GB/T 17627-2019 低压电气设备的高电压试验技术 定义、试验和程序要求、试验设备

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标准编号:GB/T 17627-2019
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标准类别:电力标准
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GB/T 17627-2019标准规范下载简介:

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GB/T 17627-2019 低压电气设备的高电压试验技术 定义、试验和程序要求、试验设备

除非有关标准另有规定,试品应清洁、干燥,与周围环境达到平衡稳定,并应根据本标准相关条款规

除非有关标准另有规定,试品应清洁、干燥,与周围环境达到平衡稳定,并应根据本标准相关条款

定施加电压。特定类型试品的试验程序,应由有关标准规定,并考虑如下因素: 试验结果的准确度要求; 被观测现象的随机性以及被测特性与极性的关系: 重复施加电压引起绝缘逐渐劣化的可能性。 还包括使用的极性、用两种极性试验时极性的顺序、加压次数和加压时间间隔以及任何的调整和预 处理。 试验设备与试品之间的连接线应直接相连并尽可能短,应避免连接成环路以使冲击波前的振荡最 小化。引线应尽可能靠近,以尽量减少引线之间的区域。 上述要求也应适用于测量系统,例如需要校准的试验设备和标准测量系统。 试验设备的制造商应提供有关试验设备特性的信息,以便对试品进行高压试验时,产生的电压在允 许的限值范围内

MZ/T 120-2018 自立式辅助起床架.2试验程序以及对试验设备进行确认的大气条

试验程序以及试验设备确认的大气条件,应符合GB/T2421.1相关规定: 温度:15℃~35℃; 气压:86kPa~106kPa; 相对湿度:25%~75%; 绝对湿度:≤22g/m。 试验期间的实际大气条件应予以记录。 当大气条件在此规定的范围内时,不需要根据温度、湿度和气压对试验电压进行修正。 当大气条件不在此规定的范围内时,经协商,参见附录C提供的有关方法,对试验电压进行修正

4.3测量系统和试验程序

认可测量系统需进行初始试验,并在其整个使用寿命期间进行周期性的性能试验(周期要求 见4.3.2)。初始试验包括型式试验和例行试验, 性能试验应证明测量系统能够测量拟测量的试验电压,且满足本标准给出的不确定度要求,而且该 测量可溯源到相应的国家基准或标准。只有在其性能记录中包含系统布置和工作条件的情况下(要求 羊见4.3.3),测量系统才能被认可。 测量系统的主要要求是在规定工作条件范围内的稳定性,以保证其刻度因数在长时间内保持恒定。 标定刻度因数通过性能试验校准确定,校准应溯源至国家基准或标准。使用者采用本标准的规定 交准其测量系统时,应保证该校准是由能胜任的人员使用标准测量系统和合适的操作程序进行。 使用者也可选择由国家计量机构或有资质的校准实验室来进行性能试验,从而确保校准溯源至国 家基准或标准。 不论采取何种方式,使用者应将试验数据存入性能记录中

4.3.2性能试验周期

下大于1年。若设备制造商另有说 根据实际情况确定试验周期。 当测量系统经过大修或回路布置 寸,均应进行性能试验,

4.3.3性能记录的要求

所有试验结果以及获取这些结果的条件均应保存在由使用者建立并保存的性能记录中(根据有

法规和质量体系规定以纸质文件或电子文档存储),性能记录应包含测量系统各个组件的唯一性标识, 而且保证测量系统的性能完整连续可查。 性能记录至少包括以下信息: 测量系统的一般说明; 测量系统的型式试验和例行试验结果; 测量系统的后续性能试验结果。 测量系统的一般说明通常由测量系统的主要指标和功能组成,比如:额定工作电压、波形、净距范 围、工作时间或电压最大施加频次。对许多测量系统而言,传输系统以及高压和接地布置的信息是重要 的。如果需要,测量系统的组件说明还应包括测量仪器的型号和相关文件

