GB/T 34939.1-2017 ±800kV直流支柱复合绝缘子 第1部分：环氧玻璃纤维实心芯体复合绝缘子

　　ICS 29 . 080 . 10 K 48

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34939 . 1—2017

　　± 800 kv直流支柱复合绝缘子

　　第 1 部分：环氧玻璃纤维实心芯体复合绝缘子

　　D.C.± 800 kv compositepostinsulator—

　　part1：Compositepostinsulatorwithresinimpregnatedglassfiberssolidcore

　　2017-1 1-01 发布 2018-05-01 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

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　前 言

　　GB/T 34939《 ±800 kV直流支柱复合绝缘子》分为 2 个部分：

　　— 第 1 部分：环氧玻璃纤维实心芯体复合绝缘子;

　　— 第 2 部分：瓷质芯体复合绝缘子。

　　本部分为 GB/T 34939 的第 1 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国电器工业协会提出并归口 。

　　本部分起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司、南方电网公司技术研究中心、机械工业北京电工经济技术研究所、南通市神马电力科技公司、清华大学、国网电力科学研究院、西安西电高压套管有限责任公司、唐山高压电瓷有限公司、苏州电瓷厂有限公司。

　　本部分起草人：姚君瑞、吕金壮、方晓燕、马斌、黎小林、党镇平、罗兵、梁曦东、吴光亚、赵宇明、张锐、陈子岩、杨明、陆洲、赵林杰、赵卉。

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　± 800 kv直流支柱复合绝缘子

　　第 1 部分：环氧玻璃纤维实心芯体

　　复合绝缘子

　　1 范围

　　GB/T 34939 的本部分规定了±800 kV直流环氧玻璃纤维实心芯体支柱复合绝缘子( 以下简称绝缘子)的定义、特性、试验分类、试验方法及判定。

　　本部分适用于 ±800 kV直流换流站电力设备和装置用实心支柱复合绝缘子。

　　注：所述的绝缘子主要承受弯曲、扭转负荷。 在一些特殊情况下，绝缘子也可能承受拉伸或压缩负荷。

　　本部分不适用于开关设备用绝缘子，也不适用于环氧玻璃纤维空心芯体支柱复合绝缘子。

　　本部分不包含特殊运行条件下绝缘子的选择要求。

　　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 311 . 1 绝缘配合 第 1 部分：定义、原则和规则

　　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 529 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)

　　GB/T 1408 . 1 绝缘材料 电气强度试验方法 第 1 部分：工频下试验

　　GB/T 1408 . 2 绝缘材料 电气强度试验方法 第 2 部分：对应用直流电压试验的附加要求GB/T 1692 硫化橡胶 绝缘电阻率的测定

　　GB/T 2900 . 8 电工术语 绝缘子

　　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 8287 . 1—2008 标称电压高于 1 000 V 系统用户内和户外支柱绝缘子 第 1 部分：瓷或玻璃绝缘子的试验

　　GB/T 8287 . 2—2008 标称电压高于 1 000 V 系统用户内和户外支柱绝缘子 第 2 部分：尺寸与特性

　　GB/T 25096—2010 交流电压高于 1 000 V变电站用电站支柱复合绝缘子 定义、试验方法及接收准则

　　GB/T 26218 . 1 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

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 8、GB/T 25096—2010 和 GB/T 24622 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　环氧玻璃纤维实心芯体支柱复合绝缘子 compositepostinsulatorwith resin impregnated glass fiberssolidcore

