GB/T 26873-2011 火花试验机
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资料介绍
ICS 29. 120 K 97
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 26873—2011
火 花 试 验 机
Spark tester
2011-07-29发布 2011-12-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会
发
布
GB/T 26873—2011
目 次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 型号 3
4. 1 型号编制原则 3
4. 2 型号组成 3
4. 3 产品代号 3
4. 4 规格代号 3
4. 5 设计序号 3
4. 6 改进或改型代号 4
4. 7 示例 4
5 技术要求 4
5. 1 基本要求 4
5. 2 环境要求 4
5. 3 结构与性能 4
5. 4 准确度和装配质量要求 6
5. 5 安全保护 8
5. 6 外观质量 9
6 试验方法 9
6. 1 试验顺序 9
6. 2 试验条件 10
6. 3 环境要求检测 11
6. 4 附件和工具检查 12
6. 5 准确度和装配质量 12
6. 6 安全保护检测 15
6. 7 外观质量检测 16
6. 8 试验结果的整理 16
7 检验规则 16
7. 1 出厂检验 16
7. 2 型式检验 16
7. 3 使用中检验 16
7. 4 型式检验抽样方案 16
7. 5 判定规则 16
7. 6 检验项 目 17
8 包装 、运输和储存 17
附录 A (规范性附录) 推荐试验顺序 19
GB/T 26873—2011
前 言
本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。
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这些专利的责任 。
本标准由中国电器工业协会提出 。
本标准由全国电工专用设备标准化技术委员会(SAC/TC412)归 口 。
本标准起草单位 :重庆市计量质量检测研究院 、广州 日新电器设备厂 、重庆鸽牌电线电缆有限公司 、重庆泰山电线电缆有限公司 。
本标准主要起草人 :周俊敏 、林杰 、袁静 、吴兴广 、曹智 、吴以洲 、秦建 、侯珍 、刘翔 、罗敏 、潘倩 、杨建 。
Ⅰ
GB/T 26873—2011
火 花 试 验 机
1 范围
本标准规定了火花试验机的型号 、技术要求 、试验方法 、检测规则 、包装 、运输和储存 。
本标准适用于电线电缆专用试验设备中在线检测用 ,频率为 50Hz或 60Hz 的交流火花试验机和直流火花试验机 。
本标准不适用于脉冲式火花试验机 、高频火花机 、火花检漏仪以及其他用途的火花试验机 。
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 2423. 1—2008
电工电子产品环境试验
第 2部分 :试验方法
试验 A:低温(IEC 60068-2-
1:2007,IDT)
GB/T 2423. 2—2008
电工电子产品环境试验
第 2部分 :试验方法
试验 B:高温(IEC 60068-2-
2:2007,IDT)
GB/T 2423. 4—2008
电工电子产品环境试验
第 2 部分 :试验方法
试验 Db:交变湿热(12h+
12h 循环)(IEC 60068-2-30:2005,IDT)
GB/T 2423. 5 电工电子产品环境试验 第 2 部分 :试验方法 试验 Ea和导则 : 冲击(IEC 68-2-
27:1987,IDT)
GB/T 2423. 10—2008 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Fc和导则 :振动
GB 4793. 1—2007 测量 、控制和实验室用电气设备的安全要求 第 1部分 :通用要求(IEC 61010- 1:2001,IDT)
GB/T 6587. 6—1986 电子测量仪器 运输试验
GB/T 6587. 8 电子测量仪器 电源频率与电压试验
GB/T 11463 电子测量仪器可靠性试验
GB/T 16511 电气和电子测量设备随机文件(IEC 1187:1993,IDT)
GB/T 23644 电工专用设备通用技术条件