按本标准进行测量的不确定度应根据JJF1059.1一2012进行评定。测量不确定度应与容差相区 别。试验合格与否仅取决于测量值和评价标准,测量结果的不确定度不用于进行是否合格判断。评定 不确定度的程序可按JJF1059.1一2012以及本标准给出的方法进行,4.4.7中给出的简化程序适用于高 电压试验中常用的仪表设备和测量布置。但是,使用者也可从JJF1059.1一2012中选取其他合适的程 ,附录A和附录B简要给出了这些程序。 通常,需要考虑的被测量是测量系统的刻度因数。但是在某些情况下还应考虑其他量值,例如冲击 电压的时间参数及其误差。 注1:对特殊的转换装置其他量是常用的。例如,分压器是由使用范围内的分压比及其不确定度进行表征,电压互 感器则由变比误差、相位差和相应的不确定度进行表征。 依据JJF1059.1一2012,测量的不确定度由A类和B类(见4.4.7)不确定度分量合成评定。各分量 可从测量结果、制造商手册、校准证书以及测量期间影响因素的合理估算值中获得,例如,4.4中所述的 温度影响、负载影响、动态特性以及长期和短期稳定性等影响因素。其他影响因素,如测量仪器的有限 分辨率,在必要时也应包括在内。 不确定度应以包含概率近似为95%的扩展不确定度给出,在正态分布的假定下,包含因子k三2, 注2:本标准中,刻度因数和电压测量的不确定度(4.4.14.4.6)是用相对不确定度来表示的,而不是JF1059.1 2012通常考虑的绝对不确定度

.4认可测量系统及其组件的试验和试验要求

应依据规定的性能试验进行校准来确定测量系统的标定刻度因数。对标定的测量范围,标定刻度 因数是唯一值。如果需要,不同的标定测量范围可规定不同刻度因数。 整套测量系统的刻度因数通过与标准测量系统进行比对确定。 用于校准的输入电压应与被测电压具有相同的类型、频率或波形。如不满足此条件,应估算相关不 角定度分量。 校准时溯源至国家计量机构的标准测量系统与被校测量系统并联连接,并采取措施避免转换装置 和测量仪器间的接地环路。对两个测量系统同时读数,由标准测量系统读到的每次测量的输入量除以 校测量系统的相应读数,求得该次测量的刻度因数F,值。重复该测量n次求取被校测量系统在某一 电压U,下的刻度因数平均值F,平均值由式(2)给出:

F的相对标准差s.由式(3)给出:

相对标准不确定度u。由式(4)给出(参见附录A

对交、直流电压的测量,独立读数可通过施加试验电压读取n个读数或施加n次电压读取每次读 数来求得。对冲击电压则是施加n次冲击。 标定刻度因数通过在标定测量范围的最小值、最大值以及至少3个近乎相等间隔的中间值下(见图2) 直接与标准测量系统比对确定。标定刻度因数F为h个电压水平下记录到的所有刻度F,因数的平均 值如式(5)所示:

图2全电压范围内的比对校准

取各个A类标准不确定度中的最大值 度因数F的标准不确定度(见图3),如式

若以修约值F。作为标定刻度因数,在评估刻度因数的扩展不确定度时,应将修约值F。和F的差 为B类不确定度分量考虑。 应在校准证书中给出h个电压水平下对应的每个刻度因数及其不确定度

校准的不确定度分量(最少取5个电压水平的示)

首先以最小负荷(仅使用参考测量系统)进行比较试验,并且以设备制造商允许的最大负荷(电 容、电感或它们的任何组合)重复试验。 负荷影响的不确定度分量依据式(8)计算:

验尤其适用于当电压不是直接在试品高压侧端口

一个组件或测量系统的响应特性试验应在能代 使用条件的条件下进行:无其是接地体和带电 本的距离。优选的动态特性测量方法是:对直流和交流电压测量其幅频响应;对冲击电压在标称时段的 上限和下限分别确定其刻度因数和时间参数。 注:有关单位阶跃响应测量的附加信息见GB/T16927.2一2013附录C。 动态特性的相对标准不确定度的B类评估方法由式(9)给出:

一在一个频率范围内的,或在一个定义标称时段的冲击时间参数内确定的刻度因数的次数 F,一单独的刻度因数; 标称时段内刻度因数的平均值

4.4.3.2幅频响应的确定

4.4.3.3冲击电压测量系统的标准方法

用校准刻度因数(见4.4.1)时得 标标时段的限值:应按4.4.3.1中式(9) 对电压及时间参数的不确定度分量进行计算, 注:有关单位阶跃响应测量和计算见GB/T16927.2—2013附录C

