中華人民共和國國家經濟貿易委員會2002-04-27批準 2002-09-01實施
前言
本標準是根據國家經貿委電力司《關于確認1999年度電力行業標準制、修訂計劃項目的通知》(電力[2000]22號文)下達的任務而編制的。等效采用IEC61112《帶電作業用絕緣毯》。
本標準適用于用絕緣材料制成的保護作業人員觸及帶電體時免遭電擊,以及防止電氣設備之間短路的絕緣毯。本標準規定了絕緣毯的分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、貯存等。
本標準在絕緣毯的適用電壓等級上,根據IEC標準的分級并結合我國電力系統的電壓等級及電網的中性點接地方式,并考慮適當的安全裕度,規定了絕緣毯的適用電壓等級。
本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D為標準的附錄。
本標準由中華人民共和國經濟貿易委員會提出。
本標準由全國帶電作業標準化技術委員會歸口。
本標準主要起草單位;武漢高壓研究所、福建省電力公司、福建省泉州供電局。
本標準主要起草人:胡毅、易輝、張麗華、吳維寧、劉松喜、洪全筑。
本標準由武漢高壓研究所負責解釋。
IEC 前言
1. IEC關于技術方面的正式決議或協定由對此特別感興趣的所有國家委員會組成的技術委員會做出,其表述要盡可能地與國際上關于這個問題的觀點相接近。
2. 這些決議或協定在國際上推薦使用,并能為各國家委員會所接受。
3. 為了促進各國間的一致性,IEC希望所有的國家委員會在其國家允許的情況下采用IEC推薦的標準作為其國家標準。IEC推薦標準與其國家之間的分歧,應盡可能清楚地在其國家標準中說明。
本標準由IEC/TC78技術委員會(帶電作業工具)提出。
本標準的制定基于下列文件:(略)
從上表所列的表決報告中可以看到關于表決批準標準的全部情況。
附錄A、附錄B、附錄C、附錄D是標準的附錄。
1 范圍
本標準規定了帶電作業用絕緣毯的分類、要求、試驗、檢驗規則、標志、包裝、貯存等。
本標準適用于用絕緣材料制成的保護作業人員無意識觸及帶電體時免遭電擊,以及防止電氣設備之間短路的絕緣毯。
2 引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB 14286—1993 帶電作業術語
GB/T 16927—1997 高電壓試驗技術 第一部分:一般試驗要求
GB/T 528—1992 硫化橡膠和熱塑性橡膠拉伸性能的確定
3 定義
3.1 橡膠類材料(elastomer)
包括天然和人造橡膠、乳膠和橡膠聚合物,以及天然橡膠和人造橡膠聚合物。
3.2 塑膠類材料(plastic)
含有高聚合物成分,并可通過注射、壓制等流動成型方式制成物品的材料。
3.3 電極間隙(electrode clearance)
從高壓電極至接地電極之間的最短路徑。
3.4 認證試驗(proof test)
在規定的試驗條件下,確證試品的電氣絕緣強度高于某一規定的電壓值的試驗。
4 結構
絕緣毯應采用絕緣的橡膠類和塑膠類材料,采用無縫制作工藝制成。絕緣毯上的孔眼必須用非金屬材料加固邊緣,其直徑通常為8mm。
5 分類
5.1 絕緣毯按電氣性能分為0,1,2,3四級。適用于不同系統標稱電壓的絕緣毯見表1。
5.2 具有特殊性能和多重特殊性能的絕緣毯分為6種類型,分別為A、H、Z、M、S、C型,見表2。
表1 適用于不同電壓等級的絕緣毯(略)
表2 絕緣毯類型(略)
6 要求
6.1 樣式
絕緣毯的形狀可以是平展式的(見圖1),也可以是開槽式的(見圖2)。也可以專門設計以滿足特殊用途的需要。