　　由实心圆柱体绝缘芯体、伞套(位于实心绝缘芯体的外部)和端部装配件构成的绝缘子。

　　4 标志

　　绝缘子制造商应在图样上标明相关尺寸和适宜的制造公差，以及按照本部分检查和试验时必要的参数值，同时标明型号。

　　每一柱绝缘子上均标出制造商名称或商标、制造年份、最大设计弯曲负荷(MDCL)、规定弯曲破坏负荷(SCL)和型号。 这些标志应清晰牢固，不易脱落。

　　注：对于复合绝缘子，最大设计弯曲负荷(MDCL)的表征更为合理。

　　5 环境条件

　　环境条件见 GB/T 22079 。

　　海拔高度为 1 000 m 及以下;超过 1 000 m 时，应按照 GB/T 311 . 1 的规定校正。

　　6 运输、储存和安装信息

　　运输、储存和安装信息见 GB/T 22079 。

　　7 特性

　　7 . 1 电气特性

　　绝缘子的电气特性应符合表 1 规定。

　　考虑到操作冲击湿试验的分散性，规定了绝缘子的操作冲击湿耐受电压的最低要求。

　　表 1 给出的耐受电压是对单柱绝缘子进行试验的要求。

　　注：考虑到复合绝缘子外绝缘材料的耐电痕化和蚀损性能，有必要对绝缘子进行合理的均压设计，以降低外绝缘材料附近的电场强度。

　　7 . 2 机械特性

　　绝缘子的最大设计弯曲负荷(MDCL)和最大设计扭转负荷(MDToL) 由供需双方协议。 绝缘子的

　　机械强度等级暂按规定弯曲破坏负荷(SCL) 来表征，参照 GB/T 8287 . 2—2008 确定为 8 kN、10 kN、 12.5 kN、16 kN 和 20 kN。

　　上述弯曲负荷是按绝缘子直立安装，负荷水平施加于其顶部进行弯曲试验时应达到的最小负荷。

　　由于绝缘子的重量不可忽略，其他的安装状态(如水平安装、倾斜安装)也会影响其使用的负荷。 因此，非直立安装绝缘子的适宜强度规定值应由供需双方协议。

　　绝缘子承受扭转负荷时应尽量避免承受任何弯矩。 绝缘子的扭转强度应用单柱绝缘子试验。

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　对于有特殊用途的绝缘子，可能要求另外的机械特性(如拉伸负荷、压缩负荷)。在这种情况下，机械特性值由供需双方协议。

　　除非另有协议，规定或最大设计机械负荷应在室温下施加。

　　绝缘子在系统中通常作为电气构件的机械支持或电气绝缘元件使用，抗震性能不是绝缘子本身的性能，机械强度等级选择时有必要充分考虑使用场合的地震烈度及其对应的水平和垂直加速度要求。

　　7 . 3 尺寸特性

　　绝缘子的主要尺寸特性和参数见表 1 。绝缘子的安装结构：总高 10 000 mm 且 SCL 16 kN 及以下时按照 GB/T 8287.2—2008 确定，总高 10 000 mm 且 SCL 20 kN及总高超过 10 000 mm 时见表 2。

　　表 1 ± 800 kv直流支柱复合绝缘子特性

　　表 2 绝缘子安装结构

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　7 . 4 其他

　　对于黑色金属端部装配件，应采取适宜的防腐蚀措施。 必要时，金属端部装配件应采取防涡流措施。

　　绝缘子伞套宜采用整体注射成型工艺。 绝缘子的护套厚度应不小于 6 mm。

　　8 试验分类

　　绝缘子试验分为设计试验、型式试验、抽样试验和逐个试验四组。

　　注：在某些情况下，对一种新结构的绝缘子，其设计试验、型式试验、抽样试验和逐个试验的集合称为“定型试验”。

　　9 设计试验

　　9 . 1 总则

　　设计试验仅进行一次，并将结果记录在试验报告中。 试验的每一部分都可以用适当的新试品独立进行。 仅当所有绝缘子或试品通过下列全部设计试验项目时，才认为该特定设计的绝缘子通过了设计试验。 试验的设计等同的原则见 GB/T 25096—2010 的 7 . 1 。 当伞套材料变化时，除按照 GB/T 25096— 2010 的 7 . 1 重新进行试验外，还应重新进行本部分 9 . 4 . 2 规定的试验。 当芯体材料变化重新试验时，应进行本部分 9 . 5 . 2 规定的试验。

