Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6099-1:2007 áp dụng cho: Thử nghiệm điện môi bằng điện áp một chiều; thử nghiệm điện môi bằng điện áp xoay chiều; thử nghiệm điện môi bằng điện áp xung; thử nghiệm bằng dòng điện xung; phối hợp các thử nghiệm trên.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6099-1 : 2007 KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM ĐIỆN ÁP CAO – PHẦN 1: ĐỊNH NGHĨA CHUNG VÀ YÊU CẦU THỬ NGHIỆM High-voltage test techniquesPart 1: General definitions and test requirements Lời nói đầu TCVN 6099-1 : 2007 thay TCVN 6099-1 : 1996 TCVN 6099-2 : 1996; TCVN 6099-1 : 2007 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn IEC 60060-1 : 1989; TCVN 6099-1 : 2007 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E1 Máy điện khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM ĐIỆN ÁP CAO – PHẦN 1: ĐỊNH NGHĨA CHUNG VÀ YÊU CẦU THỬ NGHIỆM High-voltage test techniquesPart 1: General definitions and test requirements MỤC 1: KHÁI QUÁT Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho: - thử nghiệm điện môi điện áp chiều; - thử nghiệm điện môi điện áp xoay chiều; - thử nghiệm điện mơi điện áp xung; - thử nghiệm dòng điện xung; - phối hợp thử nghiệm Tiêu chuẩn áp dụng cho thử nghiệm thiết bị có điện áp cao dùng cho thiết bị Um lớn kV Tiêu chuẩn khơng áp dụng cho thử nghiệm tương thích điện từ thiết bị điện điện tử Mục đích Mục đích tiêu chuẩn là: - xác định khả áp dụng chung riêng; - đưa yêu cầu chung liên quan đến đối tượng thử nghiệm qui trình thử nghiệm; - mô tả phương pháp tạo đo điện áp dòng điện thử nghiệm; - mơ tả qui trình thử nghiệm; - mơ tả phương pháp đánh giá kết thử nghiệm tiêu chí chấp nhận khơng chấp nhận Các định nghĩa yêu cầu liên quan đến dụng cụ đo công nhận phương pháp kiểm tra cho TCVN 6099-2 (IEC 60060-2), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao – Hệ thống đo Có thể cần qui trình thử nghiệm thay để thu kết có khả lặp lại có ý nghĩa Việc lựa chọn qui trình thử nghiệm thích hợp cần tiến hành Ban kỹ thuật có liên quan MỤC 2: ĐỊNH NGHĨA CHUNG xung (impulses) điện áp dòng điện q độ khơng chu kỳ đặt có chủ ý, thường tăng nhanh đến giá trị đỉnh sau giảm chậm khơng (0) Với mục đích riêng, sử dụng xung có đầu sóng tăng gần tuyến tính độ dạng dao động dạng gần hình chữ nhật Thuật ngữ “xung” cần phân biệt với thuật ngữ “tăng đột biến” liên quan đến độ xuất thiết bị điện mạng lưới vận hành 3.1 xung sét xung đóng cắt (lightning and switching impulses) phân biệt xung sét xung đóng cắt dựa vào độ rộng đầu sóng Xung có độ rộng đầu sóng đến 20 s coi xung sét xung có độ rộng đầu sóng dài coi xung đóng cắt Thơng thường, xung đóng cắt đặc trưng độ rộng tổng dài đáng kể so với độ rộng tổng xung sét Đặc điểm liên quan đến phóng điện đánh thủng điện áp thử nghiệm 4.1 Phóng điện đánh thủng (disruptive discharge) Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ “phóng điện đánh thủng” (đơi gọi “sự đánh thủng điện”) có liên quan đến tượng kết hợp với hỏng cách điện tác dụng ứng suất điện, phóng điện nối tắt hồn tồn cách điện thử nghiệm, làm giảm điện áp điện cực gần “không” Điều áp dụng cho đánh thủng điện điện mơi rắn, lỏng, khí tổ hợp chúng Có thể xảy phóng điện đánh thủng khơng trì đối tượng thử nghiệm bị nối tắt tạm thời tia lửa điện hồ quang Trong trình trên, điện áp đối tượng thử nghiệm bị giảm tạm thời “không” tới giá trị nhỏ Tùy thuộc vào đặc điểm mạch thử nghiệm đối tượng thử nghiệm, phục hồi độ bền điện môi xảy chí cho phép điện áp thử nghiệm đạt tới giá trị cao Hiện tượng giải thích phóng điện đánh thủng khơng có qui định khác Ban kỹ thuật liên quan Phóng điện khơng đánh thủng phóng điện điện cực dây