圖1 平展式絕緣毯(略)
圖2 開槽式絕緣毯(略)
6.2 尺寸
絕緣毯尺寸及允許誤差見表3。
表3 尺寸及允許誤差(略)
6.3 厚度
6.3.1 為了有合適的柔軟度,絕緣毯的最大厚度規定見表4。
表4 絕緣毯的最大厚度 mm(略)
6.3.2 最小厚度不予限定,但必須通過本標準第7條、第8條所規定的試驗。
6.3.3 A、H、M、S和Z類絕緣毯所需增加的額外厚度不應超過0.6mm。
6.4 工藝及成型
絕緣毯上、下表面應不存在有害的不規則性。有害的不規則性是指下列特征之一,即破壞其不均勻性,損壞表面光滑輪廓的缺陷,如小孔、裂縫、局部隆起、切口、夾雜導電異物、折縫、空隙、凹凸紋及鑄造標志等。無害的不規則性是指在生產過程中形成的表面不規則性。如果其不規則性是屬于以下狀況,則是可以接受的。
a) 凹陷的直徑不大于1.6m,邊緣光滑,當凹陷處的反面包敷在拇指上擴展時,正面不應有可見痕跡。
b) 絕緣毯上如a)中描述的凹陷在5個以下,且任意兩個凹陷之間的距離不大于15mm。
c) 當拉伸時,凹槽或模型趨向于平滑的表面。
d) 表面上由雜質形成的凸塊不影響材料的延展。
7 試驗
7.1 一般要求
試驗包括型式試驗、抽樣試驗和例行試驗。
進行型式試驗所需的試品數量規定如下:
—— 普通型絕緣毯、M型和C型絕緣毯需8個試品。
—— H類和A類絕緣毯需12個試品。
—— Z類絕緣毯需9個試品。
—— S類絕緣毯需13個試品。
每項試驗所需試品數見附錄B。
絕緣毯在試驗前應在溫度為(23±2)℃、相對濕度為(50±5)%的環境中預置(2±0.5)h。
7.2 外觀檢查和測量
7.2.1 外形檢查
應按6.1要求,對絕緣毯外形進行目測檢查。
7.2.2 尺寸檢查
按照6.2中圖1和圖2,絕緣毯在展平的狀態下按表3中的尺寸要求進行檢查。
7.2.3 厚度
按6.3要求,在整個毯上應隨機選擇5個以上不同的點進行厚度測量和檢查。可使用千分尺或同樣精度的儀器進行測量。千分尺的精度應在0.02mm以內,測鉆的直徑為6mm,平面壓腳的直徑為(3.17±0.25)mm,壓腳應能施加(0.83±0.03)N的壓力。絕緣毯應平展放置,以使千分尺測量面之間是平滑的。
若有爭議時,應采用上述的千分尺方法進行測量。
7.2.4 工藝及成型檢查
按6.4要求,對試品進行目測檢查,應無6.4中所指出的有害的不規則性。
7.2.5 標志檢查
對標志應進行目測檢查和持久性試驗。
標志的持久性試驗可以通過肥皂水浸泡的軟麻布擦15s,然后再用酒精浸泡過的軟麻布擦15s。試驗結束時標志仍應是清晰的。
7.2.6 包裝檢查
對包裝應進行目視檢查。
7.3 機械試驗
7.3.1 一般要求
試驗前應將試品預置在溫度為(23±2)℃、相對濕度為(50±5)%的環境中24h。
7.3.2 拉伸強度和伸長率試驗
從絕緣毯的4個角分別切割下4個啞鈴型測試塊,其中2個測試塊在絕緣毯的長邊切割,另2個從短邊切割。每個測試塊的外形如圖3所示。在啞鈴型的窄處量出長度為20mm的間距(L0),并在兩邊標上印記線,用拉力機進行測試。拉力機以(500±50)mm/min的速度進行拉伸。抗拉強度定義為拉斷所需力除以測試塊處試驗前的截面積。4個測試塊平均抗拉強度應不小于12MPa,最低抗拉強度應不低于平均抗拉強度的90%。
拉斷伸長率定義為拉斷時兩印記線之間的距離L與L0之差除以L0的百分比,即:S=(L-L0)/L×100%
式中:L0——拉伸前兩印記線之間的距離,mm;
L——拉斷時兩印記線之間的距離,mm。
4個測試塊的平均拉斷伸長率,對于橡膠類試品應不小于300%,對于塑膠類試品應不小于150%。