　　9 . 2 界面和端部装配件连接区试验

　　界面和端部装配件连接区试验见 GB/T 25096—2010 的 8 . 2 。

　　9 . 3 装配后的芯体负荷试验

　　装配后的芯体负荷试验见 GB/T 25096—2010 的 8 . 3 。

　　9 . 4 伞和伞套材料试验

　　9.4. 1 GB/T25096—2010 规定的试验

　　起痕和蚀损试验优先采用 1 000 h盐雾法试验，试验中应施加负极性直流电压。 在电流为 250 mA的阻性负荷下，电源电压降应不大于 5% 。 回路保护水平为 1 A。 其余见 GB/T 22079—2008 中 9 . 3 . 3 。

　　如果供需双方有协议，应按照 GB/T 22079—2008 附录 B进行多应力试验。

　　9 . 4 . 2 本部分要求的试验

　　9 . 4 . 2 . 1 体积电阻率试验

　　应按 GB/T 1692 规定的试验方法测量硅橡胶材料的体积电阻率，其值应不小于 1 . 0 × 10 12 Ω · m。

　　9 . 4 . 2 . 2 直流介电强度试验

　　直流介电强度试验为本部分要求的试验项 目，其试品准备、试验装置、程序和判定准则应按以下规定进行：

　　a) 试品的准备：试品厚度为(2±0.1) mm,其余应符合 GB/T 1408.1 和 GB/T 1408.2 的要求。

　　b ) 试验 装 置 与 程 序：试 验 采 用 直 流 电 压，电 源 的 纹 波 系 数 应 不 大 于 5%。 试 验 程 序 参 照GB/T 1408 . 1 进行。 应对 5 个试品分别进行直流介电强度试验。

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　c) 试验的判定：每个试品的直流介电强度应不小于 30 kV/ mm。

　　9 . 4 . 2 . 3 耐电痕化和蚀损试验

　　耐电痕化和蚀损试验为本部分要求的试验项 目，其试品准备、试验装置、程序和判定准则应按以下规定进行：

　　a) 试品准备：试品以 5 个为一组，同时进行试验。 每个试品的尺寸为 120 mm× 50 mm× 6 mm。试品的配方及硫化温度应与伞套相同。

　　b ) 试验装置：试验装置应能提供 +4 . 5 kV 的直流电压，且在进行试验时，当高压侧流过持续 0 . 5 s的 60 mA 电流时，试验装置的输出电压降应不大于 5%。 流过试品表面的污液流量为(0 . 2 ± 0 . 05 ) mL/ min。

　　c) 试验程序：按照 GB/T 6553 规定的方法安装试品并进行试验。 试验采用恒定电痕化电压法，对试品施加 +4 . 5 kV 的直流电压，并提供污液，持续 6 h。 试验前后应测量流过每只试品的污液流量及总量，并记录每只试品的试验时间。 流过试品的污液不得循环使用。