JB/T 5824. 1 电线电缆专用设备 产品类别划分与代号 第 1部分 :一般规范
JB/T 5824. 4 电线电缆专用设备 产品类别划分与代号 第 4部分 :试验设备
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件 。
3. 1
火花试验机 spark tester
由高压发生器 、试验电极 、电压表 、击穿指示器和必要的控制电路组成 ,用以线缆缺陷检测的专用计量设备 。
1
GB/T 26873—2011
3. 2
计数器 counter
记录试品被击穿次数的装置 。
3. 3
基本绝缘 basic insulation
对带电部件采取的一种基本保护的绝缘 。
注 : 基本绝缘不一定包括仅用于功能目的的绝缘 。
3. 4
参比电压 referencevoltage
Un
确定仪表有关特性的电压值 。
3. 5
参比频率 reference frequency
确定仪表有关特性的频率值 。
3. 6
等级指数 classindex
仪表在本标准所定义 的 参 比 条 件(包 括 参 比 值 的 允 许) 下 测 试 时 , 规 定 的 允 许 百 分 数 误 差 极 限 的数字 。
3. 7
百分数误差 percentageerror
仪表示值误差的相对误差型式以百分数表示 。
3. 8
影响量 influencequantity
影响仪表工作特性的任一量 ,一般是外部量 。
3. 9
参比条件 referenceconditions
一组带有参比值及其允差和参比范围的影响量和性能特性 ,按此条件规定最大允许误差 。
3. 10
畸变因数 distortion factor
谐波含量的均方根值(非正弦量减去基波量) 与非正弦量均方根值的比 。 一般畸变因数以百分数表示 。
3. 11
参比温度 reference temperature
规定作为参比条件的环境温度 。
3. 12
额定工作条件 rated operating conditions
一组性能特性值的规定测量范围和影响量的规定的工作范围的集合 ,在此范围内规定和测定一个仪表的工作误差的改变量 。
3. 13
工作范围 rangeofoperating
单一影响量值的范围 ,此范围形成额定工作条件的一个部分 。
3. 14
极限工作范围 limitrangeofoperation
工作中的仪表能经受不至于损坏的极值条件 ,而且仪表在随后的额定工作条件下工作时计量特性不降低 。
2
GB/T 26873—2011
3. 15
正常工作位置 normalworkingposition
由制造厂规定的使仪表正常工作的位置 。
3. 16
型式检验 type test
对制造厂选出的同一型式的并有相同特性的一只仪表进行的一系列试验的过程 。
4 型号
4. 1 型号编制原则
本标准的型号编制方法按 GB/T 23644及 JB/T 5824. 1 和 JB/T 5824. 4 的规定 。
4. 2 型号组成
型号组成如图 1。
图 1
4. 3 产品代号
4. 3. 1 类别代号 ,“在线测控 ”用汉语拼音大写字母“C”表示 。
4. 3. 2 系列代号 ,“火花检测 ”用汉语拼音大写字母“H”表示 。
4. 3. 3 型式代号 ,“交流工频 ”用汉语拼音大写字母“J”表示 ; “直流 ”用汉语拼音大写字母“Z”表示 。
4. 3. 4 派生代号 ,在基本型式不变的情况下 ,为各火花试验机生产企业自主的代号 。
4. 4 规格代号
由“-”和电压等级的阿拉伯数字组成 。
4. 5 设计序号
设计序号 ,在产品规格的尾部加一大写的英文字母组成 ,第一次设计省略 ,第二次设计从 “A”开始 ,“B 、C… ”依次往下排序 。
3
GB/T 26873—2011
4. 6 改进或改型代号
由 “/”和 1、2、3…阿拉伯数字组成 。
4. 7 示例
6 kV交流工频火花试验机 ,第一次设计 ,表示为 :CHJ-6。
10 kV直流火花试验机 ,第二次设计 ,第一次改型 ,表示为 :CHZ-10A/1。
5 技术要求
5. 1 基本要求
火花试验机应符合本标准规定 ,并应按规定程序批准的图样及技术文件制造 、检验和验收 。
5. 2 环境要求
5. 2. 1 温度范围
火花试验机应满足表 1 的温度范围要求 。
表 1 温度范围 单位为摄氏度
工作范围
0~ 40
极限工作范围
-10~ 55
储存和运输范围
-40~ 70
注 1: 对特殊用途 ,可在订货合同中规定其他温度值 。