圖3 啞鈴型試件(略)
7.3.3 抗機械刺穿試驗
從被試毯上切取2個直徑為50mm的圓形試品,將每個試品緊夾在2個直徑為50mm的圓板之間,上板開有直徑為6mm的孔,下板開有直徑為25mm的孔,兩孔邊緣倒角為半徑0.8mm的圓弧(見圖4)。
將一根直徑為5mm的金屬棒加工成一端錐度12°、頂端半徑為0.8mm的錐形針,將錐形針垂直置于試品上方,以(500±50)mm/min的速度向試品加力,測量出穿透試品所需的刺穿力。抗機械刺穿強度等于刺穿力除以試品厚度。對于0級絕緣毯要求抗刺穿力不小于30N,對于其他級別的絕緣毯要求抗刺穿力不小于45N。
7.3.4 拉伸永久變形試驗
該項試驗僅適用于用橡膠類材料制成的絕緣毯。
從被試絕緣毯上切取啞鈴型試品3件,外形尺寸如圖3所示。將試件固定在應變儀的夾架上,使一端固定,另一端可隨夾架在導軌上移動。
拉伸變形前的基準長度(L0)的測量誤差應在0.1mm之內,將試品裝在夾架上后,以(2~20)mm/s的速度拉伸試品,使其伸長率達到(200±10)%,并保持10min,此時長度為Ls,然后以(2~10)mm/s的速度將試品放松,取下試品置于平面上,經過10min的形變恢復時間,再測量兩基準線之間的距離L1,拉伸永久變形按下式計算:
拉伸永久變形(%)=100×(L1-L0)/(Ls-L0)
式中:L0——拉伸變形前的基準長度,mm;
Ls——形變后的長度,mm;
L1——恢復后的基準長度,mm;
拉伸永久變形應不超過15%。
圖4 抗機械刺穿試驗圖中尺寸為mm(略)
7.3.5 抗撕裂試驗
該項試驗僅適用于用塑膠類材料制成的絕緣毯。
從被試絕緣毯上截取如圖5所示的4個矩形試塊。2塊從絕緣毯的長邊截取,另2塊從寬邊截取,并置于溫度為(23±2℃)、相對濕度為(50±5)%的環境中24h。
如圖5所示,在試件的中間剪一個(25±0.5)mm的口子,再在圖中虛線所示位置用軟鉛筆劃上標記線,標記線的角度誤差應在±1°之內。
采用拉力試驗機進行試驗,拉力機的夾具應大于試品寬度,夾具沿圖5所示的標記線平齊夾緊,以防滑脫。
拉力試驗機以(100±10)mm/min的速度進行拉伸,記錄抗撕裂強度隨時間的變化情況,拉伸直至試件分離為止。取每件試品記錄的最大值并計算4件的平均值。平均值應不小于30N。
圖5 抗撕裂試驗(略)
7.4 電氣試驗
7.4.1 一般要求
電氣試驗采用交流電壓進行試驗。
型式試驗需3個絕緣毯,例行試驗需1個絕緣毯,抽樣試驗所需數量參照附錄C。
試驗設備及測量系統應符合GB/T 16927.1的有關規定。試驗設備應具有過流保護裝置。系統的測量誤差應小于3%。測量儀器、儀表應每年進行一次計量校核。
對于型式試驗和抽樣試驗,在電氣試驗前,絕緣毯應浸在水中預置(16±0.5)h,例行試驗不需在水中預置。
電極設計及加工應使電極之間的電場均勻且無電暈發生。
電極間隙規定值見表5。
表5 電極間隙(略)
7.4.2 電極
試驗電極分別有以下幾種。
7.4.2.1 認證試驗電極
適用于0,1,2級絕緣毯的電極應是約5mm厚的矩形金屬極板。極板邊角具有光滑的邊緣。下極板的尺寸應大于表3中絕緣毯的尺寸,上極板與下極板之間的絕緣距離應滿足表5中對電極間隙的規定。6mm左右的導電橡膠(泡沫)或潮濕的海綿放置在極板與試品之間。
對于3級絕緣毯,一個厚度為(3~5)mm、中空為(762×762)mm、邊長為(1270×1270)mm耐熱型有機玻璃板置放在接地金屬板上,導電橡膠或潮濕的海綿置放入玻璃板的中空部分,再把被試絕緣毯置放其上,試驗電壓施加在絕緣毯上部的金屬極板上,試驗布置見圖6。