dẫn trung gian xảy mà khơng có việc giảm điện áp thử nghiệm “không” Hiện tượng khơng coi phóng điện đánh thủng trừ Ban kỹ thuật liên quan qui định phóng điện đánh thủng Một số phóng điện khơng đánh thủng gọi “phóng điện cục bộ” đề cập IEC 60270: Đo phóng điện cục Thuật ngữ “phóng điện tia lửa” dùng phóng điện đánh thủng xuất mơi trường chất khí lỏng Thuật ngữ “phóng điện bề mặt” dùng phóng điện đánh thủng xảy bề mặt điện mơi mơi chất khí lỏng Thuật ngữ “phóng điện xuyên thủng” dùng phóng điện đánh thủng xảy xun qua điện mơi rắn Phóng điện đánh thủng điện môi rắn làm hẳn độ bền cách điện; điện mơi lỏng khí độ bền cách điện tạm thời 4.2 đặc tính điện áp thử nghiệm (characteristics of the test voltage) đặc tính điện áp qui định tiêu chuẩn để kiểu sai lệch điện áp khác nhằm qui định điện áp thử nghiệm 4.2.1 đặc tính kỳ vọng điện áp thử nghiệm (prospective characteristics of a test object) đặc tính kỳ vọng điện áp thử nghiệm gây phóng điện đánh thủng đặc tính có khơng có phóng điện đánh thủng xảy Khi sử dụng đặc tính kỳ vọng phải nêu rõ điều 4.2.2 đặc tính thực điện áp thử nghiệm (actual characteristics of a test voltage) đặc tính xuất q trình thử nghiệm đầu nối đối tượng thử nghiệm 4.2.3 giá trị điện áp thử nghiệm (value of the test voltage) giá trị xác định điều liên quan tiêu chuẩn 4.3 điện áp phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm (disruptive discharge voltage of a test object) giá trị điện áp thử nghiệm gây nên phóng điện đánh thủng, qui định, thử nghiệm khác nhau, điều liên quan tiêu chuẩn 4.4 đặc tính thống kê điện áp phóng điện đánh thủng (statistical characteristics of disrutive discharge voltages) điện áp phóng điện đánh thủng phải chịu biến động ngẫu nhiên thông thường phải thực quan sát để thu giá trị điện áp thống kê có ý nghĩa Các qui trình thử nghiệm, mơ tả tiêu chuẩn này, thường dựa xem xét thống kê Thông tin việc đánh giá thống kê kết thử nghiệm cho phụ lục A 4.4.1 xác xuất phóng điện đánh thủng p đối tượng thử nghiệm (disruptive discharge probability p of a test object) xác suất để đặt giá trị điện áp kỳ vọng định có dạng cho trước gây phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm Tham số p biểu diễn phần trăm phân số 4.4.2 xác suất chịu thử q đối tượng thử nghiệm (withstand probability q of a test object) xác suất để đặt giá trị điện áp kỳ vọng định có dạng cho trước khơng gây phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm Nếu xác suất phóng điện đánh thủng p, xác suất chịu thử q (1 - p) 4.4.3 điện áp phóng điện đánh thủng 50 % U50, đối tượng thử nghiệm (50 % disruptive discharge voltage U50 of a test object) giá trị điện áp kỳ vọng có xác suất gây phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm 50 % 4.4.4 điện áp phóng điện đánh thủng p %, Up, đối tượng thử nghiệm (p % disruptive discharge voltage Up of a test object) giá trị điện áp kỳ vọng có xác suất gây phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm p % 4.4.5 độ lệch qui ước z điện áp phóng điện đánh thủng đối tượng thử nghiệm (conventional deviation z of the disruptive discharge voltage of a test object) hiệu số điện áp phóng điện đánh thủng 50 % 16 % đối tượng thử nghiệm Độ lệch thường biểu thị giá trị đơn vị giá trị phần trăm, qui điện áp phóng điện đánh thủng 50 % CHÚ THÍCH: Nếu hàm xác suất phóng điện đánh thủng (xem phụ lục A) gần với hàm Gauxơ z tương đối sát với độ lệch chuẩn 4.5 điện áp chịu thử đối tượng thử nghiệm (withstand voltage of a test object) giá trị qui định điện áp kỳ vọng, đặc trưng cho cách điện đối tượng liên quan đến thử nghiệm chịu thử Nếu khơng có qui định khác, điện áp chịu thử qui đổi điều kiện khí hậu chuẩn tham khảo (xem 11.1) 4.6 điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo đối tượng thử nghiệm (assured disruptive discharge voltage of a test object) giá trị điện áp kỳ vọng qui định đặc trưng cho tính đối tượng thử nghiệm liên quan đến thử nghiệm phóng điện đánh thủng Phân loại cách điện đối tượng thử nghiệm Hệ thống cách điện thiết bị kết cấu điện áp cao phải phân loại thành cách điện tự phục hồi cách điện không tự phục hồi bao gồm cách điện ngồi và/hoặc cách điện 5.1 cách điện (external insulation) cách điện khơng khí bề mặt cách điện rắn lộ bên thiết bị, cách điện phải chịu ứng suất điện môi ảnh hưởng điều kiện khí điều kiện bên khác nhiễm bẩn, ẩm ướt động vật 5.2 cách điện (internal insulation) phần tử cách điện dạng rắn, lỏng khí nằm bên thiết bị, bảo vệ khỏi ảnh hưởng điều kiện khí điều kiện bên khác nhiễm bẩn, ẩm ướt động vật 5.3 cách điện tự phục hồi (self-restoring insulation) cách điện phục hồi hồn tồn thuộc tính cách điện sau phóng điện đánh thủng đặt điện áp thử nghiệm 5.4 cách điện không tự phục hồi (non-self-restoring insulation) cách điện thuộc tính cách điện khơng phục hồi hồn tồn thuộc tính cách điện sau phóng điện đánh thủng đặt điện áp thử nghiệm CHÚ THÍCH: Trong thiết bị điện áp cao, phận cách điện tự phục hồi không tự phục hồi hoạt động phối hợp số phận bị suy giảm việc đặt điện áp lặp lại liên tục Khi qui định qui trình thử nghiệm để áp dụng, Ban kỹ thuật liên quan phải tính đến tính chất cách điện mặt MỤC 3: YÊU CẦU CHUNG LIÊN QUAN ĐẾN QUI TRÌNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐỐI TƯỢNG THỬ NGHIỆM Yêu cầu chung qui trình thử nghiệm Qui trình thử nghiệm áp dụng cho loại đối tượng thử nghiệm cụ thể, ví dụ, cực tính sử dụng, thứ tự ưu tiên sử dụng hai cực tính, số lần đặt điện áp khoảng thời gian lần đặt phải Ban kỹ thuật liên quan qui định, có tính đến yếu tố như: - độ xác yêu cầu kết thử nghiệm; - tính chất ngẫu nhiên tượng quan sát phụ thuộc cực tính đặc tính đo được; - khả hỏng tăng dần theo lần đặt điện áp lặp lại Bố trí chung đối tượng thử nghiệm Trong thời gian thử nghiệm, đối tượng thử nghiệm phải lắp ráp hoàn chỉnh với tất chi tiết cần thiết xử lý theo cách bình thường thiết bị tương tự Các đặc tính phóng điện đánh thủng đối tượng bị ảnh hưởng cách bố trí chung (ví dụ, khoảng cách từ đối tượng đến kết cấu mang điện kết cấu nối đất khác, độ cao so với mặt đất cách bố trí dây dẫn điện áp cao đối tượng) Ban kỹ thuật liên quan cần qui định cách bố trí chung Khoảng cách đến kết cấu bên lớn 1,5 lần chiều dài đường phóng điện ngắn đối tượng thử nghiệm làm cho ảnh hưởng trở nên không đáng kể Trong thử nghiệm ướt thử nghiệm nhiễm bẩn phân bố điện áp dọc theo đối tượng thử nghiệm trường điện quanh điện cực mang điện đối tượng khơng phụ thuộc vào ảnh hưởng bên ngồi khoảng cách ngắn chấp nhận được, với điều kiện khơng xảy phóng điện với kết cấu bên Trong trường hợp thử nghiệm xoay chiều thử nghiệm xung đóng cắt cực tính dương 750 kV (đỉnh), ảnh hưởng kết cấu bên ngồi coi khơng đáng kể khoảng cách tính từ kết cấu đến điện cực mang điện không nhỏ chiều cao điện cực so với mặt đất Giới hạn thấp áp dụng cho khoảng cách cho hình 1, hàm số điện áp thử nghiệm cao Thử nghiệm chịu thử chấp nhận tiến hành toàn khoảng cách ngắn đến đối tượng nối đất Thử nghiệm khô Đối tượng thử nghiệm phải khơ Nếu khơng có qui định khác Ban kỹ thuật liên quan thử nghiệm cần tiến hành nhiệt độ xung quanh qui trình đặt điện áp phải qui định điều liên quan tiêu chuẩn Thử nghiệm ướt Qui trình thử nghiệm ướt lựa chọn, mô tả 9.1, nhằm mô ảnh hưởng mưa tự nhiên đến cách điện cách xem xét lại phương pháp thử nghiệm trước Nên áp dụng qui định tiến hành thử nghiệm với tất