ICS29.080.30 K15 NB 备案号：57338-2017 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 42093.1—2016 干式变压器绝缘系统 热评定试验规程 第1部分：600V以上绕组 Insulating systems of dry-type transformers Test procedure for thermal evaluationPart 1: Winding above 600V 2016-12-05发布 2017-05-01实施 国家能源局 发布 NB/T42093.1—2016 目 次 前言 范围 规范性引用文件 2 .. 1 3 术语和定义 基本原则 4 2 试验程序 6 报告. 11 参考文献 NB/T 42093.1—2016 前言 本部分按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》给出的规则 起草。 NB/T42093-—2016《干式变压器绝缘系统热评定试验规程》由以下两部分组成： 第1部分：600V以上绕组； 一第2部分：600V及以下绕组。 本部分为NB/T42093—2016的第1部分。 本部分由中国电器工业协会提出。 本部分由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会（SAC/TC301）归口。 本部分主要起草单位：上海电器设备检测所、上海电器科学研究所（集团）有限公司、机械工业 北京电工技术经济研究所、三变科技股份有限公司、浙江德通变压器有限公司、杜邦中国集团有限公 司、北京大学深圳研究院、株洲时代新材料科技股份有限公司、海鸿电气有限公司、广州广高高压电 器有限公司、沈阳变压器研究股份有限公司、桂林电器科学研究院有限公司、上海添唯认证技术有限 公司。 本部分主要起草人：黄慧洁、管兆杰、刘亚丽、陶剑、郭振岩、张晓晶、陈昊、骆金海、曾智、 居学成、梁庆宁、孟庆民、刘贤龙、罗传勇、李园园、汪双灿、邢国华、刘贤文、张生德、赵超、 刘贤群、陈荣勤。 本部分为首次制定。 II NB/T42093.12016 干式变压器绝缘系统热评定试验规程 第1部分：600V以上绕组 1范围 本部分规定了干式变压器绝缘系统的热评定试验规程。 本部分适用于600V以上绕组的干式变压器绝缘系统。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用丁本文件。 GB/T11026.4电气绝缘材料耐热性第4部分：老化烘箱单室烘箱 ASTME104通过水溶液方法保持恒定的相对湿度的标准实践 IEEEStd4高压试验的IEEE标准技术 IEEEStdC57.12.58干式变压器线圈瞬态电压分析的IEEE操作导则 IEEEStdC57.12.60干式变压器（浸渍式、浇注固化式和树脂包封式）绝缘系统热评定试验规程 IEEEStdC57.98变压器冲击试验的IEEE导则 IEEEStd101热寿命试验数据统计分析的IEEE导则 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 电气绝缘材料（ electrical insulation material;EIM 具有可忽略不计的低电导率的材料，用于隔离电工设备中不同电位的导电部件。 3.2 电气绝缘系统electricalinsulationsystem；EIS 用于电气设备的与导电部分结合在一起的含有一种或多种电气绝缘材料（EIM）的绝缘组合。 注：按照GB/T20112，不同温度指数的EIM可组合成EIS，其耐热等级可高于或低于任何单一组分的耐热等级。 3.3 耐热等级thermalclassEIS EIS相对应的最高连续使用温度（摄氏温度）的数值。 注1：EIS经受超过其耐热等级的运行温度将导致更短的预期寿命。 注2：EIS连续运行40000h相对应的最高使用温度（℃）。 3.4 绕组winding 构成与变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线匝。 3.5 线圈coil 一组串联的线匝，通常是同轴的。 1 NB/T42093.1—2016 3.6 试品testobject 被试验的物品。试品可以是实际变压器或模型线圈。试品可包含不止一个试样。 3.7 试样testspecimen 试品内的独立组件，可用来得到一组试验数据（如失效时间）。 注：试样可包含不止一个绝缘组件（例如匝间绝缘或对地绝缘），其中任意一个都能提供该组数据。 3.8 影响因子factorofinfluence 由运行条件、环境条件或影响绝缘系统老化或寿命的试验条件施加的应力。 3.9 老化ageing 由于一个或多个影响因子作用而引起EIS性能的不可逆变化。 