注 2: 储存和运输范围温度极值下最长时间为 24h。
5. 2. 2 相对湿度
火花试验机应满足表 2 的相对湿度要求 。温度和湿度组合的试验见 6. 2. 3。
表 2 相对湿度
范 围
相 对 湿 度
参 比 条 件
工作范围
(45~ 75) %RH
40℃
储存和运输范围
90%RH
50℃ ;24h
5. 3 结构与性能
5. 3. 1 结构
火花试验机是由高压发生器 、试验电极 、保护电极 、电压表 、击穿指示器和必要的控制电路组成 ,用以线缆缺陷检测的专用计量设备 。火花试验机示意图见图 2。
4
GB/T 26873—2011
1— 试样导体 ;
2— 被试绝缘线芯(电线) ;
3— 试验电极 ;
4— 试验电极箱 ;
5— 检测控制装置 ;
6— 高压电源 ;
7— 接地 ;
8— 保持电极 ;
9— 绝缘子 ;
10— 收线盘 。
图 2 火花试验机示意图
5. 3. 2 性能
火花试验机按其输出的高压电源分为工频火花试验机与直流火花试验机 。火花试验机产生一个交流高压(50Hz或 60Hz)或直流高压 ,经高压试验电极对线缆进行电性能动态测试 。 当线缆缺陷被击穿后 ,被测线缆导体与电极间产生一个放电火花 , 由此形成的击穿脉冲 ,经滤波 、整形除去干扰信号后 ,送入分辨率控制电路进行击穿信号同步处理 ,使线缆上一个击穿点只记录一次 ,且控制计数电路工作 。计数电路同时输出报警驱动电压 , 由报警电路完成击穿报警 、停车的工作程序 。火花试验机应具备安全保护连锁功能 ;应具备启动 、复位键 ,各功能开关 、按键应灵敏可靠 。
5. 3. 3 基本性能参数
火花试验机应具备下列功能并标明基本性能参数 :
a) 等级指数 ;
b) 交流高压电源最大输出值及频率或直流高压电源最大输出值及纹波 ;
c) 试验电极的有效长度及宽度 ;
d) 保护电极的有效长度及宽度 ;
e) 最大试品外径 、最大走线速度 ;
f) 安全保护连锁功能 ;
g) 击穿停车功能 ;
h) 直流火花试验机输出的高压电源接线方式等 。
5. 3. 4 随机供应的附件和工具
随同产品应提供产品使用说明书 ,选用件 、附件和备件清单的文件 , 以及合格证 、装箱单等随机文
5
GB/T 26873—2011
件 ,并应满足 GB/T 16511的有关要求 。
5. 4 准确度和装配质量要求
5. 4. 1 输出电压
5. 4. 1. 1 准确度要求
火花试验机交 、直流输出电压等级指数与最大允许误差(用相对误差表示) 。
火花试验机交 、直流输出电压示值误差按式(1)计算 。
…………………………( 1 )
式中 :
δu— 输出电压相对误差( %) ;
Ux— 火花试验机电压示值 ,单位为千伏(kV) ;
Un— 输出电压实际值 ,单位为千伏(kV) 。
输出电压等级指数与最大允许误差应符合表 3 的规定 。
表 3 输出电压等级指数与最大允许误差
等级指数
2 级
5 级
10级
最大允许误差
±2%
±5%
±10%
注 : 通常满足 2 级火花试验机电压范围在 6kV 以下 ;5级火花试验机电压范 围 在 30kV 以 下 ; 10级 火 花 试 验 机电压范围在 50kV 以下 。
5. 4. 1. 2 直流火花试验机输出电压的纹波系数
5. 4. 1. 2. 1 直流输出电压的纹波系数应不超过 ±5% 。
5. 4. 1. 2. 2 直流火花试验机输出电压的纹波系数按式(2)计算 :
…………………………( 2 )
式中 :
γ — 纹波系数 ;
Δu— 试验电压峰峰值 ;
U — 标称试验电压值 。
5. 4. 2 火花试验机的灵敏度
5. 4. 2. 1 火花试验机的灵敏度要求 , 当火花试验机输出的高压电源试验电极与地之间连接人工击穿装置检查时 ,火花试验机应有击穿指示 。
5. 4. 2. 2 交流(工频)火花试验机 ,试验电压 3 kV, 当人工击穿装置的火花间隙临时被跨接短路时 ,稳态电流应不超过 600μA,必要时串联电阻调节 。人工击穿装置连续旋转 20次 ,火花试验机击穿计数器所计次数应与实际击穿次数完全一致 。
5. 4. 2. 3 直流火花试验机 ,试验电压 5 kV, 当人工击穿装置的火花间隙临时被跨接短路时 ,稳态电流应不超过 600μA,必要时串联电阻调节 。人工击穿装置连续旋转 20次 ,火花试验机击穿计数器所计次数应与实际击穿次数完全一致 。
6
GB/T 26873—2011
5. 4. 3 火花试验机的稳定性
5. 4. 3. 1 工频火花试验机的稳定性