在适当的预期使用时间内,对测量系统连续(对冲击测量系统则以标定的最大频次)施加标定测量 范围的最大电压,在刚刚达到最大电压时,立即测量刻度因数,并在电压降低前立即重复测量。 电压施加时间不能长于标定工作时间,但可限制到一个足以达到平衡的时间。 注:短时稳定性试验宜包括转换装置的自热效应。 试验结果是在电压施加时间内刻度因数变化的一个估算值,在这段时间内,可获得一B类估算的 标准不确定度分量,如式(10)所示

式中: Fbefore和Fafter分别是短时稳定性试验前和后的刻度因数

应对刻度因数在一段时间内的稳定性进行考虑和评估。通常是以在一个预定的使用时间段Tuse 一般至下一次校准)内不确定度分量的有效性来评估,评估可以采用制造商提供的数据或以一系列性 能试验结果为依据。评定的结果是刻度因数变化的一个估算值。以B类标准不确定度分量进行评估, 如式(11)所示:

可得到许多性能试验结果的情况下,长期稳定性可由A类分量的形式来表征,如式(12)所示

重复的性能试验结果为刻度因数F,及其平均值F。和重复的平均时间间隔Tmean。 主:长期稳定性通常规定以一年为周期。

4.4.6环境温度影响

测量系统的刻度因数可能受环境温度影响,这可以通过在不同环境温度下确定刻度因数来定量计 算,或基于组件的特性来计算。试验或计算的详细资料应存入性能记录中。 试验和计算的结果是由于环境温度变化引起的刻度因数变化的一种估算。其B类相对标准不确 定度由式(13)给出:

4.4.7刻度因数的不确定度计算

本条给出了评估一个测量系统的标定刻度因数的扩展不确定度的简单程序。该程序基于很多假 定,这些假定在许多情况下是真实的。但是宜在每一独立的情形下予以验证。主要假定如下: a)测量量之间没有相关性; 6 用B类方法评定的标准不确定度分量假定具有矩形分布; c)最大的三个不确定度分量具有近似相等的值。 基于上述假定提供了一个刻度因数F的扩展不确定度评定程序,该程序适用于测量系统的校准以 及使用认可测量系统进行测量

校准的扩展不确定度U由标准测量系统的校准不确定度和在本条中明的其他量的影响估算得 到。例如,标准测量系统稳定性和校准期间的环境参数等。 试验量测量值的扩展不确定度UM是由认可测量系统的刻度因数的校准不确定度和在4.4中讨论 的其他量的影响估算求得,例如,测量系统的稳定性,校准证书中没有考虑的测量过程中的环境参数。 评估不确定度的其他方法在JJF1059.1一2012给出,同时也在附录A和附录B中给出

4.4.7.2校准不确定度

刻度因数校准的相对扩展不确定度U。l是由标准测量系统的不确定度和在本条中阐述的A类利 不确定度计算而来的,如式(14)所示:

Uel=k·u=2u+u+Zui

式中: T 包含因子,对应于约95%的包含概率,且为正态分布,k=2; U ref 标准测量系统在其校准时的刻度因数的合成不确定度; UA 在刻度因数校准过程中统计的A类不确定度; U Bo 在刻度因数校准过程中确定的标准不确定度的非线性分量: UL Bi 由第个影响量产生的刻度因数的合成标准不确定度的分量,以B类分量估算(附录A)。 这些分量和标准测量系统相关,由非线性、短时和长期不稳定性等因素产生。根据4.4.2~ 4.4.6,既可由附加测量计算也可由其他数据源估算,如果校准期间其他量,如其短时稳定 性、测量的分辨率,对认可测量系统的影响是重要的,则应考虑在内。 在以上假定不成立的情况下,可参见附录A给出的程序,或如果需要,可采用JJF1059.1一2012给 的程序。 B类不确定度分量的个数N可因不同类型的试验电压(见第5章至第7章)而不同,更多的有关 类不确定度分量的信息在相关条款中给出

4.4.7.3使用认可测量系统的测量不确定度

使用认可测量系统进行试验时,使用者应进行试验电压值测量的扩展不确定度估算。然而,也可以 结合校准证书,在测量条件的某一限定范围内给出其估算。 测量试验电压值的相对扩展不确定度UM,由认可测量系统在校准中确定的标称刻度因数的合成 标准不确定度和本条款阐述的B类不确定度分量计算得出,如式(15)所示:

Um=k·um=2 ua+ui

..............5

k 包含因子,对应于约95%的包含概率,且为正态分布,k=2; uM 使用认可测量系统测量的合成标准不确定度,在预定的使用时间(例如一个校准时间间 隔)内有效; Uu eali 在校准中给出的认可测量系统的刻度因数的合成标准不确定度(见4.4.7.2); uBi 由第i个影响量产生的认可测量系统合成标准不确定度的分量,以B类分量估算。这些 分量和认可测量系统的正常使用有关,由非线性、短时和长期不稳定性等因素产生,根据 4.4.2~4.4.6,既可由附加测量确定,也可由其他数据源估算确定,还应考虑其他重要影响 因素,如认可测量系统仪器的显示分辨率等。 校准证书可包含校准不确定度Ul的信息及当在规定条件下使用时认可测量系统的试验电压值的 相对扩展测量不确定度UM的信息

4.4.8时间参数测量的不确定度计算(仅对冲击电压)

当冲击电压的时间参数在规定的范围内时,冲击电压的认可测量系统应能在规定的不确定度限值 内准确测量时间参数(T1,T)。对波前时间,该规定范围通常是指标称时段。可通过比对法或组件法 给出实验论据。 注:时间参数不确定度估算得出的是绝对不确定度值

.4.8.2时间参数的校准不确定度

n次冲击电压的波前时间 X)以及标准测量系统(标记为N)同时测 量,可以假定忽略标准系统的误差,则波前时间的

实验标准差如式(17)所示:

△T1.i一系统X和系统N测量的第i次波前时间的差。 注1:通常需要不大于n=10次的独立的读数。 注2:通常波前时间由系统X和系统N用于确定峰值刻度因数的相同记录求取。 由s(△T),可算出A类标准不确定度,如式(18)所示:

(△T)= Z(Tix T I.)

比对在一个合适的电压下进行,至少需用两个波前时间,包括测量系统认可的标称时段的最小和最 天T,值。在标称时段中间,可增加一个另外的T值,时间参量的A类标准不确定度可从不同的T值 确定的单个不确定度中的最大值来求得。对每个不同的T,值,可按上述方法计算平均误差△T1.j,对 m≥2平均误差的总平均如式(19)所示

△ Tim = IZAT. m

更一般地,标准测量系统N可由如同其校准证书中标明的标称时段一样,也可用同样的方式由 前时间的平均误差△T来表征。被校系统X本身引起的波前时间测量结果误差如式(21)所示:

时间参数校准的扩展不确定度等于所得平均误差△T1不确定度,由式(22)确定:

ca 被校测量系统的平均波前时间误差△T1ea的合成标准不确定度; k=2 包含因子,对应于约95%的包含概率,且为正态分布:

uref 标准测量系统平均波前时间的误差△T1的合成标准不确定度; uA 被校测量系统平均波前时间误差△T1m的A类标准不确定度; B 一被校测量系统平均波前时间误差△T1的B类标准不确定度。 在特殊情况下,扩展不确定度U,的其他分量可能很重要,应加以考虑

4.4.8.3使用认可测量系统的时间参数测量不确定原

使用认可测量系统时,使用者应进行时间参数测量的扩展不确定度估算,然而也可以结合校准证 书,在测量条件的某一限定范围内给出其估算。 如果时间参数的校准扩展不确定度小于本标准规定的时间参数测量的扩展不确定度的70%,则通 常可假定所用认可测量系统时间参数测量的不确定度U等于Ul。 时间参数测量的扩展不确定度UM应按式(23)进行计算

..............23)

ueal 被校测量系统平均波前时间误差△T1eal的合成标准不确定度; k 包含因子,对应于约95%的包含概率,且为正态分布,k=2: uB 由第i个影响量产生的认可测量系统冲击时间参数的合成标准不确定度的分量,以B类分 量估算。这些分量和认可测量系统的正常使用有关,由例如长期不稳定性,软件影响等因 素产生,也可由不理想的冲击波形产生。依据4.4.24.4.6,既可由附加测量确定,也可由 其他数据源估算确定,在某些情况下,还应考虑其他影响,例如,认可测量系统的显示分 辨率。 uM 用认可测量系统测得的冲击电压时间参数的合成标准不确定度,在一个预定的使用期间内 有效。 在特殊情况下,计算U时考虑到扩展不确定度的其他分量可能很重要,如在冲击电压波前叠加振 荡的情况。 当用认可测量系统测量无振荡的冲击电压时,可用在校准时确定的相关时间参数结果误差△T1cal 采修正所测得的时间参数T1meas,如式(24)所示:

该程序也适用于其他时间参数

该程序也适用于其他时间参数

...........................(24.