loại điện áp thử nghiệm tất loại thiết bị, nhiên, phép sử dụng hai phương pháp thử nghiệm thay Ban kỹ thuật liên quan qui định Hai phương pháp thử nghiệm trước đây, không nhằm mô mưa tự nhiên, mô tả 9.2 Hai phương pháp sử dụng nhiều năm cho thử nghiệm điện áp xoay chiều thiết bị có Um đến 420 kV có nhiều số liệu thử nghiệm thu phương pháp Đối với thiết bị điện xoay chiều có kích thước lớn, thiết bị có U m cao 800 kV, chưa có qui trình thử nghiệm ướt thích hợp Ban kỹ thuật liên quan phải qui định cách bố trí đối tượng thử nghiệm suốt qui trình thử nghiệm 9.1 Qui trình thử nghiệm ướt tiêu chuẩn Đối tượng thử nghiệm phải phun nước có điện trở suất nhiệt độ qui định (xem bảng 1) rơi đối tượng dạng hạt nhỏ (tránh dạng sương sương mù) hướng cho thành phần theo phương thẳng đứng nằm ngang mật độ phun xấp xỉ Mật độ đo bình góp ngăn đơi có miệng rộng từ 100 cm đến 750 cm2, nằm ngang thẳng đứng, miệng thẳng đứng hướng với dòng phun Ban kỹ thuật liên quan phải qui định vị trí đối tượng thử nghiệm so với thành phần mưa thẳng đứng tạt ngang Thông thường, độ tái lặp kết thử nghiệm ướt thấp so với thử nghiệm phóng điện chịu điện áp cao khác Để giảm thiểu phân tán kết thử nghiệm, phải thực biện pháp phòng ngừa đây: - bình góp phải đặt gần đối tượng thử nghiệm tránh không hứng giọt rơi bắn từ đối tượng thử nghiệm Trong trình đo, bình góp cần dịch chuyển chậm diện tích đủ để có giá trị trung bình khơng che phủ hồn tồn tính khơng dòng nước từ miệng phun riêng rẽ Vùng đo phải có chiều rộng chiều rộng đối tượng thử nghiệm có độ cao lớn 1m - đối tượng thử nghiệm cao từ m đến m, phải thực phép đo riêng đỉnh, đáy đối tượng thử nghiệm Mỗi vùng đo bao trùm phần ba chiều cao đối tượng thử nghiệm; - đối tượng thử nghiệm cao m, số lượng vùng đo phải tăng lên để bao trùm toàn chiều cao đối tượng thử nghiệm không trùm lên nhau; - qui định phải sửa đổi cho thích hợp với đối tượng thử nghiệm có kích thước lớn theo chiều ngang; - giảm độ phân tán kết đối tượng thử nghiệm làm chất tẩy bề mặt công hiệu, loại bỏ chất tẩy trước bắt đầu làm ướt; - độ phân tán kết bị ảnh hưởng thay đổi bất thường cục hóa (cao thấp) cường độ phun Nên phát điều phép đo cục làm tăng tính đồng dòng nước phun, cần Thiết bị phun phải điều chỉnh để tạo điều kiện mưa đối tượng thử nghiệm phạm vi dung sai qui định cho bảng Có thể sử dụng kiểu cách bố trí miệng phun thỏa mãn yêu cầu cho bảng Ví dụ số kiểu miệng phun thỏa mãn thực tế cho hình 2a, 2b 2c, với số liệu tính điển hình kiểu Có thể đạt khoảng cách phun lớn miệng phun hướng lên góc khoảng 15 – 250 so với phương nằm ngang Chú ý áp suất nước tăng cao giới hạn khuyến cáo tia nước tản q sớm tạo nên dòng phun khơng thích hợp đối tượng thử nghiệm Bảng – Điều kiện mưa qui trình tiêu chuẩn Cường độ mưa trung bình tất phép đo - thành phần thẳng đứng mm/min 1,0 đến 2,0 - thành phần nằm ngang mm/min 1,0 đến 2,0 Các giới hạn phép đo riêng biệt thành phần mm/min ± 0,5 từ giá trị trung bình Nhiệt độ nước Điện trở suất nước C Nhiệt độ xung quanh ± 15 m 100 ± 15 Nhiệt độ điện trở suất nước phải đo mẫu thu truớc nước tới đối tượng thử nghiệm Cũng đo vị trí khác (ví dụ bể chứa) với điều kiện kiểm tra đảm bảo khơng có thay đổi đáng kể xảy lúc nước tới đối tượng thử nghiệm Đối tượng thử nghiệm phải làm ướt trước 15 điều kiện qui định điều kiện phải trì phạm vi dung sai qui định suốt thử nghiệm tiến hành mà không gián đoạn việc làm ướt Thời gian làm ướt trước không bao gồm thời gian cần thiết để điều chỉnh dòng phun Việc làm ướt trước thực nước máy chưa qua xử lý 15 min, tiếp tục mà không gián đoạn dòng phun việc làm ướt lần thứ hai trước bắt đầu thử nghiệm, sử dụng nước với tất điều kiện mưa qui