7.4.2.2 耐壓試驗電極
耐壓試驗的電極由兩個金屬圓柱組成,圓柱邊緣的曲率半徑為3mm,其中一個電極的高度應為25mm,直徑為25mm;另一個電極高度應為15mm,直徑為75mm。兩個電極同軸布置,如圖7所示。
圖6 用于3級絕緣毯的試驗布置(略)
圖7 試驗電極(略)
7.4.3 交流電壓試驗
7.4.3.1 交流電壓認證試驗
試驗電壓從較低值開始上升,并以1000V/s的速度逐漸升壓,直至達到表6規定的試驗電壓或絕緣毯發生擊穿。試驗時間從達到規定的試驗電壓的時刻開始計算。對于型式試驗和抽樣試驗,電壓持續時間為3min,對于例行試驗,電壓持續時間為1min。如試驗無閃絡、無擊穿、無明顯發熱,則試驗通過。
7.4.3.2 交流耐壓試驗
需從絕緣毯上切取5個150mm×150mm的試驗樣品。
把試品固定在如7.4.2.2所述的金屬電極之間,并且把整個裝置浸泡在液體油中(例如:絕緣變壓器油)。試品不應觸及油壁。
對每個試品僅施加一次電壓,試驗電壓從較低值開始上升,以1000V/s的速度逐漸升壓,升壓到表6規定的試驗電壓值。試驗電壓從達到規定的試驗電壓的時刻開始計算。
對于型式試驗和抽樣試驗,電壓持續時間為3min。如果無擊穿發生,則試驗通過。
7.5 老化試驗
對于橡膠類絕緣毯,分別按7.3.2切取4件啞鈴形試品,按7.3.4切取3件啞鈴形試品。
對于塑膠類絕緣毯,分別按7.3.2切取4件啞鈴形試品,按7.3.5切取4件矩形試品。
上述試品置于溫度為(70±2)℃、相對濕度為20%以下的空氣恒溫器中168h。
空氣恒溫器中應有每小時交換3~10次的空氣環流,輸入的空氣溫度應為(70±2)℃。
在空氣恒溫器中不應有銅或銅合金物品。容器內應有懸掛試品的裝置,各試品之間的間距至少為10mm,試品與恒溫器內表面之間的距離至少為50mm。
當加熱,周期結束后,從恒溫器中取出物品,冷卻時間不少于16h,然后依據7.3.2規定,對橡膠類材料或塑膠類材料的4件啞鈴形試品進行拉伸強度和拉斷伸長率試驗。
對于橡膠類材料試品,應按照7.3.4對3件啞鈴形試品進行拉伸永久變形試驗。對于塑膠類材料試品,按照7.3.5對4件矩形試品進行抗撕裂試驗。
試驗結果應滿足以下要求:
——對于橡膠類材料或塑膠類材料試品,拉伸強度和拉斷伸長率應不小于老化試驗前的80%;
——對于橡膠類材料試品,拉伸強度永久變形應不大于老化試驗前的15%;
——對于塑膠類材料試品,抗撕裂強度應不小于30N。
表6 試驗電壓(略)
7.6 阻燃試驗
從絕緣毯切取1件150mm×150mm的試品,用鉗子夾住水平地放在燃氣噴嘴的中心上方40mm處。
試驗應在通風良好的房間內進行。試驗時應使用優質甲烷作為燃料,且有相應的調節器和表計來控制燃氣量。噴嘴直徑為(9.5±0.5)mm,可產生(20±2)mm的藍色火焰。
試驗前,試品應遠離噴嘴放置。首先點燃并調節產生高度(20±2)mm的火焰,通過調節燃燒噴嘴的燃氣量和空氣量,直到產生(20±2)mm尖端為黃色的藍色火焰。隨后增加空氣量,直到尖端的黃色火焰消失。
調節完畢后,將燃燒噴嘴置于試品的正下方,火焰應在燃燒10s后退出,應保證沒有空氣流干擾試驗火焰。
燃氣裝置退出后,觀察試品上的火焰蔓延,觀察時間為55s。如果在此時間內,火焰沒有擴散到以燃燒中心為圓心、直徑為50mm的圓以外,則 認為試驗通過。
7.7 低溫試驗
型式試驗需3只絕緣毯,抽樣試驗所需試品數見附錄D(抽樣方案及程序)。將被試的絕緣毯置放于溫度為(-25×3)℃的低溫艙中4h,2塊200mm×200mm×5mm的聚乙烯板也一同置于低溫艙中保持相同的時間。