　　d) 试验的判定：按照 GB/T 6553 规定进行试验判定，且电蚀损深度均不大于 2 . 5 mm。

　　9 . 4 . 2 . 4 机械抗撕裂强度试验

　　应按照 GB/T 529 规定的方法测定绝缘子用伞套材料的机械抗撕裂强度，其值应不小于 10 kN/ m (直角形试样)。

　　9 . 4 . 2 . 5 机械拉断强度试验

　　应按照 GB/T 528 规定的方法测定绝缘子用伞套材料的机械拉断强度，其值应不小于 4 . 0 MPa。

　　9 . 4 . 2 . 6 拉断伸长率试验

　　应按照 GB/T 528 规定的方法测定绝缘子用伞套材料的拉断伸长率，其值应大于 150%。

　　9 . 4 . 2 . 7 绝缘子表面湿润性测量与评价

　　9 . 4 . 2 . 7 . 1 试品准备

　　试品的配方及硫化温度应与按正常工艺生产的绝缘子的伞套相同。 试品的取得和准备方法如下：

　　a) 接触角法测量时采用平板试品，试品面积为 30 cm2 ~50 cm2 , 试品厚度(3~6) mm,试品数量为 3 个 。

　　b ) 喷雾法测量时采用平板或伞裙试品，面积 50 cm2 ~100 cm2 ,试品数量为 5 个 。

　　c) 清洁表面试品预处理：用无水乙醇清洗表面，然后用去离子水(或蒸馏水)冲洗，干燥后置于防尘容器内，在试验室环境条件下至少保存 24 h。

　　d) 试品涂污：清洁表面试品预处理后，应按照盐密和灰密(硅藻土)分别为 0 . 1 mg/cm2 、0. 5 mg/cm2涂污，以使其表面暂时易被湿润。 涂污后的试品置于试验室环境条件下的防尘容器内 4 天 。

　　9 . 4 . 2 . 7 . 2 憎水性测量

　　应按照 GB/T 24622 推荐的接触角法和喷雾法测量试品的憎水性。

　　9 . 4 . 2 . 7 . 3 试验判定

　　绝缘子表面的湿润性评价包括伞套材料的憎水性、染污后憎水性的迁移特性、憎水性在一定条件下

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　的下降以及恢复特性。

　　湿润性状态用后接触角(θr) 和湿润性分级(WC)来表示。 评价的方法如下：

　　a) 伞套材料的憎水性：清洁试品表面的后接触角 θr 应大于 50°, 湿润性分级应为 WC1 和 WC2 (WC3 的试品不多于 1 个)。

　　b ) 伞套材料憎水性在一定条件下的下降：在试验室环境条件下，将 5 片清洁试品置于盛有蒸馏水的玻璃容器中浸泡 96 h。 蒸馏水应保证试品被完全浸没，其电导率小于 10 μS/cm。 将试品取出后，甩掉表面的水珠，用滤纸吸干残余水分。 然后任选 3 个试品，顺序测量其后接触角 θr 及WC等级，其余两个试品仅测 WC等级。 每个试品的测量过程应在 10 min 内完成。 试品的后接触角 θr 应大于 10°,湿润性分级 WC3 和 WC4(WC5 的试品不多于 1 个)。

　　c) 憎水性在一定条件下的恢复特性：将 b)测量后的试品在实验室环境条件下静置 48 h。 然后任选 3 个试品，顺序测量其后接触角 θr 及 WC值，其余两个试品仅测 WC值。 试品的后接触角θr 应大于 20°,湿润性分级 WC2 和 WC3(WC4 的试品不多于 1 个)。

　　d) 染污后憎水性的迁移特性：任选 3 个按照 9 . 4 . 2 . 7 . 1 d)涂污并放置 4 天的试品，顺序测量其后接触角 θr 及 WC等级，其余两个试品仅测 WC 等级。 试品的后接触角 θr 应大于 20°,湿润性分级 WC2 和 WC3(WC4 和 WC5 的试品不多于 1 个)。

　　9 . 5 芯体材料试验

　　9.5. 1 GB/T25096—2010 规定的试验

　　染料渗透试验和水扩散试验见 GB/T 22079 。

　　注：水扩散试验中，由于试品的横截面较大，有关电流的限制值尚无足够的试验数据，必要时可由供需双方协议。

　　9 . 5 . 2 直流击穿电压试验

　　将芯体沿与轴线呈 90°方向切下 5 只试品。 试品高度(10±0 . 5) mm,两端面应平行。 试验前应用180 目细砂布把试品两端面打磨光滑，并保持清洁。 试验采用平行平板电极，电极尺寸应适宜，以免造成电应力集中。 试验在变压器油中进行，或采用其他适宜方法防止沿面闪络。

