Tcvn 6099-1_2016.Pdf

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 6099-1:2016
IEC 60060-1:2010
KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM ĐIỆN ÁP CAO PHẦN 1: ĐỊNH NGHĨA CHUNG VÀ YÊU CẦU THỬ NGHIỆM
High-voltage test techniques Part 1: General definitions and test requirements
Lời nói đầu
TCVN 6099-1:2016 thay thế TCVN 6099-1:2007;
TCVN 6099-1:2016 hồn toàn tương đương với IEC 60060-1:2010;
TCVN 6099-1:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên
soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ TCVN 6099 (IEC 60060), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao, gồm có các phần sau:
- 1) TCVN 6099-1:2016 (IEC 60060-2:2010), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 1: Định nghĩa
chung và yêu cầu thử nghiệm
- TCVN 6099-2:2016 (IEC 60060-2:2010), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 2; Hệ thống đo
- TCVN 6099-3:2007 (IEC 60060-3:2006), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 3: Định nghĩa
và yêu cầu đối với thử nghiệm tại hiện trường

KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM ĐIỆN ÁP CAO PHẦN 1: ĐỊNH NGHĨA CHUNG VÀ YÊU CẦU THỬ NGHIỆM
High-voltage test techniques Part 1: General definitions and test requirements
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng đối với:
- thử nghiệm điện môi với điện áp một chiều;
- thử nghiệm điện môi với điện áp xoay chiều;
- thử nghiệm điện môi với điện áp xung;
- thử nghiệm diện môi với kết hợp các điện áp trên;
Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các thử nghiệm trên thiết bị có điện áp cao nhất của thiết bị Um lớn
hơn 1 kV.


CHÚ THÍCH 1. Quy trình thử nghiệm thay thế có thể cần thiết để đạt được các kết quả tái lập và
có ý nghĩa. Việc lựa chọn quy trình thử nghiệm thích hợp cần được thực hiện bởi ban kỹ thuật liên

quan.
CHÚ THÍCH 2: Đối với các điện áp Um lớn hơn 800 kV đáp ứng một số quy trình quy định, có thể
khơng đạt được dung sai và độ không đảm bảo đo.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn
có ghi năm cơng bố thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm
cơng bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).
TCVN 6099-2 (IEC 60060-2), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 2: Hệ thống đo
TCVN 11472 (IEC 60270), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phép đo phóng điện cục bộ
IEC 60507:1991, Artificial pollution tests on high-voltage insulators to be used on a.c. systems (Thử
nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo trên cái cách điện điện áp cao được sử dụng trên hệ thống điện xoay
chiều)
IEC 61083-1, Instruments and software used for measurement in high-voltage impulse tests - Part
1: Requirements for instruments (Thiết bị và phần mềm dùng để đo trong thử nghiệm xung điện áp
cao - Phần 1: Yêu cầu đối với thiết bị đo)
IEC 61083-2, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests - Part 2: Evaluation
of software used for the determination of the parameters of impulse waveform (Máy ghi kỹ thuật số
để đo trong thử nghiệm xung điện áp cao - Phần 2: Đánh giá phần mềm dùng để xác định các
tham số của các dạng sóng xung)
IEC 62475, High-current test techniques: Definitions and requirements for test currents and
measuring systems (Kỹ thuật thử nghiệm dòng điện lớn: Định nghĩa và yêu cầu đối với dòng điện
thử nqhiệm và hệ thống đo)
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.
3.1 Định nghĩa liên quan đến đặc tính phóng điện
3.1.1
Phóng điện đánh thủng (disruptive discharge)
Hỏng cách điện dưới ứng suất điện, mà ở đó phóng điện bắc cầu hoàn toàn qua cách điện cần
thử nghiệm, làm giảm điện áp giữa các điện cực về gần như bằng “khơng”.
CHÚ THÍCH 1: Có thể xảy ra phóng điện đánh thủng khơng duy trì trong đó đối tượng thử nghiệm

bị bắc cầu tức thời bằng tia lửa hoặc hồ quang. Trong những sự kiện này, điện áp qua đối tượng
thử nghiệm tức thời bị giảm về “không” hoặc đến một giá trị rất nhỏ. Tùy thuộc vào đặc tính của
mạch điện thử nghiệm và đối tượng thử nghiệm, phục hồi độ bền điện mơi có thể xảy ra và thậm
chí có thể cho phép điện áp thử nghiệm đạt đến giá trị cao hơn. Sự kiện như vậy cần được hiểu
là phóng điện đánh thủng trừ khi có quy định khác.
CHÚ THÍCH 2: Phóng điện đánh thủng trong điện môi rắn tạo ra tổn thất vĩnh viễn của độ bền điện
mơi; trong điện mơi lỏng hoặc khí, tổn thất có thể chỉ là tạm thời.