在從低溫艙中移出的1min內,將每只絕緣毯對折并置放在兩聚乙烯板之間,然后在板上施加100N的力并持續30s,如圖8所示。若試品無破裂或無明顯可見的裂紋,則試驗通過。
圖8 低溫試驗布置(略)
8 特殊性能絕緣毯的試驗
在5.2中列出的具有特殊性能的絕緣毯,除應滿足本標準7中的試驗要求外,還應通過以下特殊試驗。
8.1 A類絕緣毯——耐酸試驗
對A類絕緣毯應進行耐酸性試驗。
在環境溫度為(23±2)℃時,將A類絕緣毯試品浸泡于32°硫酸溶液中(8±0.5)h,然后將絕緣毯用清水清洗,并在70℃左右空氣中干燥(2±0.5)h。
8.2 H類絕緣毯——耐油性試驗
對H類絕緣毯進行耐酸性試驗。
H類絕緣毯試品在溫度為(23±2)℃、相對濕度為(50±5)%的空氣放置(3±0.5)h以上后,將其浸泡于(70±2)℃的1號油中(24±0.5)h。然后用不起毛的吸水擦洗布將絕緣毯擦干洗凈。在環境溫度下放置(45±15)min后進行以下試驗。在環境溫度下放置(45±15)min后,再進行試驗(見7.4,無預濕條件下進行試驗)。
——電氣試驗(見7.4,在無預濕條件下進行試驗)。
——拉伸強度和拉斷伸長率試驗(見7.3.2),浸油后絕緣毯拉伸強度和拉斷伸長率試驗值應不小于不浸油試驗值的50%。
8.3 Z類絕緣毯——耐臭氧試驗
對Z類絕緣毯應進行耐臭氧試驗。
從Z類絕緣毯上切取12mm×100mm試品一件,將其拉伸20%置于溫度為(40±2)℃的恒溫箱中(3±0.5)h。恒溫箱中臭氧濃度在標準大氣壓下(101.3kPa)為(1±0.01)mg/m3。取出后外觀檢查時,試品應無裂痕。
然后將試品存放于室溫(23±2)℃、相對濕度為(50±5)%環境中(48±0.5/h),再進行電氣試驗(見7.4)。
8.4 M類絕緣毯——抗機械刺穿試驗
試驗按7.3.3條進行。試驗結果應滿足以下要求:
——刺穿強度應大于70N。
——如果試品表面存在不均勻,則應選擇最薄弱的部位進行該項試驗。
8.5 S類絕緣毯——耐油和臭氧綜合性能試驗
對于S類絕緣毯應進行耐油和臭氧綜合性能試驗。
從同一批S類絕緣毯中抽取兩件試品,第一件試品按8.2條進行耐油性試驗,第二件試品按8.3條進行耐臭氧性試驗。
8.6 C類絕緣毯——耐低溫性能試驗
對C類絕緣毯應進行耐低溫性能試驗。
將3只絕緣毯試品和2塊200mm×200mm×5mm的聚乙烯板置于溫度為(-40±3)℃的低溫艙中(24±0.5)h。
將絕緣毯試品從容器中取出后的1min內,將每只絕緣毯對折并置放在兩聚乙烯板之間,然后在板上施加100N的壓力并持續30s,如圖8所示,若試品無破裂或無明顯的裂紋,則試驗通過。
9 標志、包裝、貯存
9.1 標志
9.1.1 絕緣毯上應有如下標志:
a. 符號(雙三角形)(見附錄A);
b. 制造廠或商標;
c. 種類、型號(長度和寬度);
d. 電壓級別;
e. 生產日期。
另外,在絕緣毯上應有一矩形標志,在矩形標志中標出檢驗周期和檢測日期。
9.1.2 在使用彩色標志時,符號的顏色要符合下面的規則:
0級——紅色
1級——白色
2級——黃色
3級——綠色
9.2 包裝
絕緣毯應逐一包裝在有足夠強度的包裝袋里,不允許折疊和擠壓,以避免損壞。
絕緣毯的包裝袋中應附有檢驗合格證及使用說明書。包裝袋的外面應印有制造廠名稱、產品名稱、種類、等級、分類、型號和數量。
9.3 貯存
絕緣毯應貯存在專用箱內,避免陽光直射、雨雪浸淋,防止擠壓和尖銳物體碰撞。
禁止絕緣毯與油、酸、堿或其他有害物質接觸,并距離熱源1m以上。貯存環境溫度宜為(10~21)℃之間。
附件