　　试品的直流击穿电压应不小于 50 kV。

　　10 型式试验

　　10 . 1 型式试验的试品

　　型式试验试品应选取在生产线上制造并使用标准端部装配件的绝缘子。

　　10 . 2 尺寸检查

　　尺寸检查见 GB/T 25096—2010 中 9 . 1 。

　　10 . 3 电气试验

　　10 . 3 . 1 电气试验的总则

　　电气试验时绝缘子的安装应尽可能接近绝缘子的实际运行情况，可以垂直或水平安装。 绝缘子如果在运行中装有均压装置，试验时也应安装均压装置。

　　长度居中的绝缘子的电气试验结果可以用已有绝缘子电气试验的结果采用内插法获得，条件是只要作为试验结果内插法两端点的绝缘子电弧距离之比小于或等于 1 . 5 即可，外推法不适用。

　　10 . 3 . 2 雷电冲击干耐受电压试验

　　雷电冲击干耐受电压试验见 GB/T 25096—2010 中 9 . 2 . 1,其耐受电压值应符合表 1 规定或经供需

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　双方协议。

　　10 . 3 . 3 操作冲击干或湿耐受电压试验

　　绝缘子应按照 GB/T 8287 . 1—2008 中 4 . 6 的程序进行操作冲击耐受电压试验，其耐受电压值应符合表 1 规定或经供需双方协议。

　　10 . 3 . 4 直流干或湿耐受电压试验

　　绝缘子应按照 GB/T 25096—2010 中 9 . 2 . 2 的程序进行耐受电压试验，但施加的电压应为直流电压，其耐受电压值应符合表 1 规定或经供需双方协议，耐受时间 1 min。

　　10 . 3 . 5 无线电干扰试验

　　绝缘子应参照 GB/T 24623 规定程序进行无线电干扰试验，测量电压及无线电干扰电压水平值应符合表 1 规定。 经供需双方协议，测量电压也可以在 1 . 1 倍 ~1 . 4 倍最高运行电压范围内确定。

　　10 . 3 . 6 可见电晕电压试验

　　试品应干燥洁净，按 GB/T 8287 . 1—2008 规定安装在暗室中，并应避免试验设备引线、接头等产生电晕。

　　试验应在全黑条件下进行，观测者应在全黑条件下停留 15 min 以上，以适应全黑条件下的观测。试验时逐步升高施加在试品上的电压，直至观察到试品产生电晕，维持 5 min;然后逐步降低施加在试品上的电压，直至试品的电晕消失为止，维持 5 min。(当确实不能观察到电晕放电而只能听到电晕的吱吱响声时，可根据吱吱响声完全消失为止)，消失时的电压即为可见电晕电压。

　　上述试验重复 3 次，取其平均值。

　　绝缘子的可见电晕电压应符合表 1 规定或经供需双方协议。

　　10 . 3 . 7 污秽试验

　　经供需双方协议，可以进行污秽试验。 污秽试验的方法和程序由供需双方协议确定。

　　10 . 4 机械试验

　　10 . 4 . 1 弯曲破坏负荷试验

　　弯曲破坏负荷试验见 GB/T 25096—2010 的 9 . 3 . 1 。

　　10 . 4 . 2 规定拉伸负荷试验

　　规定拉伸负荷试验见 GB/T 25096—2010 的 9 . 3 . 2 。

　　10 . 4 . 3 压缩和挠曲耐受负荷试验

　　压缩和挠曲耐受负荷试验见 GB/T 25096—2010 的 9 . 3 . 3 。

　　10 . 4 . 4 机械负荷下的偏移试验

　　10 . 4 . 4 . 1 试品

　　应选取 3 柱在生产线上制造，并使用标准端部装配件的绝缘子。

　　10 . 4 . 4 . 2 试验程序

　　试验应在正常环境温度下进行。 必要时应使用特制螺栓或构件把底板牢固地固定在试验夹具上。

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　试验时，绝缘子应直立安装，在其自由端的顶端迅速平稳地加载弯曲负荷。 负荷施加方向应尽可能与未施加负荷时绝缘子的轴线保持垂直。 分别在 25%和 50%规定弯曲负荷(SCL)下测量支柱复合绝缘子加载点的偏移。

