DL-T 2173-2020 ±1100kV支柱复合绝缘子使用技术条件

DL/T2173—2020±1100kV支柱复合绝缘子使用技术条件ICS29.240.10CCSF22中华人民共和国电力行业标准DL/T2173—2020±1100kV支柱复合绝缘子使用技术条件Technicalconditionsforapplicationof±1100kVpostcompositeinsulators2020-10-23发布2021-02-01实施国家能源局发布前言本文件按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65）归口。本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、西安西电电气研究院有限责任公司、平高集团有限公司、中国西电集团有限公司、河南平高电气股份有限公司、国网新疆电力有限公司电力科学研究院、国网陕西省电力公司电力科学研究院、南方电网科学研究院有限责任公司、清华大学、华北电力大学。本文件主要起草人：王黎明、关志成、张冠军、刘泽洪、王绍武、李金忠、张书琦、周军、李鹏、王保山、赵晓宇、王延平、刘健、李庆峰、陈刚、董明、吴光亚、杨迎建、李建明、张磊。本文件为首次发布。本文件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管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。1范围本文件规定了±1100kV直流输电工程中使用的支柱复合绝缘子（以下简称绝缘子）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及运行维护要求。本文件适用于±1100kV直流输电换流站、开关站及相关场所使用的支柱复合绝缘子，包括户内型和户外型支柱复合绝缘子的设计、选型、检验、安装及运行维护。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的组成部分。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T191包装储运图示标志GB/T1001.1标称电压1kV以上交流电力系统用绝缘子第1部分：瓷或玻璃绝缘子元件定义、试验方法和判定准则GB/T1001.2标称电压1kV以上交流电力系统用绝缘子第2部分：交流系统用瓷或玻璃绝缘子串GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T775.1绝缘子试验方法第1部分：一般试验方法GB/T775.2绝缘子试验方法第2部分：电气试验方法GB/T775.3绝缘子试验方法第3部分：机械试验方法GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般试验要求GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统DL/T810±800kV直流输电用支柱复合绝缘子技术条件DL/T864高电压直流绝缘子人工污秽试验方法DL/T1000.1标称电压1kV以上交流电力系统用绝缘子第1部分：支柱绝缘子DL/T1058高压绝缘子用常温固化硅橡胶防污闪涂料DL/T1204复合绝缘子用硅橡胶材料通用技术条件IEC60168绝缘子人工污秽试验（Insulators—Artificialpollutiontests）IEC61109标称电压高于1000V的架空线路用复合绝缘子（Compositeinsulatorsforoverheadlineswithanominalvoltageabove1000V）3术语和定义GB/T1001.1、GB/T1001.2、DL/T810界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1±1100kV支柱复合绝缘子±1100kVpostcompositeinsulator用于±1100kV直流输电系统，主要承受垂直机械负荷和水平机械负荷，同时承受直流高电压作用，由芯体、伞裙护套、金属附件及端部密封结构组成的复合绝缘子。3.2芯体core绝缘子中承受机械负荷、传递电负荷的内部构件，通常由玻璃纤维增强环氧树脂（FRP）制成。3.3伞裙护套shedandsheath包裹在芯体表面，起到绝缘、防污和保护芯体作用的硅橡胶复合材料层，包括伞裙和护套两部分。