ICS 25.220.20 CCS F 004 安 34 3 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 377 70—20200 用于 于超导 导磁体 体系统 统的复 复合材 材料绝 绝缘子 子电性 性 能 能测试 试方法 Teesting metthod for ellectrical p erformancce of comp posite insuulation breeaks for m sysstem superconnducting magnet 2020 - 11 - 27 发布 发 2020 - 12 1 - 27 实施 实 安徽省市场 安 场监督管理 理局 发 布 DB 34/T 3770—2020 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本文件由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽建筑大学、安徽省质量和标准化研究院。 本文件主要起草人：潘皖江、吴诚、沈默、曹益、孟雪华、朱银锋。 I DB 34/T 3770—20200 用于超 超导磁体 体系统的复 复合材料 料绝缘子电性能测 测试方法 法 1 范围 本文 文件规定了用 用于超导磁体 体系统的复合 合材料绝缘子电性能测试的样品、测试 试环境和测试 试设备、测试 试 原理和测 测试步骤、测 测试报告。 本文 文件适用于在 在液氦温区及 及室温下工作 作的复合材料 料绝缘子。 2 规范性引用文件 下列 列文件中的内 内容通过文中 中的规范性引 引用而构成本文件必不可少 少的条款。其 其中，注日期的 的引用文件， 仅该日期 期对应的版本 本适用于本文 文件；不注日 期的引用文件 件，其最新版 版本（包括所 所有的修改单 单）适用于本 本 文件。 IEEE 4 3 高压测 测试技术标准 准（Standardd techniqu ues for high-volta h age testing） 术语和定义 IEEE 4 界定的 的以及下列术 术语和定义适 适用于本文件 件。 3.1 绝缘 缘子 insulaation break ks 在超导磁体系统中作为低温冷 冷却介质通道 道并隔断高电 电压的绝缘结 结构件。 3.2 径向 向绝缘测试 radial ins sulation teest 在绝缘子径向对绝 绝缘管内外表 表面进行的电 电性能测试。 3.3 轴向 向绝缘测试 axial insu ulation tesst 在绝缘子轴向对绝 绝缘管两端进 进行的电性能 能测试。 4 样品 被测 测试的复合材 材料绝缘子结 结构如图1所示 示。 1 DB 34/T 37770—2020 电极1 电极2 电极3 玻璃纤维增 增强材料 聚酰亚胺带 图1 5 复合 合材料绝缘子 子结构 测试 测试环 环境和测试设 设备 5.1 5.1.1 在室 室内进行高电 电压测试时，室内相对湿 湿度应不大于 于 40%，应记录 录环境温度和 和相对湿度。 5.1.2 测试 试设备包括： ——高 高电压测试系 系统； ——MPPD 600 测试 试系统。 5.2 径向绝 绝缘测试原理 理 如图2所 所示，将样品 品安装到测试 试平台，将电 极1和高电压 压测试系统的 的高压端连接 接，电极2和电 电极3与接 地端连接，将电极3置于 于绝缘管外表 表面，在加载 载到指定电压 压后测量电路 路中的电流， 电流应满足绝 绝缘子的 设计要求。 高 高电压 低电压 电极 1 低电压 电 极 3 电 极 2 高压控制器 AC2220V 图2 径向 向绝缘测试原 原理示意图 径向绝 绝缘测试 5.3 5.3.1 装载 载 将样品 品按照5.2的要 要求安装到测 测试平台上。 2 DB 34/T 3770—20200 5.3.2 加载 查无误后打开 开电源对样品 品采用阶跃方 方式加载电压，增压幅度为 为200V，1s增 增压一次，当 当电压达到测 测 检查 试值时，维持电压5mmin，记录电 电流的大小。 5.3.3 记录 束测试，关闭 闭电源，记录 录测试时的温 温度、相对湿 湿度以及测试电流等数据， ，拆卸样品。 。 结束 5.4 轴向绝缘测试原 原理 如图 图3所示，将样 样品安装到测 测试平台，将 将电极1和高 高电压测试系统的高压端连 连接，电极2 2与接地端连 连 接，中间 间绝缘管外表 表面不设电极 极。在加载到指 指定电压后测 测量电路中的 的电流，电流 流应满足绝缘 缘子的设计要 要 求。 高电压 低电压 电 极 1 电 极 2 高压控制器 AC2220V 图3 轴 轴向绝缘测试原 原理示意图 轴向绝缘测试 5.5 5.5.1 装载 样品按照5.4的要求安装到 到测试平台上 上。 将样 5.5.2 加载 查无误后打开 开电源对样品 品采用阶跃方 方式加载电压，增压幅度为 为200V，1s增 增压一次，当 当电压达到测 测 检查 试值时，维持电压5mmin，记录电 电流的大小。 