交流(工频)火花试验机 ,在输出电压调到最高值 ,将工频人工击穿装置的限流电阻短接 ,火花间隙并接 500 pF电容的状态下 。连续旋转人工击穿装置 20次 ,火花试验机击穿计数器所计次数应与实际击穿次数完全一致 。
5. 4. 3. 2 直流火花试验机的稳定性
在直流火花输出电压调到最高值 ,直流人工击穿装置的限流电阻短接的状态下 ,人工击穿装置连续旋转 20次 ,火花试验机击穿计数器所计次数应与实际击穿次数完全一致 。
5. 4. 4 绝缘电阻
5. 4. 4. 1 火花试验机的高压电极对机壳的绝缘电阻不应小于 100ΜΩ。
5. 4. 4. 2 火花试验机的电源输入端子对机壳的绝缘电阻不应小于 5 ΜΩ。
5. 4. 5 介电强度试验
5. 4. 5. 1 高压电极对机壳之间的试验电压见表 4,历时 1 min,不应有击穿或飞弧现象发生 。
表 4 试验电压 单位为千伏
火花试验机输出额定电压 Ue
试验电压有效值
Ue≤10
1. 2Ue
Ue>10
1. 1Ue
5. 4. 5. 2 电源输入端子对机壳之间的试验电压为 1. 5 kV,历时 1 min,不应有击穿或飞弧现象发生 。
5. 4. 6 试验电极
5. 4. 6. 1 试验电极底部可制成“V”形或“U”形 ,试验电极有效宽度不小于最大被试品外径加 30mm。
5. 4. 6. 2 电极为金属制成的珠链或环链式接触电极 ,链长应大于 V形或 U形底部电极的深度 。
5. 4. 6. 3 珠子直径 2. 5 mm ,相邻两链的间距应不大于 5 mm;珠子直径 5 mm ,相邻两链的间距应不大于 8mm。一串珠子上相邻两颗珠子间的间距应不超过 2. 5mm。珠子直径 2mm~ 3mm 时 ,相邻两链的间距应不大于 5 mm;珠 子 直 径 为 3 mm~ 4 mm 时 , 相 邻 两 链 的 间 距 应 不 大 于 6 mm;珠 子 直 径 为4 mm~4. 5 mm 时 ,相邻两链的间距应不大于 7 mm;珠子直径为 4. 5 mm~ 5 mm 时 ,相邻两链的间距应不大于 8 mm。
5. 4. 6. 4 环由直径大于 0. 8 mm 金属丝构成 ,环的外径(狭边) 不大于 5 mm ,每 100 mm 长的环链上 ,环数不少于 20个 。
5. 4. 6. 5 链上的珠或环应分布均匀 , 表面光滑 , 不应有刮伤被试品的任何毛刺 ,珠或环每一节应灵活可靠 。
5. 4. 6. 6 电极的有效长度应能满足火花试验机在最大走线速度下电线绝缘表面走过电极的时间(工频火花试验机不少于 0. 05s,直流火花试验机不少于 0. 001 s) 。
5. 4. 7 保护电极
试验电极的两端应有带接地的保护电极 。保护电极的宽度不小于试验电极有效宽度 ,长度不小于15 mm。
7
GB/T 26873—2011
5. 4. 8 电气要求
5. 4. 8. 1 电源频率与电压
火花试验机对电源频率与电压的适应性应满足表 5 的要求 。
表 5 电源频率与电压
名 称
参 比 值
误 差 范 围
电源频率
50Hz
±5%
电源电压
220V
±10%
5. 4. 8. 2 温升
火花试验机可触及部件的温度不应超过 GB 4793. 1—2007第 10章的有关规定 。
5. 4. 8. 3 保护接地
应满足 GB 4793. 1—2007中 6. 5. 1 的有关规定 。
5. 4. 8. 4 泄漏电流
应满足 GB 4793. 1—2007中 6. 3 的有关规定 。
5. 4. 9 可靠性
火花试验机的可靠性特征值 ,应该符合 GB/T 11463有关规定的要求 。
5. 5 安全保护
火花试验机的设计和结构应能保证在参比工作条件下和正常工作位置使用时不引起任何危险 。
5. 5. 1 安全保护连锁功能
安全保护连锁装置 应 保 证 开 启 试 验 电 极 箱 时 , 火 花 试 验 机 能 自 动 切 断 电 源 , 并 将 试 验 电 极 自 动接地 。
5. 5. 2 直流火花试验机输出的高压电源接线方式
直流火花试验机输出的高压电源应正极接地 ,负极接试验电极 。
5. 5. 3 击穿计数器
击穿计数器由显示计数器和讯响报警器组成 ,能准确记录火花击穿的次数和报警 。击穿计数器应能保持其指示值 ,直至下一个击穿被记录或计数器被人工复位 。讯响报警器能触发断路器断开高压电源和驱动系统电源 。在必要时可阻断触发信号 。
5. 5. 4 一般机械要求
5. 5. 4. 1 火花试验机的设计和结构应能保证在参比工作条件下和正常工作位置使用时不引起任何危险 ,尤其应保证 :
