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DLT1247-2013 高压直流绝缘子覆冰闪络试验方法

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ICS 29.080
K48
备案号：40077-2013
中华人民共和国电力行业标准
DL / T 1247 — 2013
高压直流绝缘子覆冰闪络试验方法
Icing flashover test methods on high voltage insulators to be used in DC system
2013-03-07 发布 2013-08-01 实施
国家能源局
发 布
DL / T 1247 — 2013
I
目 次
前言·········································· Ⅱ
1范围········································· 1
2规范性引用文件···································· 1
3术语和定义······································ 1
4试验方法分类····································· 1
5试验电源······································· 2
6融冰过程中闪络的试验程序······························· 2
7覆冰过程中闪络的试验程序······························· 4
8绝缘子的闪络或耐受特性································ 5
附录 A（资料性附录） 不同类型覆冰结构特点························ 6
附录 B（规范性附录） 气候室模拟的雨凇类型覆冰参数···················· 7
附录 C（资料性附录） 根据升压法确定覆冰闪络电压参考值的方法··············· 8
DL / T 1247 — 2013
II
前 言
本标准根据《国家发展改革委办公厅关于印发 2006 年行业标准项目计划的通知》（发改办工业
〔2006〕1093 号文）的安排制定的。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业高压直流输电技术标准化技术委员会归口并负责解释。
本标准起草单位：南方电网技术研究中心、中国电力科学研究院。
本标准主要起草人：范建斌、黎小林、周军、宿志一、于昕哲、高海峰、罗兵、吴光亚。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一
号，100761）。
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1
高压直流绝缘子覆冰闪络试验方法
1范围
本标准规定了±1100kV 及以下直流系统中用于户外环境中的各类线路和站用绝缘子的人工覆冰闪
络试验方法。表面覆涂防污闪涂料的瓷、玻璃绝缘子或加装辅助伞裙的绝缘子可参照本标准执行。
本标准包括带电和不带电绝缘子串的覆冰闪络试验方法。
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）适用于本文件。
GB/T 16927.1 高电压试验技术 第 1部分：一般定义及试验要求
GB/T 22707 直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验
JB/T 6747 直流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法 固体层法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
覆冰 icing
指在绝缘子表面形成的冰层、冰柱、冰棱等。
3.2
单元试验 unit test
指在对一规定污秽度下的试品经过覆冰过程，以及对该覆冰试品施加一规定直流试验电压持续至规
定时间或至发生闪络所构成的单一过程。
3.3
覆冰水电导率 conductivity of icing water
指用于对试品进行喷淋，导致绝缘子表面覆冰的水的电导率，单位是S/cm。
3.4
融冰水电导率 conductivity of melting ice
指融冰过程中，绝缘子覆冰表面融化后下落的冰水的电导率，单位是S/cm。
3.5
50%直流覆冰闪络电压 50% DC icing flashover voltage
在给定的覆冰试验条件下，覆冰绝缘子在一组单元试验中发生 50%直流覆冰闪络概率的电压，单位
