GBT 29311-2012 电气绝缘材料 交流电压耐久性评定 通则

I Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 2 5 8附录A(资料性附录)威布尔分布 参考文献 3 4图3递增应力下的电压耐久性曲线 7Ⅲ本标准等同采用IEC/TS61251:2008《电气绝缘材料交流电压耐久性评价通则》。——GB/T29310—2012电1GB/T29311—2012/IEC/TS耐久性评定通则IEC60243(所有部分)绝缘材料电气强度试验方法(Electricstrengthofinsulatingmaterials—2GB/T29311—2012/IEC/TS6样品sampleE:电应力。E₁:电气阙值应力。M:一般威布水分布的尺度参数(两个变量)na:有差异的电压耐久性系数。R:尺寸比例t:时间。to:恒定应力E₀下介质击穿时间。v:介质击穿应力值。在不同的电压下测试几组多个试样的样品可以揭示施加3GB/T29311—2012/IEC/TS61251:曲线的精确绘制需要在不同的电压下多次试验，并且一些试验需要在导致介质击穿时间长的电压初始部分为短时低斜率区域，中间部分(可能很长时间)为斜率陡峭的区域，最后部分趋于水平(见图1)。不同材料或系统的电压耐久性曲线形状可能有很大的变化。E击穿时间(或非常接近的0.8E。或0.9E₀)做相同应力下的恒定电压试验用以测定该恒定应力下的介质击穿时间b)应检查并记录被试试样和试样介质击穿的条件，以备后续试验结果分析所用，试样介质击穿的条件应保证在高应力下的失效模式与其他试样在较低应力下的失效模式4GB/T29311—2012/IEC/TS61251:4.5电压耐久性系数(VEC)-n电压耐久性曲线的斜率是材料或系统对电应力响应的反映，n是无量纲参数。对低斜率的电压耐必具有高的电气强度。如果材料的短时电气强度高足以弥补电压耐久性力下低VEC材料的介质击穿时间长，在认为材料具有高的电压耐久性之前，n值应与高的平均电气强4.6有差异的VEC(na)如果电压耐久线在双对数坐标系中是曲线，曲线的斜率可以通过任上曲线斜率的倒数值(见图2)。图2在电压耐久性曲线上任意点确定有差异的VEC(na)4.8电压耐久性关系L=cE-#…………(1)L——介质击穿时间c和n是取决于温度和其他环境条件的常数。 (2)5L=c(E一E₁)”如果E.趋于0,式(3)为反幂函数模型，当短期和中期数据在双对数坐标系中拟合成一条直线时， (4) (5) (6)在双对数曲线图上对于具有直线或直线段的电压耐久性曲线的公式为式(1)和式(2),当在双对数In(L)=1n(c)—nln(E) (7)在双对数坐标系中式(7)为电压耐久性直线方程，其斜率为-1/n。由于斜率的倒数值等于VEC,故VEC也能表示反幂函数模型的指数n。试样的形状及加工工艺取决于试验目的。对于研究目的，已进行了以空穴部降解研究，但这不是本标准的范围。对于外部放电造成的材料降解的评定与比较应按IEC5.2恒定应力试验在恒定应力试验中，试验期间施加在试样上的电压幅值保持不变。通常所选6GB/T29311—2012/IEC/TS通常，选择3或4个不同电压进行试验，提供3或4个数据绘制电压耐久性曲线，常常4个点也不数据与直线的拟合可以通过回归分析来建立(见IEC62539),如果认为拟合性曲线可拟合成其斜率负倒数为VEC的一条直线。如果曲线成弯曲形，斜率为有差异的VEC值对于任何试验电压，与不同概率函数相拟合的介质击穿时间都可以测试。如果数据符合威布尔分布，试验数据呈现为直线(按威布尔坐标),直线的斜率为分布的形状参数β(参见附录A)。在不同电压在试验期间可以检测如tanδ或局部放电诊断量，当在不同电压下获得的ta告表明在较低的应力下的失效时间比在较高应力下以趋势外推法所通过提高频率的试验可以检查电压阈值，如5.3所示。另一种方法是在低应力下评定电压耐久性线通常向图的左边位移，并且在相同的电应力下介质击穿时间较短。电压耐久性试验通常在室温下进度的信息。5.3高频率下试验有时通过提高施加电压的频率来减少试验时间，工频f下的介质击穿时间L:可以通过试验频率 (8)但式(8)的有效性没有证明，特别是如果测试频率高于工频f的10倍时。