注1：若环境条件变化，则某些变化（例如水解变化）可能部分可逆。 注2：老化可能导致EIS的降解。 3.10 老化因子ageingfactor 引起老化的影响因子。 3.11 耐久性试验 endurancetest 试品绝缘结构曝露于一个或者多个与运行条件有关的老化因子的试验。在试验中通过诊断试验来 评定特定性能的变化。 4基本原则 4.1概要 本部分提出的方法以保留基本冲击绝缘水平为基础，适用于高压绕组，不适用于额定电压为600V 及以下的低压绕组。若有必要进行感应耐压试验或为高压绕组提供接地层，可以以任意合适的方式模 拟低压绕组。 4.2老化因子 虽然主要老化因子为温度和时间，但高压绝缘系统的失效准则假定是与初始介电强度或额定基本 冲击电压水平有关的电压。因此，在加速热老化期间通过热老化周期后的介电试验来确定绝缘系统的 失效时间。 阿伦尼斯（Arrhenius）方程是本部分的理论基础。 本部分规定的试验方法属于加速方法，因而需要对在试验温度下获得的失效时间进行阿累尼乌斯 外推（寿命对数与绝对温度倒数的关系），以获得绝缘系统的耐热等级。由于加速试验的条件通常是严 格的，数据外推得到的失效时间将比实际运行的失效时间短。对于耐热等级的确定，以40000h失效时 间作为耐热等级的最低认可准则，见第6章c）4)。 4.3数据处理 为了确保获得的有效结果没有偏差并适用于比较研究，应统计性地减少试验数据并应根据第6章 要求记录结果。 2 NB/T42093.1-2016 一般应根据5.1.1描述的方法1进行试验，适用时也可以采用5.1.2描述的方法2。 外推法仅适用于绝缘系统相同部位的失效。如果绝缘系统中不止一个部位发生失效，应单独处理 每种失效模式的数据。同样地，应单独外推每种失效模式以确定耐热等级，用获得的最低外推温度代 表整个绝缘系统的耐热等级。 5试验程序 5.1概述 5.1.1方法1 当没有绝缘系统基准寿命曲线时，可使用方法1。除用于监测温度的控制样品之外，每个温度点下 需要测试至少3个样品（使用全尺寸线圈时）或至少12个样品（使用模型线圈时）。选取3个（或更 多）温度点进行试验。表1列出了建议的老化试验温度和每周期曝露时间。5.2～5.4给出了模型结构和 试验程序的详细信息。 表1建议老化试验温度和每周期曝露时间 预期的耐热等级 建议每周期 建议老化 ℃ 曝露时间 试验温度 h 105 130 155 180 220 250 61 135 165 195 230 275 310 336 02 150 180 215 250 300 340 96 63 165 200 235 270 325 375 24 注：61、02、3代表不同的试验温度。 5.1.2方法2 如果绝缘系统的热降解特性已知，可使用方法2，并通过如式（1）所示的阿伦尼斯方程来实现： t,=Aeb/T (1) 式中： 表示失效时间，单位为小时（h)； ti - A一一常数，代表阿伦尼斯寿命曲线纵坐标截距； 一常数，数值为2.718； e: 一失效时间温度关系中一个比率因子，取决于绝缘系统，代表阿伦尼斯曲线的斜率； b T一绝对温度，单位为开尔文（K）。 如果根据方法1（见5.1.1）进行的试验已确定A和b，那么在这种情况下，只需一组样品（n为样 品数量）在一个温度点T2（单位为K）下进行试验，根据式（2）进行推导： b T (2) ()() 式中： -40000h的基准寿命； Ti温度极限，单位为开尔文（K），用于计算出预期等于或大于t（40000h）的失效时间； 3 NB/T42093.1-2016 72——试验温度T2下样品的平均失效时间（单位与t相同），用式（3）计算72； T2一一试验温度，单位为开尔文（K）。 (3) n 式中： t2(m)——某个样品的 tz值; tn2——试验温度T2下样品失效时间的测量值； n一一在温度T2下试验时的样品数量。 5.2试验样品 5.2.1 模型设计的考虑 试验样品可以是下述一种： a）变压器线圈。试验样品应是全尺寸的产品线圈。这些线圈应有合适的尺寸大小，既便于进行 试验操作，也能提供所代表的电压等级需要的典型电气间隙。试验线圈的物理尺寸应接近于 500kVA800kVA的三相变压器线圈。经过筛选试验（见5.3）后，通过提高温度对线圈进行 加速老化试验，以确定它们的功能寿命。由于全尺寸变压器线圈能够很好地代表待评绝缘系 统，可以采用每组4个样品线圈在不少于3个温度下进行试验，且每组指定1个线圈作为参 考线圈，以测量试验温度。 b）典型模型线圈。作为选择之一，可以采用能够对所有可能的失效模式进行测试的绝缘系统典 型模型线圈进行试验。经过筛选试验（见5.3）后，通过提高温度对线圈进行加速老化试验， 以确定它们的功能寿命。采用每组13个样品线圈在不少于3个温度下进行试验，且每组指定 1个线圈作为参考线