đinh, cần đo trước bắt đầu thử nghiệm Nếu khơng có qui định khác Ban kỹ thuật liên quan, qui trình thử nghiệm thử nghiệm ướt phải giống qui trình qui định cho thử nghiệm khơ tương ứng Thời gian thử nghiệm thử nghiệm điện xoay chiều phải 60 s, khơng có qui định khác Thông thường, thử nghiệm chịu ướt điện xoay chiều chiều, cần cho phép có phóng điện bề mặt với điều kiện thử nghiệm lặp lại không xảy phóng điện bề mặt 9.2 Qui trình truyền thống thử nghiệm ướt điện áp xoay chiều Đối với thử nghiệm điện áp xoay chiều, có hai qui trình khác sử dụng, nội dung cụ thể cho bảng Hai qui trình khác với qui trình tiêu chuẩn, 9.1, chủ yếu cường độ mưa cao thời gian làm ướt trước tối thiểu Chỉ qui định thành phần thẳng đứng dòng phun; việc xác định thành phần nằm ngang thay việc đánh giá mắt góc phun, góc cần xấp xỉ 45 đối tượng thử nghiệm Bảng – Điều kiện mưa qui trình truyền thống điện áp xoay chiều Đặc điểm Thông lệ Châu Âu Thông lệ Mỹ Cường độ mưa trung bình tất phép đo - thành phần thẳng đứng mm/min ± 0,3 ± 0,5 Các giới hạn phép đo riêng biệt mm/min ± 0,75 ± 1,25 Nhiệt độ nước Điện trở suất nước C Nhiệt độ xung quanh ± 15 m 100 ± 10 178 ± 27 2a, 2b, 2c 2d 60 10 Kiểu miệng phun trình bày hình Thời gian thử nghiệm chịu ướt s 10 Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo Các thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo nhằm cung cấp thơng tin đặc tính cách điện ngồi điều kiện điển hình nhiễm bẩn vận hành, chúng không thiết mô điều kiện làm việc cụ thể Các qui định đưa số hướng dẫn chung thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo Việc thay đổi bổ sung yêu cầu cụ thể loại thiết bị cụ thể Ban kỹ thuật liên quan qui định Các thông tin riêng cho ví dụ IEC 60507 Tác dụng việc làm cách điện vận hành mưa tự nhiên không xét đến qui trình qui định 10.1 Chuẩn bị đối tượng thử nghiệm Trước thử nghiệm lần đầu, phận kin loại đối tượng thử nghiệm, chỗ gắn xi măng bất kỳ, sơn sơn chịu nước muối để đảm bảo sản phẩm ăn mòn không làm nhiễm bẩn bề mặt cách điện trình thử nghiệm Sau đó, đối tượng thử nghiệm cần làm cẩn thận nước máy pha thêm Natri photphat (Na3PO3) tráng nước máy Sau khơng chạm tay vào Thơng thường, bề mặt cách điện coi đủ khơng có mỡ vật liệu làm nhiễm bẩn khác theo dõi trình làm ướt thấy vùng ướt loang rộng cách liên tục Ban kỹ thuật liên quan định việc đối tượng thử nghiệm cần thử nghiệm vị trí thẳng đứng, nằm ngang hay đặt nghiêng 10.2 Qui trình thử nghiệm Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo thực cách đưa nhiễm bẩn vào đặt điện áp đồng thời sau Thơng thường, khuyến cáo phương pháp điện áp thử nghiệm giữ ngun khơng đổi vài phút Các phương pháp khác điện áp tăng dần tới phóng điện bề mặt khơng đề xuất cho việc tiêu chuẩn hóa sử dụng cho mục đích đặc biệt Thử nghiệm nhiễm bẩn tiến hành nhằm xác định mức nhiễm bẩn cực đại đối tượng thử nghiệm cho phép chịu đựng điện áp thử nghiệm cho để xác định điện áp chịu thử mức nhiễm bẩn qui định Để so sánh kết nhiều thử nghiệm tính nhiều đối tượng thử nghiệm khác qui trình đầu thích hợp Dù lựa chọn qui trình thử nghiệm số lượng phép đo cần phải đủ để thu giá trị trung bình ổn định, có tính đến tính chất thống kê tượng Ban kỹ thuật liên quan phải qui định số lượng thử nghiệm cần thiết Các thử nghiệm nhiễm bẩn chia thành hai cấp, phương pháp sương-muối phương pháp nhiễm bẩn lắng đọng trước a) Phương pháp sương-muối Đối tượng thử nghiệm đặt buồng đặc biệt chứa đầy sương-muối Phương pháp tạo sương mô tả phụ lục B1 Nhiệt độ môi trường buồng bắt đầu thử nghiệm không thấp 0C không cao 30 0C, đối tượng thử nghiệm nước muối phải trạng thái cân nhiệt với nhiệt độ môi trường Đối tượng thử nghiệm phải làm ướt hoàn