3.4金属附件metalfittings绝缘子两端用于连接设备或支架，传递机械负荷并实现电连接的金属部件，包括上金具、下金具等。3.5端部密封endsealing位于绝缘子芯体与金属附件连接处，用于防止水分、灰尘等杂质侵入芯体，保证绝缘子长期运行可靠性的密封结构。3.6额定机械负荷ratedmechanicalload绝缘子在长期运行中所能承受的最大垂直或水平机械负荷，由生产厂家规定并在产品说明书中注明。3.7污秽等级pollutionclass根据绝缘子使用环境中污染物的种类、浓度及潮湿程度划分的等级，用于确定绝缘子的防污性能要求。4技术要求4.1一般要求4.1.1绝缘子的设计、制造应符合本文件及相关标准的规定，产品应通过型式试验，具备完整的设计文件、试验报告和产品合格证。4.1.2绝缘子应能在±1100kV直流电压下长期安全运行，满足本文件规定的电气性能、机械性能和环境适应性能要求。4.1.3绝缘子的结构应合理，便于安装、运输和维护，零部件连接可靠，无松动、脱落等缺陷。4.1.4绝缘子的伞裙护套应采用耐老化、耐污闪、耐高低温的硅橡胶复合材料，芯体应采用高强度、耐腐蚀的玻璃纤维增强环氧树脂材料，金属附件应采用耐腐蚀、高强度的金属材料并进行防腐处理。4.2电气性能要求4.2.1额定电压：±1100kV（直流）。4.2.2雷电冲击耐受电压（峰值）：正极性≥2800kV，负极性≥2600kV。4.2.3操作冲击耐受电压（峰值）：正极性≥2250kV，负极性≥2100kV。4.2.4直流耐受电压（有效值）：≥1300kV/1min。4.2.5局部放电：在额定直流电压下，绝缘子的局部放电量不应大于10pC。4.2.6污秽性能：根据使用环境的污秽等级，绝缘子的爬电比距应满足表1规定，且经人工污秽试验后，其污闪电压应符合设计要求。表1绝缘子爬电比距要求污秽等级爬电比距（mm/kV）轻污区≥25中污区≥31重污区≥38特重污区≥454.2.7绝缘电阻：在20℃±5℃、相对湿度≤80%的环境条件下，绝缘子的绝缘电阻不应小于1×10¹²Ω。4.3机械性能要求4.3.1额定垂直机械负荷：根据设计要求，分为160kN、210kN、280kN、360kN四个等级，绝缘子应能承受额定垂直机械负荷的1.5倍作用1min，无破裂、变形等损坏现象。4.3.2额定水平机械负荷：为额定垂直机械负荷的50%，绝缘子应能承受额定水平机械负荷的1.5倍作用1min，无破裂、变形等损坏现象。4.3.3弯曲强度：芯体的弯曲强度不应小于300MPa，绝缘子整体弯曲试验应符合GB/T775.3的规定。4.3.4扭转强度：绝缘子应能承受规定的扭转力矩作用，无松动、断裂等损坏现象，扭转力矩值由生产厂家根据产品结构确定并注明。4.3.5金属附件连接强度：金属附件与芯体的连接应牢固，连接部位的拉伸强度不应低于芯体的拉伸强度，无脱胶、松动等缺陷。4.4环境适应性能要求4.4.1高低温性能：绝缘子应能在-40℃~+80℃的环境温度范围内正常工作，经高低温循环试验后，伞裙护套无开裂、脱落，电气性能和机械性能符合本文件要求。4.4.2湿热性能：绝缘子应能在相对湿度≤95%（25℃）的环境条件下正常工作，经交变湿热试验后，绝缘电阻不应小于1×10¹¹Ω，无电晕、闪络等现象。4.4.3盐雾腐蚀性能：经盐雾试验后，金属附件无明显腐蚀，伞裙护套无老化、开裂，电气性能符合本文件要求。4.4.4紫外线老化性能：经紫外线老化试验后，伞裙护套无粉化、开裂、变色，邵氏硬度变化不应超过±5度，电气性能符合本文件要求。4.4.5耐候性能：户外型绝缘子应能耐受风、雨、雪、冰等自然环境作用，长期运行后无明显老化、损坏，电气性能和机械性能满足运行要求。4.5结构要求4.5.1伞裙结构：伞裙应采用大小伞交替布置，伞间距、伞伸出长度应合理，确保良好的防污性能和风雨清除能力，伞裙表面应光滑、无气泡、无裂纹、无缺胶等缺陷。4.5.2护套结构：护套应紧密包裹芯体，无脱粘、气泡、裂纹等缺陷，护套厚度应均匀，最小厚度不应小于3mm。4.5.3端部密封结构：端部密封应采用可靠的密封工艺，密封材料应耐老化、耐高低温，密封部位无渗漏，经浸水试验后，芯体无受潮现象。4.5.4金属附件结构：金属附件的表面应进行防腐处理（如热镀锌、镀铬等），防腐层应均匀、牢固，无脱落、锈蚀等缺陷；金属附件的连接部位应采用螺纹连接或法兰连接，连接可靠，便于安装和拆卸。