有时发现加速正比与频率比的幂值高于1,这可能是在高频下材料受到的不同应力条件引起的。众所周知，介电常数和tanδ如果存在阈值应力，低应力下的高频试验可以提供迹象。如果工频测试的结果表明可能存在一个7GB/T29311—2012/IEC/TS61251:在递增应力试验中，施加在每个试样上的应力幅值随时间增加。对于所有试由于可在低追加成本下获得大量的数据信息，数据统计处理是特别参数y[见式(A.2)和式(A.3)]。注意如果在不同的电压递增速率下的γ是一样的有恒定的VEC。为了在开始恒定应力试验前确定y,较好的办法是递增应为试验。理论上可以推导出当对不同面积或体积的试样的试验结果要报同尺寸的两个元件1和2在对应于相同介质击穿概率下的应力E₁和E₂的比值通过式(9)给出：R——尺寸比率，即元件1和2的尺寸比例(面积或者体积)[见式(A.2)]。递增应力试验的数据通常比恒定应力试验的数据分散性小。如果电压耐 (10)n值通常在8～15之间，t。远小于tp。递增应力下的介质击穿时间与恒定应力下的通常较小的介8a)递增应力试验或者类似于一个短时电气强度试验的分步电压试验，试验中的平均介质击穿电间to应该从电压为E。的时候开始测量；使用一个零交叉开关启动试验和用一个计数器计算根据式(10),递增应力下的介质击穿时间tp与恒定应力下的介质击穿时间te的理论比值为(n+a)在5.4提到的高应力下预先性能试验；b)在低应力下的恒定应力试验。在不同的应力下，足够的试验可以获得电压耐久性曲线而得到对被试材料长期运行状况可靠的预测。在任何情况下至少需要3个测试电压。其他的诊断测当被试材料或系统在双对数坐标图中显示电升高速率对核对VEC是有用的。如果曲线显示出阈值应力的倾向，在低于预期阈值应力的5%下进行通过分析常规电压耐久性曲线，清楚表明在同样的纵坐标(E/E。)值以及其他参数相同时VEC越有证明VEC是常数，应报告其平均值。在曲线的情况下，4.6中描述了有差异的系数na,测试na的应如果考虑的材料或系统出现一个技术上感兴趣的电气阈值应力(即电气阈值应力不太低以至它的9a)测试试样应随机来自大批量的产品(来自相同的制造工艺);c)每个试样用作同一的测试单元或测试目的，每一试验或从一个试验到另一个试验期间周围的在很多情况下，很低介质击穿概率的电压耐久性曲线比平均值或中值概率的介质击穿时间的平均值或中值与低概率下的介质击穿时间的差异是被试材分散函数。通过增加试样数量或每组试样击穿的数量可以得到合理可信的为了对试验精确性有直接的看法，在电压耐久性曲线上对每个从试验确定的点的置信区间都应F-试验对核实数据偏离线性容差是有效的，但需要跨越几十年的数据。电压耐久性系数值越大，为了精确所需求的数据量也就越多制出电压耐久性脚线图。虽然如此，电压耐久性曲线应同试验报告一起完成 制备工艺；----试样的处理条件(如有) 如果试验结果是以电压耐久性系数的形式给出的，那么曲线应该满GB/T29311—2012/IEC/TS612(资料性附录)威布尔分布A.1介质击穿时间的威布尔分布介质击穿时间的二参数威布尔分布通常表示如式(A.1)所示：P(t)——时间t介质击穿概率；β——形状参数；α——相对于P(t)=1-1/e=0.632的时间。通过两次取对数可得式(A.2):Inln[1/(1—P)]=βln(t以1nln[1/(1-P)]对1n(t)作图即得斜率为β的直线。威布尔坐标纸是根据这样的坐标系刻度面特制的坐标纸。A.2介质击穿应力的威布尔分布介质击穿应力的威布尔分布通常表示如式(A.3)所示：y——形状参数；m与尺寸比率R成比例(见5.4)。在威布尔坐标纸上，可以得到斜率为γ的直线。如果不同尺寸的两个元件受到不同的应力E₁和E₂,它们的介质击穿概率P相同，则有式(A.4):根据式(A.4),很容易推导出5.4中的式(10)。A.3介质击穿应力的广义威布尔分布介质击穿时间和应力的广义威布尔分布如式(A.5)表示：式(A.5)中E为常数时，式(A.5)可转化为式(A.1);t为常数时，式(A.5)可转化为式(A.3)。对因此，在递增应力试验中，威布尔坐标纸上概率对应力的直线的斜率为(β+y)而不是γ。然而，通常情况下γ