toàn nước máy Hệ thống sươngmuối, cấp nước có độ mặn qui định, bắt đầu đối tượng thử nghiệm ướt, đồng thời, đặt điện áp lên đối tượng thử nghiệm, tăng nhanh đến giá trị qui định giữ không đổi thời gian qui định, thường h, xảy phóng điện bề mặt Lặp lại qui trình vài lần Trước qui trình, đối tượng thử nghiệm rửa kỹ nước máy để loại bỏ hết vết muối Đối với phương pháp sương-muối, khoảng cách tối thiểu phận đối tượng thử nghiệm đến vật nối đất vòi phun kết cấu đỡ cách điện khơng nhỏ 0,5 m 100 kV điện áp thử nghiệm và, trường hợp, không ngắn m Nếu thử nghiệm nhằm xác định độ mặn lớn điện áp chịu thử quy định phải lặp lại tồn quy trình cách sử dụng độ mặn khác Trước bắt đầu thử nghiệm thực sự, cần ổn định trước đối tượng thử nghiệm số phóng điện bề mặt làm nhiễm bẩn Sau ổn định trước, cần rửa đối tượng thử nghiệm b) Phương pháp nhiễm bẩn lắng đọng nước Đối tượng thử nghiệm phủ lớp đồng vừa phải chất ngưng kết dẫn điện để khô Nhiệt độ môi trường buồng thử nghiệm bắt đầu thử nghiệm không nhỏ 0C không lớn 30 0C, đối tượng thử nghiệm cần trạng thái cân nhiệt với môi trường xung quanh Phải thực việc làm ướt nguồn tạo sương nước phân bố sương đồng toàn chiều dài xung quanh đối tượng thử nghiệm Nhiệt độ sương vùng lân cận đối tượng thử nghiệm không vượt 40 0C Để đạt làm ướt cần thiết thời gian hợp lý, phải đưa vào bên buồng thử nghiệm đủ lượng sương nước Ban kỹ thuật liên quan phải qui định tốc độ tạo nước Trong qui trình, đặt điện áp trước đối tượng thử nghiệm làm ướt sương trì có phóng điện bề mặt khoảng hai lần thời gian để cách điện đạt độ dẫn điện lớn Trong qui trình khác, điện áp thử nghiệm đặt độ dẫn điện đạt đến giá trị lớn nhất, điều xảy khoảng từ 20 đến 40 tính từ bắt đầu phun sương Điện áp phải giữ không đổi thời gian thử nghiệm 15 qui định xảy phóng điện bề mặt Ví dụ qui trình phủ làm ướt thích hợp ví dụ phép đo điện trở suất bề mặt cho phụ lục B Qui trình lặp lại vài lần; trước thử nghiệm, đối tượng thử nghiệm phải rửa, phủ lại để khô Trường hợp thử nghiệm để xác định độ nhiễm bẩn lớn điện áp chịu thử qui định qui trình phủ, làm ướt qui trình thử nghiệm lặp lại cách sử dụng chất ngưng kết có điện trở suất khác Khoảng cách nhỏ phận đối tượng thử nghiệm vật nối đất kết cấu đỡ đối tượng thử nghiệm không nhỏ 0,5 m 100kV điện áp thử nghiệm 10.3 Độ nhiễm bẩn Độ nhiễm bẩn đối tượng thử nghiệm qui định độ mặn (g/l) sương mù muối, độ dẫn điện bề mặt ( S) lượng muối (NaCl) centimét vuông bề mặt cách điện (mg/cm2) Đại lượng cuối gọi mật độ ngưng tụ muối (SDD) Thông tin phương pháp cho phụ lục B 11 Điều kiện khí hậu 11.1 Khí hậu tham chiếu tiêu chuẩn Khí hậu tham chiếu tiêu chuẩn nhiệt độ t0 = 20 0C áp suất b0 = 101,3 kPa (1013 mbar) độ ẩm tuyệt đối h0 = 11 g/m3 CHÚ THÍCH: Áp suất 101,3 kPa tương ứng với chiều cao 760 mm áp kế thủy ngân 0C Nếu chiều cao áp kế H mm thủy ngân áp suất khí tính kilơpascal xấp xỉ bằng: b = 0,1333 H kPa Việc hiệu chỉnh nhiệt độ theo chiều cao cột thủy ngân coi không đáng kể 11.2 Hệ số hiệu chỉnh khí hậu Phóng điện đánh thủng cách điện phụ thuộc vào điều kiện khí hậu Thơng thường, điện áp phóng điện đánh thủng theo đường cho trước khơng khí tăng theo mật độ độ ẩm khơng khí Tuy nhiên, độ ẩm tương đối vượt khoảng 80 % điện áp phóng điện đánh thủng khơng theo qui luật, đặc biệt phóng điện đánh thủng xảy bề mặt cách điện Bằng cách sử dụng hệ số hiệu chỉnh, điện áp phóng điện đánh thủng đo điều kiện thử nghiệm cho trước (nhiệt độ t, áp suất b, độ ẩm h) qui đổi giá trị thu điều kiện khí hậu tham chiếu tiêu chuẩn (t 0, b0, h0).Ngược lại, điện áp thử nghiệm qui định điều kiện tham chiếu cho qui đổi giá trị tương đương điều kiện thử nghiệm Điện áp phóng điện đánh