3.1.2
Phóng điện tia lửa (sparkover)
Phóng điện đánh thủng xảy ra trong điện mơi khí hoặc lỏng.
3.1.3
Phóng điện bề mặt (flashover)
Phóng điện đánh thủng xảy ra trên bề mặt của điện mơi đặt trong điện mơi khí hoặc lỏng.
3.1.4
Phóng điện đâm xun (puncture)
Phóng điện đánh thủng xun qua điện mơi rắn.
3.1.5
Giá trị điện áp phóng điện đánh thủng của đối tượng thử nghiệm (disruptive-discharge voltage
value of a test object)
Giá trị của điện áp thử nghiệm gây ra phóng điện đánh thủng, đối với các loại thử nghiệm khác
như quy định trong các điều liên quan của tiêu chuẩn hiện hành.
3.1.6
Phóng điện khơng đánh thủng (non-disruptive discharge)
Phóng điện giữa các điện cực hoặc vật dẫn trung gian mà điện áp thử nghiệm khơng sụt về “khơng”.
CHÚ THÍCH 1: Sự kiện như vậy khơng nên hiểu là phóng điện đánh thủng trừ trường hợp được
quy định bởi ban kỹ thuật liên quan.
CHÚ THÍCH 2: Một vài phóng điện khơng đánh thủng gọi là “phóng điện cục bộ” được đề cập trong
TCVN 11472 (IEC 60270).

3.2 Định nghĩa liên quan đến đặc tính của điện áp thử nghiệm
3.2.1
Đặc tính kỳ vọng của điện áp thử nghiệm (prospective characteristics of a test voltage)
Đặc tính đạt được nếu khơng xảy ra phóng điện đánh thủng. Đặc tính kỳ vọng phải ln được cơng
bố khi sử dụng.
3.2.2
Đặc tính thực của điện áp thử nghiệm (actual characteristics of a test voltage)
Đặc tính xảy ra trong q trình thử nghiệm ở các đầu nối của đối tượng thử nghiệm
3.2.3
Giá trị của điện áp thử nghiệm (value of the test voltage)


Như định nghĩa trong các điều liên quan của tiêu chuẩn này.
3.2.4
Điện áp chịu thử của đối tượng thử nghiệm (withstand voltage of a test object)
Giá trị điện áp kỳ vọng quy định đặc trưng cho cách điện của đối tượng liên quan đến thử nghiệm
chịu thử.
CHÚ THÍCH 1: Nếu khơng có quy định khác, điện áp chịu thử liên quan đến các điều kiện khí
quyển chuẩn tiêu chuẩn (xem 4.3.1).
CHÚ THÍCH 2: Điều này chỉ áp dụng cho cách điện ngồi.
3.2.5
Điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo của đối tượng thử nghiệm (assured disruptivedischarge voltage of a test object)
Giá trị điện áp kỳ vọng quy định đặc trưng cho tính năng của nó liên quan đến thử nghiệm phóng
điện đánh thủng.
3.3 Định nghĩa liên quan đến dung sai và độ không đảm bảo đo
3.3.1
Dung sai (tolerance)
Sai lệch cho phép giữa giá trị đo và giá trị quy định.
CHÚ THÍCH 1: Sự sai lệch này cần được phân biệt với độ khơng đảm bảo đo
CHÚ THÍCH 2: Quyết định đạt/không đạt được dựa trên giá trị đo, mà không tính đến độ khơng

đảm bảo đo.
3.3.2
Độ khơng đảm bảo (của phép đo) (uncertainty (of measurement))
Tham số, kết hợp với kết quả đo, đặc trưng cho sự phân tán của các giá trị mà có thể được quy
cho đại lượng đo một cách hợp lý.
[IEV 311-01-02]
CHÚ THÍCH 1: Trong tiêu chuẩn này, tất cả các giá trị không đảm bảo đo được quy định ở mức
tin cậy 95 %.
CHÚ THÍCH 2: Độ khơng đảm bảo đo là dương và khơng có dấu.
CHÚ THÍCH 3: Khơng nên nhầm lẫn giữa độ khơng đảm bảo đo với dung sai của một giá trị hoặc
tham số được quy định bởi thử nghiệm.
3.4 Định nghĩa liên quan đến đặc tính thống kê của giá trị điện áp phóng điện đánh thủng
3.4.1


Xác suất phóng điện đánh thủng của đối tượng thử nghiệm (disruptive-discharge probability
of a test object)
p
Xác suất để khi đặt một giá trị điện áp kỳ vọng nhất định có dạng cho trước sẽ gây ra phóng điện
đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm.
CHÚ THÍCH: Tham số p có thể được thể hiện dưới dạng phần trăm hoặc phân số thích hợp.
3.4.2
Xác suất chịu thử của đối tượng thử nghiệm (withstand probability of a test object)
q
Xác suất để khi đặt giá trị điện áp kỳ vọng nhất định có dạng cho trước khơng gây ra phóng điện
đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm.
CHÚ THÍCH: Nếu xác suất phóng điện đánh thủng là p thì xác suất chịu thử q bằng (1 - p).
3.4.3
Điện áp phóng điện đánh thủng p % của đối tượng thử nghiệm (p % disruptive-discharge
voltage of a test object)