是kV。
4试验方法分类
4.1 覆冰类型
覆冰类型通常有雨凇、硬雾凇、软雾凇三类，对这三类覆冰类型的形成条件和形态描述见附录A。
4.2 覆冰试验方法分类
相同条件下，由雨凇覆冰类型的覆冰绝缘子闪络电压最低，本标准推荐的覆冰方法为雨凇类型的绝
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2
缘子覆冰方法。推荐气候室模拟的雨凇类型覆冰参数见附录B。
根据试验条件差异，绝缘子人工覆冰方法分为带电覆冰和不带电覆冰两类。
a） 带电覆冰：试验绝缘子串施加一定电压，进行覆冰过程。
b） 不带电覆冰：试验绝缘子串不施加电压，进行覆冰过程。
4.3 覆冰闪络试验方法分类
根据闪络时间的差异，绝缘子人工覆冰闪络试验的方法分为两类。
a） 覆冰闪络：发生覆冰过程中的闪络。
b） 融冰闪络：覆冰完成后，发生融冰过程中的闪络。
5试验电源
试验电源应符合 GB/T 22707 对直流人工污秽试验的有关要求。
6融冰过程中闪络的试验程序
融冰过程中的闪络试验，应使试验尽可能模拟因环境温度升高，使冰层融化的某些现场条件（例如
日出或暖锋气流）。
6.1 覆冰阶段
6.1.1 试品准备
试品采用表面洁净的绝缘子、预涂污的绝缘子或自然污秽绝缘子。
预涂污绝缘子的污染和干燥方法按照 GB/T 22707 或JB/T 6747 中规定的固体污层法进行。
6.1. 2 试品布置
绝缘子一般均按实际安装方式布置。
绝缘子的任何部分与除了绝缘子的支架和喷嘴柱（当使用时）之外的任何接地物之间的最小间距为
每100kV 试验电压不应小于 1.0m，并且在任何情况下不得小于 1.5m。
对于全尺寸的绝缘子串，如果实际运行中采用了均压环，那么在试验中应加上均压环或其他金具。
6.1. 3 冷却
人工气候室环境温度降至预定覆冰的温度。
覆冰前绝缘子温度冷却到与周围环境温度相同。
6.1. 4 预覆冰
为避免覆冰喷淋水对绝缘子表面污秽的冲刷，在覆冰试验开始前，可采用手工的方式对绝缘子上表面
喷覆一定的预覆冰喷淋水，使绝缘子上表面形成一层薄冰，预覆冰喷淋水应和覆冰喷淋水的电导率相同。
6.1. 5 施加直流电压
在绝缘子覆冰过程中，为了模拟现场运行绝缘子的自然覆冰过程，施加直流运行电压，或根据绝缘
子串长的实际情况选用和绝缘子串长成比例的相应的运行电压，也可以根据试验要求施加预定电压。本
标准推荐对绝缘子串施加的直流电压为该试品预计 50%直流覆冰闪络电压值。
在条件不具备的情况下，为了研究绝缘子的覆冰闪络特性，可以进行不带电覆冰试验。
6.1. 6 带电喷淋覆冰
6.1. 6.1 喷淋水的准备
喷淋水的电导率可采用现场实际收集的数据。在没有现场数据的情况下，喷淋水的电导率可参照
GB/T 16927.1 的规定，取（100±15）S/cm（换算至 20℃时），也可以根据试验要求采用其他喷淋水的
电导率。
喷淋水电导率的控制与改变可以通过在去离子水中加入一定量的分析纯 NaCl 而实现。
6.1. 6.2 喷淋水的预处理
喷淋水应进行预冷却处理，覆冰前喷淋水的温度应降至 4℃以下。
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3
6.1. 6.3 淋雨过程的控制
a） 雨量：根据试验条件，可以采用连续喷淋或断续可控喷淋方式，但覆冰淋雨的连续降水量应与
绝缘子人工淋雨试验一致，降雨量测量方法及装置与 GB/T 16927.1 中的规定相同。喷淋速率也
可根据覆冰实际情况控制。
b） 风：试验中可增加风的影响因素，风速的偏差应小于 10%。
c） 方向：淋雨过程形成的雨滴（或雾状水珠）到达测试绝缘子位置时的运动方向应向斜下方，并
与垂直方向呈（45°±10°）夹角。
6.1. 6.4 泄漏电流的控制
在整个覆冰过程中，应注意监测泄漏电流情况。当出现泄漏电流大于 20mA 情况时，应适当减小喷
淋时间，增大冻结时间。应避免出现泄漏电流大于 50mA 而对整体覆冰形态造成破坏的情况。
6.1. 7 覆冰过程结束
绝缘子的最终覆冰状态以预定覆冰程度为依据。
在带电覆冰情况下，绝缘子伞间冰柱桥接达到预定覆冰程度时，覆冰阶段结束，进入硬化阶段。
6.2 硬化阶段
绝缘子覆冰达到预定的覆冰程度后，停止喷淋覆冰。同时，继续维持环境温度，并保持施加的电压，
直至硬化过程完成。硬化时间应不小于 30min，这个阶段泄漏电流应始终小于 10mA，以确保绝缘子表面
覆冰完全硬化。至此，覆冰绝缘子串的试品准备完成。保持施加电压不变。
6.3 绝缘子覆冰量的测量
绝缘子覆冰厚度的测量可在硬化过程接近完成时开始进行。保持施加电压不变。
绝缘子覆冰程度可由多种特征量来表征，如固定和旋转圆柱体的覆冰厚度、绝缘子表面覆冰厚度、
绝缘子覆冰重量、桥接严重程度等。