thủng tỷ lệ với hệ số hiệu chỉnh khí hậu K 1, hệ số K1 tích số hai hệ số hiệu chỉnh: - hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí k1 (xem 11.2.1); - hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k2 (xem 11.2.2) K1 = k1k2 Nếu khơng có qui định khác Ban kỹ thuật liên quan điện áp U đặt trình thử nghiệm cách điện ngồi xác định cách nhân điện áp thử nghiệm qui định U với K1: U = U0K1 Tương tự, điện áp phóng điện đánh thủng đo U hiệu chỉnh U tương ứng với khí hậu tham chiếu tiêu chuẩn cách chia cho K 1: U0 = U/K1 Trong hồ sơ thử nghiệm phải có điều kiện khí hậu thực tế thử nghiệm hệ số hiệu chỉnh sử dụng 11.2.1 Hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí k1 Hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí k1 phụ thuộc vào mật độ tương đối khơng khí biểu thị cách tổng quát như: k1 = m m số mũ cho 11.2.3 Khi nhiệt độ t t0 biểu thị theo độ C áp suất khí b b0 biểu thị đơn vị (kilôpascal milibar) mật độ tương đối khơng khí là: b 273 t b 273 t 11.2.2 Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k2 Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k2 biểu thị là: k2 = kw Trong w số mũ cho 11.2.3 k tham số, phụ thuộc vào loại điện áp thử nghiệm và, mục đích thực tiễn, thu gần hàm số tỷ số độ ẩm tuyệt đối, h, mật độ khơng khí tương đối, , cách sử dụng đường cong hình Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm giá trị h/ vượt 15 g/m3 xem xét đường cong hình coi giới hạn 11.2.3 Số mũ m w Vì hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào dạng trước phóng điện nên thực tế tính đến cách xem xét tham số: g UB 500 L k UB điện áp phóng điện đánh thủng 50 % (đo ước lượng được), tính kilơvơn, điều kiện khí hậu thực tế, L đường phóng điện ngắn nhất, tính mét, với giá trị thực tế mật độ khơng khí tương đối tham số k Trong trường hợp thử nghiệm điện áp chịu thử mà khơng có sẵn giá trị ước tính điện áp phóng điện đánh thủng 50 % giả định UB 1,1 lần điện áp thử nghiệm Các số mũ m w xem xét Các giá trị gần cho hình 11.3 Thử nghiệm ướt, thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo thử nghiệm phối hợp Không phải hiệu chỉnh độ ẩm thử nghiệm ướt thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo Vấn đề hiệu chỉnh mật độ trình thử nghiệm xem xét Đối với thử nghiệm phối hợp, xem 26.5 11.4 Yêu cầu trái ngược thử nghiệm cách điện cách điện Trong mức chịu thử qui định điều kiện khí hậu tiêu chuẩn nảy sinh trường hợp mà việc áp dụng hiệu chỉnh khí hậu (do độ cao so với mực nước biển phòng thí nghiệm điều kiện khí hậu đặc biệt) dẫn đến mức chịu thử cách điện A - Vít kẹp miệng phun B - Ống cấp nước C - Chi tiết thay Hình 2a) Miệng phun kiểu I A- Chi tiết chất dẻo để giảm nguy tắc nghẽn bụi bẩn B - Miếng bịt cao su C - Nắp chặn nước Hình 2b) Miệng phun kiểu II Hình 2c) Miệng phun kiểu III (chỉ mơ tả chi tiết lỗ) CHÚ THÍCH: Chiều dài tia nước thu phụ thuộc vào đường kính lỗ áp suất nước Ở áp suất tối ưu, thường 300 kPa - 400 kPa phụ thuộc vào độ nhẵn lỗ bố trí ống cấp nước, chiều dài gần tia nước đạt với miệng phun thể hình 2a đến 2d cho bảng đây: Kiểu miệng phun Đường kính lỗ Chiều dài tia nước mm m I II 0,5 I II 0,8 III 1,0 10 (Hình nón) 1,0 9-11 Hình 2d) Miệng phun kiểu IV (thơng lệ Mỹ) CHÚ THÍCH: Miệng phun kiểu IV thể hình 2d (thơng lệ Mỹ) có lỗ đồng tâm với kích thươc cho hình vẽ Với áp suất nước 250 kPa - 450 kPa cho chiều dài tia nước m đến m Hình - k hàm số tỷ số độ ẩm tuyệt đối h với mật độ khơng khí tương đối Hình - Các giá trị số mũ m hiệu chỉnh mật độ khơng khí w hiệu chỉnh độ ẩm hàm số tham số g: xem 11.2.3 CHÚ THÍCH: Các giá trị số mũ m w suy từ giá trị thực nghiệm thu điều kiện khác Tuy nhiên, chúng giới hạn độ cao so với mặt biển 2000 m Hình - Độ ẩm tuyệt đối khơng khí hàm số số đọc nhiệt kế bầu khô bầu ướt; xem 11.5 Đường cong độ ẩm tương đối cho hình vẽ Hình - Xung sét tồn sóng Hình - Xung sét bị cắt đầu sóng Hình - Xung sét bị cắt sóng Hình - Xung cắt có đầu sóng tăng tuyến tính Hình 10 - Ví dụ xung sét có dao động bướu xung a, b Giá trị điện áp thử nghiệm xác định đường cong trung bình (đường đứt nét) c, d Giá trị điện áp thử nghiệm xác định giá trị đỉnh e, f, g, h Không thể đưa hướng dẫn chung để xác định giá trị điện áp thử nghiệm Hình 11- Đường cong điện áp/thời gian xung có dạng kỳ vọng khơng đổi Hình 12 - Biên độ lớn cho phép dao động đầu sóng Hình 13- Xung đóng cắt tồn sóng Hình 14 a) - Dòng điện xung - theo hàm mũ Hình 14 b) - Dòng điện xung - Hình chữ nhật Hình 15 a) - Ví dụ mạch thử nghiệm dùng cho thử nghiệm điện áp phối hợp Hình 15 b) - Ví dụ sóng điện áp cho giá trị điện áp thử nghiệm U trình thử nghiệm điện áp phối hợp Hình 16 - Điện trở suất dung dịch natri clorua (NaCl) nước hàm số độ mặn nhiệt độ dung dịch t 100C, 200C 300C CHÚ THÍCH: Độ mặn tính gam lít xác định nhiệt độ 20 0C Hình 17 - Nồng độ dung dịch natri clorua (NaCl) hàm số độ mặn nhiệt độ dung dịch t 100C, 200C 300C CHÚ THÍCH: Độ mặn tính gam lít xác định nhiệt độ 20 0C A - thân pecpêch B - mối nối tiêu chuẩn ống nòng chuẩn mm (thép khơng gỉ) C - thép không gỉ (đường ren SI chuẩn mm với ống nòng 1,6 mm) D - nilơng (đường ren SI chuẩn mm, vít dài 16 mm với ống thép không gỉ đồng tâm) E - chốt pecpêch Hình 18 - Vòi phun sương-muối, xem phụ lục B Hình 19 a) - Bố trí thẳng đứng khe hở thanh/thanh Hình 19b) - Bố trí nằm ngang khe hở thanh/thanh Hình 20 - Xác định thời gian trễ t a) Phối hợp hai điện áp xung b) Phối hợp điện áp xung điện áp xoay chiều tần số công nghiệp MỤC LỤC Lời nói đầu Mục 1: Khái quát Phạm vi áp dụng Mục đích Mục 2: Định nghĩa chung Xung Đặc điểm liên quan đến phóng điện đánh thủng điện áp thử nghiệm Phân loại cách điện đối tượng thử nghiệm Mục 3: Yêu cầu chung liên quan đến qui trình thử nghiệm đối tượng thử nghiệm Yêu cầu chung qui trình thử nghiệm Bố trí chung đối tượng thử nghiệm Thử nghiệm khô Thử nghiệm ướt 10 Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo 11 Điều kiện khí hậu Mục 4: Thử nghiệm điện áp chiều 12 Định nghĩa thử nghiệm áp dụng chiều 13 Điện áp thử nghiệm 14 Qui trình thử nghiệm Mục 5: Thử nghiệm điện áp xoay chiều 15 Định nghĩa thử nghiệm điện áp xoay chiều 16 Điện áp thử nghiệm 17 Qui trình thử nghiệm Mục 6: Thử nghiệm điện áp xung sét 18 Định nghĩa thử nghiệm xung sét 19 Điện áp thử nghiệm 20 Qui trình thử nghiệm Mục 7: Thử nghiệm xung đóng cắt 21 Định nghĩa thử nghiệm xung đóng cắt 22 Điện áp thử nghiệm 23 Qui trình thử nghiệm Mục 8: Thử nghiệm dòng điện xung 24 Định nghĩa thử nghiệm dòng điện xung 25 Dòng điện thử nghiệm Mục 9: Thử nghiệm phối hợp tổng hợp 26 Thử nghiệm điện áp phối hợp 27 Thử nghiệm tổng hợp Phụ lục A – Xử lý thống kê kết thử nghiệm Phụ lục B – Qui trình thử nghiệm nhiễm bẩn Phụ lục C – Hiệu chuẩn dụng cụ đo chưa công nhận khe hở thanh/thanh Các hình vẽ ... sét cắt tiêu chuẩn Xung sét cắt tiêu chuẩn xung tiêu chuẩn cắt khe bên sau từ s đến s Các thời gian tới thời điểm cắt khác Ban kỹ thuật liên quan qui định Do khó khăn thực tế phép đo, thời gian... khác (xem hình 11) 19 Điện áp thử nghiệm 19.1 Xung sét tiêu chuẩn Xung sét tiêu chuẩn xung sét tồn sóng có thời gian đầu sóng 1,2 s thời gian tới nửa giá trị 50 s Xung gọi xung 1,2/50 19.2 Dung... hình từ đến 9) khoảng thời gian 0,3 T1 Đối với liệu có thang thời gian tuyến tính, giao điểm với trục thời gian đường thẳng vẽ qua điểm chuẩn A B đầu sóng 18.1.6 thời gian tới nửa giá trị T2 (time