5.5.3 记录 束试验，关闭 闭电源，记录 录测试时的温 温度、相对湿 湿度以及测试电流等数据， ，拆卸样品。 。 结束 5.6 局部放电测试原 原理 3 DB 34/T 37770—2020 如图4所 所示，将样品 品置于局部放 放电测试平台 台上，打开局 局放仪，在加载到指定电压 压后测量电路 路中的电 流，电流应 应满足绝缘子的设计要求，观察局部放 放电现象。 ～220V V 滤波隔离 离器 CK 高压侧 低压侧 三倍频发生器 高压互感 感器 待测绝缘子 局放仪 仪 图 4 局部 部放电电路原 原理图 5.7 局部放 放电测试 5.7.1 装载 载好样品后，打开局部放 放电测试平台 台上的自动校 校正功能对电路进行校正 。 观测到局部放 5.7.2 校正 正完毕后对样 样品采用阶跃 跃方式加载到 到指定电压，加载的速度应慢到足以观 放电的初 始电压。 5.7.3 保持 持电压 20minn，记录这个 个时间段内的 局部放电信号。 5.7.4 阶跃 跃式降低加载 载电压直到 0V，电压下降 0 降速度应慢到 到足以观测到 到局部放电的 的初始电压。 5.7.5 关闭 闭测试设备，断开电源，拆卸绝缘子 子。 5.8 帕邢放 放电测试原理 理 如图5所 所示，在样品 品的一端加装 装法兰实现复 复合材料杜瓦 瓦密封。将样 样品带法兰的一 安装到局 一端朝上，安 部放电测试 试平台上，电极 极1在法兰以下的裸露外表 表面用绝缘材 材料包裹。测试时将带法兰 兰的电极1接 接高电压， 电极1包裹绝 绝缘材料的外 外包面包裹铝 铝箔或铜箔后 后与绝缘管外 外表面的电极3相连并接地 地，样品上端连 连接真空 泵1和氦气调 调压系统，复 复合材料杜瓦 瓦连接真空泵 泵2，抽真空达 达到规定数值 值后充入低气 气压氦气，然后 后对电极 1加载电压，观测放电现 现象。 4 DB 34/T 3770—20200 氦气调压系统  高电压 玻璃 璃纤维预浸渍胶带 带缠绕 真空泵1 电极1 1 复合材 材料法兰 焊接 焊 真空阀 玻璃纤维预浸渍 胶带缠绕 电极 3 真空 空泵2 氦气 气出口  电极2 氦检 检漏仪 高压控制器 低电压 AAC220V 直流高压电源 源 图 5 绝缘子 子帕邢放电测 测试原理示意 意图 5.9 帕邢放电测试 5.9.1 按照图 5 所示 示将样品安装 装到帕邢放电 电测试平台上 上，样品上端 端连接真空泵 泵 1 和氦气调 调压系统，封 封 装好复合 合材料杜瓦之 之后连接真空 空泵 2，电极 1 接高电压， ，电极 3 电极 极 2 相连并接 接地。 5.9.2 打开真空泵 1 以及真空泵 泵 2，将与样 样品连接的通 通道和腔体的气 气压分别抽到 到 0.001Pa 和 0.2Pa，关 闭真空泵 泵，关闭真空 空阀，通过氦 氦气调压系统 统往与样品连接 接的通道内缓 缓慢注入氦气 气到 1Pa。打 打开电源，阶 阶 跃式增压 压至测试设计 计电压，增压 压幅度为 200VV，1s 增压一 一次，当电压 压达到测试值 值时，维持电压 5min，记 记 录电压变 变化和漏电流 流，关闭电源 源。 5.9.3 通过氦气调压 压系统往与样 样连接的通道 道内缓慢注入 入氦气压力到 到 10Pa，打开 开电源，阶跃 跃式增压至测 测 试设计电 电压，增压幅 幅度为 200V，1s 增压一次 次，当电压达 达到测试值时 时，维持电压 压 5min，记录 录电压变化和 和 漏电流，关闭电源。 5.9.4 通过氦气调压 压系统往与样 样连接的通道 道内缓慢注入 入氦气压力分 分别到 100Paa、1000Pa、1 10000Pa，重 重 复 5.9.33 的测试步骤 骤。 5.9.5 如果没有观察 察到击穿现象 象，则样品的 的电性能完好 好。 5 DB 34/T 37770—2020 5.10 氦气 气循环条件下绝缘测试原理 理 如图 6 所示，将样品 品置于一个真 真空容器内，样品两端的 的不锈钢电极 极被延伸到容器 器外分别与高 高电压测 试系统的高 高压端和接地 地端连接。测试 试时，先真空 空容器内的气 气体压强抽到 到 0.01Pa 以 下，再向氦气 气循环系 统内充入氦 氦气至 1.013105 Pa 后进行 行绝缘测试。样品轴向绝 绝缘测试情况 况下不安装地 地屏；样品径向绝缘测 试情况下安 安装地屏并接 接地。 抽真空口2 抽 抽真空口1 压力 力传感器 真空容器 质量流量计 电极 极2 电极1 真空计 压力传感器 压 减压阀 绝缘管道 绝缘管道 绝 节流阀 阀3 度传感器 温度 地 地屏 4 氦气瓶 节流阀 节流阀1 U形绝缘支 支撑 循环泵1 氦气 不锈 锈钢缓冲气瓶 安全阀 不锈 锈钢支架 节流阀2 循环泵2 图 6 氦气循环 环条件下绝缘 缘测试原理 5.11 氦气 气循环条件下轴向绝缘测试 试 5.11.1 按 按照图 6 所示 示，将样品安装 装到真空容器 器内，外接两 两台真空泵，分别与抽真 空口 1 和接抽 抽真空口 2 连接，连接 接好氦气循环 环系统的管道 道及阀门，打 打开所有阀门 门，将高电压 压测试系统的 高压端和接地 地端分别 与电极