6.3. 1 圆柱体覆冰厚度
在覆冰水喷淋的有效区域内，分别设置旋转和固定的圆柱体。圆柱体的直径为 25mm～30mm，长度
为600mm。旋转圆柱体的转速为 1r/min ～3r/min。圆柱体表面冰层厚度可以反映覆冰量。
对圆柱体表面的覆冰厚度进行测量时，应在圆柱体中间区域取至少三个不同位置进行测量，并拍照
记录。
一般情况下，覆冰后的两个圆柱体的最大覆冰直径应接近。当它们有较大差异时，以旋转的圆柱体
的测量值为准。
6.3. 2 绝缘子表面覆冰厚度
绝缘子表面的覆冰厚度是指试品表面的冰层厚度。绝缘子表面覆冰厚度的测量位置为伞裙边缘处，
该厚度值可通过摄像图片按比例换算得出。
当沿绝缘子串不同位置的绝缘子表面覆冰厚度不同时，绝缘子表面的覆冰厚度应为至少 3个不同位
置的覆冰厚度最大值的平均值。
6.3. 3 绝缘子覆冰重量
采用带有温度校正系数的重量传感器，测量绝缘子串在覆冰前后的重量，以覆冰前后的重量差值反
映绝缘子的覆冰程度，也可采用其他可行的方法测量绝缘子的实际覆冰重量。
6.3. 4 桥接严重程度
通过桥接严重程度来描述绝缘子串的覆冰严重程度。
覆冰严重程度（即桥接严重程度，
S
）可定义为式（1）：
1
1
1100%
( 1)
n
i
i
S l
n L
（1）
式中：
n
——绝缘子串伞裙数（对于大小伞结构，则仅为大伞数）；
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4
n
1——绝缘子伞裙（大伞）间的间隙数；
L
——伞裙（大伞）间的间隙长度，mm；
li
——每个伞裙间隙最长冰柱的长度，mm；
S
——绝缘子串桥接严重程度，百分数。
6.4 覆冰密度的测量
取一定量的油样（或 0℃的水）将其装入量筒或量杯中，测量油样的体积（
V
1）以及油样与容器的
重量（
M
1），将冰样完全浸入装有油样的测量容器，测量浸入冰样的油样的总体积（
V
2），以及油样、冰
样与容器的总重量（
M
2），然后利用下式计算覆冰密度（
）：
= (
M
2
M
1)/(
V
2
V
1)
式中：
M
1——油样与容器的重量，g；
M
2——油样、冰样与容器的重量，g；
V
1——油样的体积，cm3；
V
2——油样与冰样的总体积，cm3；
——冰样的密度，g/cm3。
6.5 融冰阶段
在维持试验电压的状态下启动融冰装置，对覆冰绝缘子串进行融冰（在条件允许的条件下，应尽量
避免由于升温措施不当造成的异常风、绝缘子凝露等现象）。人工气候室的室温从零度以下逐渐上升，
直至冰层融化。起初的温升速度可不进行控制，当环境温度升至2℃后，温度上升速度控制为 2℃/h～
3℃/h。在整个融冰的过程中，可辅助测量温度和相对湿度。
在融冰过程中，收集绝缘子表面冰层融化时滴落的融冰水，测量其温度和融冰水电导率。
6.6 覆冰闪络或耐受试验阶段
耐受试验结果有两种：闪络或耐受。
a） 闪络：当绝缘子发生贯穿性放电时，认为试品闪络。
b） 耐受：从环境温度升至2℃起，若2h内试品未发生闪络，或绝缘子间桥接的冰块大量脱落，可
认为试品耐受。
除根据升压法确定覆冰闪络电压（见附录C）外，任何覆冰的绝缘子串只进行一次试验（闪络或耐受）。
7覆冰过程中闪络的试验程序
应使覆冰过程中的闪络试验尽可能模拟某些现场条件（如冻雨条件），并且覆冰过程中的闪络发生
在带电覆冰条件下。
7.1 试品
试品准备、试品布置应符合 6.1.1、6.1.2 的规定。
7.2 施加电压
试品准备、布置完成后，施加电压值为运行电压或预计50%覆冰闪络电压。
7.3 覆冰试验条件
覆冰试验条件与融冰过程中闪络的试验程序相同，应符合 6.1.3、6.1.6 的规定。
7.4 试验完成
当按 6.3.4 计算的覆冰严重程度
S
稳定在某个数值范围内后，保持覆冰条件不变继续试验，继续试
验的时间应不少于 2h（可根据具体试验条件作相应调整，但不应低于 2h），如仍未发生闪络，则视为耐
受，该次试验结束。
7.5 测量
试验完成后立即进行覆冰量、覆冰密度的测量，分别按 6.3、6.4 规定的方法测量。
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5
8绝缘子的闪络或耐受特性
8.1 绝缘子覆冰耐受特性的测定
8.1. 1 给定污秽及覆冰条件下最大覆冰耐受电压的测定
在一个给定的覆冰条件和污秽条件下，对绝缘子进行一系列单元试验。耐受试验电压水平相差为
5%～10%。试验应按照第 6章或第 7章的试验程序进行：
a） 在某一电压水平下，发生闪络的单元试验总数达到 2次时，将不进行相同或更高电压水平下的
试验。
b） 在某一电压水平下，试验结果为耐受的单元试验总数达到 3次时，将不进行相同或更低电压水
平下的试验。
如果在任一电压水平下的单元试验的结果有 3次耐受住，并且在下一个更高的电压水平下有两次单