4.6材料要求4.6.1硅橡胶材料：伞裙护套所用硅橡胶材料应符合DL/T1204的规定，其扯断强度不应小于3.0MPa，扯断伸长率不应小于300%，邵氏硬度（A型）为50±5度，耐老化性能符合本文件4.4.4条的要求。4.6.2芯体材料：芯体所用玻璃纤维增强环氧树脂材料，其拉伸强度不应小于400MPa，弯曲强度不应小于300MPa，介电常数（20℃，50Hz）为3.5±0.5，介质损耗角正切值（20℃，50Hz）不应大于0.005。4.6.3金属附件材料：金属附件所用材料应采用高强度碳钢、合金钢或铝合金，其抗拉强度不应小于400MPa，耐腐蚀性能符合本文件4.4.3条的要求；紧固件应采用不锈钢或热镀锌碳钢，确保连接可靠。4.6.4密封材料：端部密封所用密封材料应采用耐老化、耐高低温、耐化学腐蚀的硅橡胶密封胶或聚氨酯密封胶，其邵氏硬度（A型）为40±5度，粘结强度不应小于1.5MPa。5试验方法5.1外观检查采用目测、手感等方法，检查绝缘子的外观质量，包括伞裙护套、芯体、金属附件及端部密封等部位，应符合本文件4.5条的规定，无裂纹、气泡、脱粘、锈蚀等缺陷。5.2电气性能试验5.2.1雷电冲击耐受电压试验：按照GB/T16927.1、GB/T775.2的规定进行，施加正极性和负极性雷电冲击电压，各3次，绝缘子应无击穿、闪络现象。5.2.2操作冲击耐受电压试验：按照GB/T16927.1、GB/T775.2的规定进行，施加正极性和负极性操作冲击电压，各3次，绝缘子应无击穿、闪络现象。5.2.3直流耐受电压试验：按照GB/T16927.1、GB/T775.2的规定进行，施加1300kV直流电压，持续1min，绝缘子应无击穿、闪络、局部放电超标等现象。5.2.4局部放电试验：按照GB/T775.2的规定进行，在额定直流电压下，测量绝缘子的局部放电量，应符合本文件4.2.5条的规定。5.2.5人工污秽试验：按照DL/T864、IEC60168的规定进行，根据使用环境的污秽等级，模拟实际污秽条件，测量绝缘子的污闪电压，应符合设计要求。5.2.6绝缘电阻测量：按照GB/T775.2的规定，使用高阻计测量绝缘子的绝缘电阻，测量环境温度为20℃±5℃、相对湿度≤80%，测量结果应符合本文件4.2.7条的规定。5.3机械性能试验5.3.1垂直机械负荷试验：按照GB/T775.3的规定进行，将绝缘子垂直放置，施加额定垂直机械负荷的1.5倍，持续1min，观察绝缘子有无破裂、变形等损坏现象，试验后电气性能应符合本文件要求。5.3.2水平机械负荷试验：按照GB/T775.3的规定进行，将绝缘子水平放置，施加额定水平机械负荷的1.5倍，持续1min，观察绝缘子有无破裂、变形等损坏现象，试验后电气性能应符合本文件要求。5.3.3弯曲强度试验：按照GB/T775.3的规定，对芯体试样进行弯曲强度测试，测试结果应符合本文件4.3.3条的规定；对绝缘子整体进行弯曲试验，应无破裂、脱粘等缺陷。5.3.4扭转强度试验：按照生产厂家规定的扭转力矩，对绝缘子进行扭转试验，持续1min，观察绝缘子有无松动、断裂等损坏现象，试验后电气性能和机械性能应符合本文件要求。5.3.5金属附件连接强度试验：按照GB/T775.3的规定，对金属附件与芯体的连接部位进行拉伸试验，测试连接部位的拉伸强度，应符合本文件4.3.5条的规定。5.4环境适应性能试验5.4.1高低温循环试验：按照GB/T2423.1、GB/T2423.2的规定进行，将绝缘子置于-40℃环境中保温2h，再置于+80℃环境中保温2h，循环5次，试验后检查绝缘子外观，测试其电气性能和机械性能，应符合本文件4.4.1条的规定。5.4.2交变湿热试验：按照GB/T2423.4的规定进行，试验周期为48h，试验后测量绝缘子的绝缘电阻，检查其外观，应符合本文件4.4.2条的规定。5.4.3盐雾试验：按照GB/T2423.17的规定进行，试验周期为48h，试验后检查金属附件的腐蚀情况和伞裙护套的外观，测试其电气性能，应符合本文件4.4.3条的规定。5.4.4紫外线老化试验：按照GB/T16422.3的规定进行，试验时间为1000h，试验后检查伞裙护套的外观，测量其邵氏硬度，测试其电气性能，应符合本文件4.4.4条的规定。5.5材料性能试验5.5.1硅橡胶材料性能试验：按照DL/T1204的规定，对伞裙护套所用硅橡胶材料进行扯断强度、扯断伸长率、邵氏硬度、耐老化性能等测试，应符合本文件4.6.1条的规定。5.5.2芯体材料性能试验：按照GB/T1447的规定，对芯体所用玻璃纤维增强环氧树脂材料进行拉伸强度、弯曲强度、介电性能等测试，应符合本文件4.6.2条的规定。