由于在低压设备领域,直流电压绝缘试验与交流电压绝缘试验在局部放电、泄漏电流和电压持续时 间上对绝缘的影响不同。因此,直流电压绝缘试验不能由等峰值的交流电压试验替代,

5.2.1对试验电压的要求

除非有关标准另有规定,施加于试品上的试验电压应是纹波因数不大于3%的直流电压。 纹波因数的校核需在最恶劣的负载条件下进行,若纹波形状接近正弦波,可以用其真有效值乘以

/2来描述波动幅值。 试验过程中,需保持直流电压的纹波没有显著增加,并需保持直流电压于恒定的算数平均值,直至 回路跳闻

除非有关标准另有规定,在整个试验过程中试验电压测量值和规定电压值之间允许有土3% 堂

5.2.2试验电压的产生

试验电压一般用整流回路或可控电子回路产生。对试验电源的要求很大程度上取决于试品的类 式验条件。这些要求主要由电源所提供的试验电流的数值和特性确定。 电源特性应使试品电容在适当短的时间内充电。电源包括其储能电容,应足以提供泄漏、吸收利 电电流,以维持试验电压在士3%的容差范围内

5.2.3试验电压的测量

5.2.3.1认可测量系统白

5.2.3. 1.1概述

股安水定测量电压 不拥正度UM3% 当纹波幅值在5.2.1.1中规定的限值以内时,不确定度极限值不应超过上述规定

5.2.3.1.2不确定度分量

对于直流电压测量系统,扩展测量不确定度UM应按照4.4.7.3以95%包含概率进行评估,如果 还可参见附录A、附录B进行评定。为评定不确定度分量所需进行的试验在表1中给出。某些情 其他分量可能显得重要时,应另外加以考虑

5.2.3.1.3测量电压变化的动态特性

对按照以每秒试验电压的1%的规定速率上升或下降的直流电压的测量,高压测量系统的时间常 数应不大于0.25S。 注:一般来说,用于测量试验电压值(即算术平均值)的仪器不受纹波的影响。然而,如果使用了具有快速响应的仪 器时QB/T 5401-2019 多重增强钢塑复合管及管件,有必要保证测量不受纹波的不利影响

为了鉴定直流电压测量系统的资格以及评估其测量扩展不确定度,依据4.4,应进行表1中的试验 型式试验和例行试验的结果可以从制造商的数据里获得,例行试验应在每一个组件上进行

直流电压认可测量系统要

施加到试品电压应从足够低的数值开始,以防止瞬变过程引起的过电压的影响:然后应缓慢地升高 电压,以便能在仪表上准确读数,但也不应太慢,以免试品在接近试验电压U时耐压的时间过长。如果 当电压高于75%U时以5%U/s的速率上升,通常能满足上述要求。将试验电压值保持规定的时间后, 通过适当的电阻使滤波电容和试品电容放电来降低电压。 耐受电压的持续时间应根据试品的电阻和电容决定的达到稳态电压分布的时间来确定。若有关标 准会没有规定,则耐受电压试验持续时间为60s。电压的极性或每种极性电压的施加次序,以及任何不 同于上述规定的要求应由有关标准规定。 除非有相关标准另有规定,如果测试设备没有发生跳闸,则满足耐受试验要求。 除非有关标准另有规定,试验设备在型式试验时跳闸电流应设定为10mA。 在例行试验时,跳闸电流可设置为更低的保护水平

1.1对试验电压的要求

YD/T 3425-2018 通信用氢燃料电池供电系统维护技术要求6.1.1.1电压波形

试验电压一般股应是频率为45Hz~55Hz的交流电压,通常称为工频试验电压。有些特殊试验,有 关标准可规定频率低于或高于这一范围。 试验电压的波形应为近似正弦波,其峰值和有效值的比值应在/2土3%的范围内;试验电压值为有 效值。 在满负载条件下,总谐波畸变率应小于5%。 注:尽管电压峰值是击穿非常重要的一个因素,但低压设备领域习惯于用有效值规定试验电压

除非有关标准会另有规定,在整个试验过程中试验电压测量值和规定电压值之间允许有土3% 堂

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