元试验的结果为闪络，则认为所使用的电压是在该污秽度和覆冰条件下的最大覆冰耐受电压。
8.1. 2 给定试验电压及现场污秽度条件下最大覆冰厚度的测定
绝缘子应在给定试验电压、现场污秽度条件下，按照第 6章或第 7章的试验程序进行。
a） 在某一覆冰厚度下，发生闪络的单元试验的总数达到 2次时，将不进行相同或更大覆冰厚度的
试验。
b） 在某一覆冰厚度下，试验结果为耐受的单元试验的总数达到 3次时，将不进行相同或更低的覆
冰厚度下的试验。
如果任一覆冰厚度下的单元试验有 3次耐受住的试验结果，并规定的下一个更高的覆冰厚度下有两
次单元试验的结果是闪络，则应认为所使用的覆冰厚度是在该试验电压和现场污秽条件下的最大耐受覆
冰厚度。
8.1. 3 给定试验电压及覆冰厚度下最大耐受污秽度
绝缘子应在给定试验电压、覆冰厚度条件下，按照第 6章或第 7章的试验程序进行。
a） 在某一污秽度下，发生闪络的单元试验的总数达到 2次时，将不进行相同或更大污秽度的试验。
b） 在某一污秽度下，试验结果为耐受的单元试验的总数达到 3次时，将不进行相同或更低的污秽
度下的试验。
如果任一污秽度下的单元试验有 3次耐受住的试验结果，并规定的下一个较高污秽度下有两次单元
试验的结果是闪络，则应认为所使用的污秽度是在该试验电压和覆冰条件下的最大耐受污秽度。
8.2 给定覆冰条件下 50%闪络电压的测定
在给定的覆冰条件下绝缘子应经受至少 10 次有效的试验。试验应按照第 6章或第 7章进行。每一
次试验施加的电压水平应按升降法变化，电压级差应不大于预期的 50%闪络电压的 10%。
与前一次试验产生的效果不同的第一个试验选作为第一个有效试验，只有这一次试验和随后至少 9
次试验才作为有效的试验，并用它们来确定 50%闪络电压。
50%闪络电压应使用式（2）计算：
50%
( )
i i
n U
UN
（2）
式中：
Ui
——施加的电压水平，kV；
ni
——在相同的施加电压水平
Ui
下进行试验的次数；
N
——有效试验的次数。
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6
附录A
（资料性附录）
不同类型覆冰结构特点
形成不同类型覆冰的气候条件主要参数见表A.1。
表A.1 不同类型覆冰结构特点
覆冰类型 冰的密度
g/cm3
环境温度
℃
风速
m/s 状态描述
雨凇 0.7～0.9 3～0 1～20
一种由降水在固体表面形成的比较洁净、透明的覆
冰形式，积累形成后覆冰的密度大多为 700kg/m3～
900kg/m3。多由冻雨（以液体状态滴落，但在接触暴
露在空气中的固体表面后迅速冻结成透明冰层的降
雨形式）形成。在冻结物上会形成洁净、透明的冰柱。
具有很强的黏附性，很难从黏接部位敲除
硬雾凇 0.3～0.7 15～3 5～20
覆冰内部具有均匀气泡的结构，积累形成覆冰的密
度大多为 300kg/m3～700kg/m3。它会在暴露物体的迎风
面上形成坚硬的三角锥或圆锥形结构，但会在导线上
形成均匀的圆柱形。此类覆冰也具有较强的黏附性，
也较难从黏接部位敲除
软雾凇 < 0.3 25～5 5～20
颗粒状覆冰结构，积累形成覆冰的密度大多为
150kg/m3～300kg/m3，结构比较稀松。在暴露物体的迎
风面上也会形成三角锥或圆锥形结构，但其在物体表
面的黏附性较弱，很容易用手清除
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7
附录B
（规范性附录）
气候室模拟的雨凇类型覆冰参数
本标准推荐的气候室模拟的雨凇类型覆冰参数见表B.1。
表B.1 气候室模拟的雨凇类型覆冰参数
覆冰参数 单 位 推荐值
覆冰类型 — 雨凇
覆冰厚度 mm 5～30
覆冰水的电导率（20℃时） S/cm 100±15
风速 m/s 0～12
环境温度 ℃ 15～5
喷水角度 （°） 45±10
摘要：

ICS29.080K48备案号：40077-2013中华人民共和国电力行业标准DL/T1247—2013高压直流绝缘子覆冰闪络试验方法IcingflashovertestmethodsonhighvoltageinsulatorstobeusedinDCsystem2013-03-07发布2013-08-01实施国家能源局发布DL/T1247—2013I目次前言··········································Ⅱ1范围·········································12规范性引用文件······················...

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