(dǎo)致不可靠的結(jié)果。c.試驗溫度當(dāng)試樣的溫度在規(guī)定溫度的士2'C之內(nèi)時就可進行鍘量。c. 5清洗試驗池 在按第7章敘述的清洗方法不能使用的場合，為了獲得重復(fù)性和合理的試驗結(jié)果，每個實驗室必須制定出一種清洗試驗池的方法，使得試驗結(jié)果的重復(fù)性和合理性可與按照第7章更完善程序所述相符合. 在選擇溶劑時應(yīng)同樣謹慎地按第s章規(guī)定的要點進行。 以下清洗方法通常足以滿足試驗烴類液體:盡可能全部拆卸試驗池;用兩份溶劑(見第6章)徹底地清洗所有部件;首先用丙酮，然后用熱自來水沖洗