　　10 . 4 . 4 . 3 判定准则

　　3 柱试品加载点的偏移可按表 3 规定或经供需双方协议。 当卸除弯曲负荷后 5 min~10 min 内，测量并记录绝缘子的残留偏移。

　　表 3 弯曲负荷下的偏移

　　1 1 抽样试验

　　1 1 . 1 总则

　　抽样试验应抽取 E1 、E2 两组样本，样本大小如表 4 所示。

　　如果提交验收的绝缘子超过 300 柱，应将其划分成几批，每批数量 100 柱 ~300 柱，试验结果应分批评价。

　　样本应随机抽取，买方有权选取，并对抽取的样本进行相应的抽样试验。

　　抽样试验包括：

　　— 尺寸检查 ( E1+E2)

　　— 镀锌层试验 ( E1+E2)

　　— 规定弯曲负荷验证 (E1)

　　— 陡波前冲击电压试验 (E1)

　　— 工频电压下的表面温升测量 (E1)

　　如果抽样试验中有一柱试品不合格，应采用 GB/T 25096—2010 中 10 . 5 规定的程序进行重复试验。

　　仅当镀锌层试验采用磁力法时，抽样试验后柱有样本 E2 的绝缘子可以在运行中使用。

　　表 4 按照批量抽取的样本

　　1 1 . 2 尺寸检查(E1 +E2)

　　尺寸检查见 GB/T 25096—2010 的 10 . 2 。

　　GB/T 34939 . 1—20 17

　　1 1 .3 护套厚度检查(E1 +E2)

　　按照 GB/T 11344 规定的仪器和程序，分别在绝缘子(或元件)上部、中部和下部于绝缘子主体且与轴线垂直的圆周上测量，测量点应是所选圆周的四个象限点，所选各圆周测量点不必沿绝缘子轴线方向对应，测量时应避免绝缘子伞根的影响。

　　各测量点的护套厚度应符合 7 . 4 的规定。

　　1 1 .4 镀锌层试验(E1 +E2)

　　镀锌层试验见 GB/T 25096—2010 的 10 . 3 。

　　1 1 . 5 陡波前冲击试验(E1)

　　陡波前冲击电压试验的电压陡度为 1 000 kV/μs~1 500 kV/μs,其余应符合 GB/T 22079 的规定。

　　1 1 . 6 工频电压下的表面温升测量(E1)

　　测量位置沿绝缘子元件长度方向按照每 500 mm左右一个确定，首末两个测量位置距端部装配件的距离应不大于 150 mm,每个测量位置沿主体圆周各选取 3 个测量点，测量绝缘子元件主体温度。

　　对绝缘子元件施加工频电压，电压值按照每米绝缘距离 300 kV 确定。 绝缘子元件应在该电压值下连续耐受 30 min。 卸除电压后立即在与施加电压前相同的点测量温度，对应的温升应不大于 20 K。如果受设备条件限制，电压可以分段施加。

　　1 1 . 7 规定机械负荷验证(E1)

　　规定机械负荷验证见 GB/T 25096—2010 的 10 . 4 。

　　12 逐个试验

　　12 . 1 绝缘子的标志

　　绝缘子的标志应符合第 4 章的规定。

　　12 . 2 外观检查

　　外观检查见 GB/T 25096—2010 的 11 . 2 。

　　12 . 3 拉伸负荷试验

　　拉伸负荷试验见 GB/T 25096—2010 的 11.3,拉伸负荷值为 50 kN。

　　12 . 4 芯体材料试验

　　绝缘子制造商应提供每柱绝缘子芯体的染料渗透和水扩散试验报告。 试品从芯体的两端切取

　　10 mm 和 30 mm试品各一个。

　　试验项目和程序见 9 . 5 . 1 。