5.5.3金属附件材料性能试验：按照GB/T228.1的规定，对金属附件所用材料进行抗拉强度测试；按照GB/T10125的规定，进行盐雾腐蚀试验，应符合本文件4.6.3条的规定。5.5.4密封材料性能试验：按照GB/T13477的规定，对密封材料进行邵氏硬度、粘结强度测试，应符合本文件4.6.4条的规定。5.6端部密封试验将绝缘子浸入20℃±5℃的清水中，水面高出绝缘子端部密封部位50mm，浸泡24h后，取出绝缘子，擦干表面水分，测量其绝缘电阻，应符合本文件4.2.7条的规定；解剖绝缘子，检查芯体无受潮现象。6检验规则6.1检验分为出厂检验、型式检验和现场检验。6.2出厂检验6.2.1每台绝缘子出厂前应进行出厂检验，检验合格后方可出厂，并附有产品合格证、检验报告和产品说明书。6.2.2出厂检验项目包括：外观检查、绝缘电阻测量、机械性能抽查（垂直机械负荷、水平机械负荷各抽查10%）、端部密封试验。6.2.3出厂检验中，若有一项指标不合格，应加倍抽样重新检验；若重新检验仍有不合格项，应停止出厂，对该批次产品进行全面检验，返修后重新检验，直至合格；若返修后仍不合格，应予以报废。6.3型式检验6.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：a）新产品定型时；b）产品结构、材料、工艺有重大改变时；c）产品停产超过1年，恢复生产时；d）国家能源局或归口单位要求进行型式检验时；e）批量生产时，每3年至少进行一次型式检验。6.3.2型式检验样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取，抽样数量不应少于3台，其中1台用于电气性能试验，1台用于机械性能试验，1台用于环境适应性能试验和材料性能试验。6.3.3型式检验项目包括本文件第4章规定的全部技术要求对应的试验项目。6.3.4型式检验中，若所有样品的所有指标均合格，则判定型式检验合格；若有一台样品的一项指标不合格，应加倍抽样重新检验；若重新检验仍有不合格项，则判定型式检验不合格，该批次产品不得出厂和使用。6.4现场检验6.4.1绝缘子运抵现场后，应进行现场检验，检验项目包括：外观检查、数量核对、包装检查、绝缘电阻测量。6.4.2现场检验中，若发现绝缘子外观有严重缺陷、数量不符或包装损坏，应及时与生产厂家联系，进行处理；绝缘电阻测量不合格的绝缘子，应予以退货或更换。7标志和随行文件7.1标志7.1.1绝缘子的金属附件上应设有清晰、牢固的标志，包括：a）产品名称、型号；b）标准编号：DL/T2173—2020；c）额定电压、额定机械负荷；d）生产厂家名称、地址；e）生产日期、产品序列号；f）污秽等级（若有）。7.1.2包装上应设有符合GB/T191规定的包装储运图示标志，包括防潮、防震、防晒、向上等标志，同时标明产品名称、型号、生产厂家、生产日期、产品序列号、包装尺寸、重量等信息。7.2随行文件每台绝缘子出厂时，应随附下列文件：a）产品合格证；b）产品说明书（包括产品结构、技术参数、安装说明、维护方法、注意事项等）；c）型式试验报告和出厂检验报告；d）装箱清单（包括产品、附件、工具等）。8包装、运输和贮存8.1包装8.1.1绝缘子应采用防震、防潮、防尘的包装材料进行包装，包装应牢固，防止运输过程中碰撞、损坏。8.1.2绝缘子的伞裙护套表面应包裹防护膜，防止划伤、磨损；金属附件应采用防锈纸或塑料膜包裹，防止锈蚀。8.1.3包装内应放置干燥剂和缓冲材料（如泡沫、海绵等），确保绝缘子在包装内不晃动、不受潮。8.1.4每台绝缘子单独包装，同一批次的绝缘子应集中包装，包装外应标明批次号、数量等信息。8.2运输8.2.1绝缘子在运输过程中，应避免剧烈振动、冲击、碰撞、雨淋、暴晒、受潮等，运输工具应清洁、干燥。8.2.2运输过程中，绝缘子应竖直放置，固定牢固，防止倾倒、滑动；多台绝缘子运输时，应合理摆放，避免相互挤压、碰撞。8.2.3运输过程中，应遵守交通规则，避免运输过程中发生意外损坏。8.3贮存8.3.1绝缘子应贮存在干燥、通风、清洁、无腐蚀性气体、无强烈电磁场干扰的库房内，库房温度应在-20℃~+50℃之间，相对湿度不应超过80%。8.3.2绝缘子应放置在货架上，远离地面和墙壁，防止受潮、腐蚀；竖直放置，避免倾倒、挤压，伞裙护套不得接触尖锐物体，防止划伤、损坏。8.3.3绝缘子贮存期限不应超过1年，超过1年贮存的绝缘子，