a) 防电击的人身安全 ;
8
GB/T 26873—2011
b) 防过高温度的人身安全 ;
c) 防火焰蔓延 ;
d) 防固体异物 、灰尘和水的进入 。
5. 5. 4. 2 在正常工作条件下易受腐蚀的所有部件应予以有效防护 。在正常工作条件下 ,任一保护层不应由于一般的操作而损坏 ,也不应由于在空气中暴露而损坏 。
注 : 用在腐蚀环境中的仪表应能满足订货合同规定的附加要求 。
5. 5. 5 接线端钮、插座
接线端钮 、插座应采用绝缘材料制成 ,其固定方式应确保充分的和持久的接触 , 以免松动和发热,插座应有锁定装置 。 电气连接应设计成不通过绝缘材料来传递接触力 。
5. 5. 6 冲击
仪器在非包装 、非工作状态下对冲击的适应性应满足 GB/T 2423. 5 的有关规定 ,经此试验后火花试验机不应出现损坏或信息改变 ,并应按本标准要求准确地工作 。
5. 5. 7 振动
仪器在非包装 、非工作状态下对振动的适应性应满足 GB/T 2423. 10的有关规定 ,经此试验后火花试验机不应出现损坏或信息改变 ,并应按本标准要求准确地工作 。
5. 5. 8 运输
仪器及其附件在完整包装状态下对运输的适应性应满足 GB/T 6587. 6 的有关规定 ,经此试验后火花试验机不应出现损坏或信息改变 ,并应按本标准要求准确地工作 。
5. 6 外观质量
5. 6. 1 外表应整洁美观 ,不应有变形 、缩痕 、裂纹 、划痕 、剥落 、锈蚀 、油污 、变色等缺陷 。文字 、标志和计量单位等应清晰 、准确和规范 。
5. 6. 2 火花试验机的面板 、机壳或名牌上应有以下主要标记和符号 :
每个产品应有下列标志 :
a) 产品名称及型号 、规格 ;
b) 最高输出电压 、最大试品外径 、最大走线速度 ;
c) 等级指数 ;
d) 标准的编号 ;
e) 制造厂名称 、地址及注册商标 ;
f) 制造日期和出厂编号 、电源电压 、使用环境条件 。
5. 6. 3 高压输出端应有明显输出标记 。应具备启动 、复位键 ,各功能开关 、按键应灵敏可靠 。
5. 6. 4 火花试验机外壳应有明显的接地端子和接地标志 。
6 试验方法
6. 1 试验顺序
若在试验后 ,对火花试验机所进行的调整影响到其部分性能时 ,则只对因调整而影响到的那些特性进行有限的试验 。推荐试验顺序见附录 A。
9
GB/T 26873—2011
6. 2 试验条件
6. 2. 1 工作条件
试验时工作条件应符合下列规定 :
a) 环境温度 :5 ℃ ~40℃ ,相对湿度 :≤80% 。
b) 电源电压 :220V±22V, 电源频率 :50Hz±2. 5 Hz。
c) 应配备保障检定人员安全的绝缘胶垫 、手套和良好的接地线 。
6. 2. 2 试验装置
6. 2. 2. 1 高压测量仪表
高压测量仪表的配备应符合表 6 的要求 。
表 6 被检火花试验机等级指数与高压测量仪表的允许误差
被检火花试验机等级指数
2 级
5 级
10级
高压测量仪表最大允许误差
±0. 5%
±1%
±2%
注 : 高压测量仪表的输入阻抗一般大于 100ΜΩ
。
6. 2. 2. 2 人工击穿装置
人工击穿装置分为用于灵敏度试验和稳定性试验两种 。用于稳定性试验的人工击穿装置能在火花试验机最高标称电压下安全使用 。
人工击穿装置由一构成高压试验电极的金属板与一金属针 、微安表 、必要的限流阻抗组成 。
金属板与金属针作相对旋转运动 ,针尖掠越平板频率 1 次每秒 。工频高压电源时 ,每次持续时间为0. 025(1±0. 1) s,直流高压电源时 ,每次持续时间为 0. 0005(1±0. 1) s。金属针的锥度应不大于 60°,直径应不大于 2 mm。金属板与金属针之间间隙为(0. 25±0. 05) mm ,该间隙用 0. 25 mm 塞尺片调整 。
6. 2. 2. 3 交流或直流微安表
交流或直流微安表的量程合适 ,用于测量工频高压电源 3 kV(或直流 5 kV)时短路稳态电流 ,为将短路稳态电流限制在 600μA 以下 ,可以串联可调节的限流电阻 。
6. 2. 2. 4 绝缘电阻表
6. 2. 2. 4. 1 测试电压为 2500V、2500ΜΩ 的绝缘电阻表 ,测量误差为 ±20% 。
6. 2. 2. 4. 2 测试电压为 1000V、1000ΜΩ 的绝缘电阻表 ,测量误差为 ±10% 。
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