Up
Giá trị điện áp kỳ vọng có xác suất tạo ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm là p %.
CHÚ THÍCH 1: Về mặt tốn học, điện áp phóng điện đánh thủng p % là điểm phân vị bậc p (hoặc
điểm phân vi p) của điện áp đánh thủng.
CHÚ THÍCH 2: U10 được gọi là “điện áp chịu thử thống Kê” và U90 được gọi là “điện áp phóng điện
đánh thủng đảm bảo thống kê”.
3.4.4
Điện áp phóng điện đánh thủng 50 % của đối tượng thử nghiệm (50 % disruptive-discharge
voltage of a test object)
U50
Giá trị điện áp kỳ vọng có xác suất tạo ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm là 50
%.
3.4.5
Giá trị trung bình số học của điện áp phóng điện đánh thủng của đối tượng thử
nghiệm (arithmetic mean value of the disruptive-discharge voltage of a test object)
Ua


trong đó
Ui là điện áp phóng điện đánh thủng đo được và
n là số lần quan sát (phóng điện đánh thủng).
CHÚ THÍCH: Đối với các phân bố đối xứng, Ua đồng nhất với U50
3.4.6
Độ lệch chuẩn của điện áp phóng điện đánh thủng của đối tượng thử nghiệm (standard
deviation of the disruptive voltage of a test object)
s
Thước đo độ phân tán của điện áp phóng điện đánh thủng được ước lượng bởi

trong đó
Ui điện áp phóng điện đánh thủng đo được thứ i,

Ua trung bình số học của điện áp phóng điện đánh thủng (trong hầu hết trường hợp là đồng nhất
với U50), n số lần quan sát (phóng điện).
CHÚ THÍCH 1: Độ lệch chuẩn cịn có thể được đánh giá bằng sai lệch giữa điện áp phóng điện
đánh thủng 50 % và 16 % (hoặc giữa điện áp phóng điện đánh thủng 84 % và 50 %). Độ sai lệch
này thường được biểu diễn bằng giá trị trên mỗi đơn vị hoặc giá trị phần trăm so với điện áp phóng
điện đánh thủng 50 %.
CHÚ THÍCH 2: Đối với các thử nghiệm phóng điện đánh thủng liên tiếp, độ lệch chuẩn s được xác
định bởi công thức. Đối với các thử nghiệm nhiều mức và thử nghiệm tăng và giảm, độ sai lệch
được xác định bởi chênh lệch giữa các điểm phân vị. Các phương pháp là tương đương vì giữa p =
16 % và p = 84 %, tất cả các hàm phân bố gần như giống nhau.
3.5 Định nghĩa liên quan đến sự phân loại cách điện của đối tượng thử nghiệm
3.5.1
Cách điện ngoài (external insulation)
Cách điện khơng khí và các bề mặt bên ngồi cách điện rắn của thiết bị, phải chịu ứng suất điện
môi và các tác động trực tiếp của khí quyển và các điều kiện bên ngoài khác.
3.5.2
Cách điện trong (internal insulation)
Các thành phần rắn, lỏng hoặc khí của cách điện của thiết bị được bảo vệ khỏi tác động trực tiếp
của các điều kiện bên ngoài như nhiễm bẩn, độ ẩm và côn trùng.
3.5.3


Cách điện tự phục hồi (self-restoring insulation)
Cách điện sẽ phục hồi hồn tồn các thuộc tính cách điện của nó sau phóng điện đánh thủng gây
ra do đặt điện áp thử nghiệm.
[IEV 604-03-04, có sửa đổi]
3.5.4
Cách điện khơng tự phục hồi (non-self-restoring insulation)
Cách điện sẽ mất các thuộc tính cách điện của nó, hoặc khơng phục hồi hồn tồn các thuộc tính,
sau phóng điện đánh thủng gây ra do đặt điện áp thử nghiệm.

[IEV 604-03-05, có sửa đổi]
CHÚ THÍCH: Trong các trang thiết bị điện áp cao, các phần của cả cách điện tự phục hồi và không
tự phục hồi ln hoạt động kết hợp và một số phần có thể bị suy giảm bởi các lần đặt điện áp lặp
lại và liên tiếp. Đặc tính của cách điện về phương diện này cần được ban kỹ thuật liên quan tính
đến khi quy định các quy trình thử nghiệm được áp dụng.
4 Yêu cầu chung
4.1 Yêu cầu chung đối với quy trình thử nghiệm
Quy trình thử nghiệm có thể áp dụng cho các loại đối tượng thử nghiệm cụ thể, ví dụ, điện áp thử
nghiệm, cực tính được sử dụng, thứ tự ưu tiên nếu cả hai cực tính được sử dụng, số lần đặt điện
áp và khoảng thời gian giữa các lần đặt được ban kỹ thuật liên quan quy định, có xét đến các yếu
tố như:
- độ chính xác yêu cầu của kết quả thử nghiệm;
- bản chất ngẫu nhiên của các hiện tượng quan sát được;
- sự phụ thuộc cực tính bát kỳ của đặc tính đo được; và
- khả năng hư hại dần với các lần đặt điện áp lặp lại.
Tại thời điểm thử nghiệm, đối tượng thử nghiệm phải được hoàn thiện về mọi chi tiết thiết yếu, và
cần được tiến hành theo cách thông thường đối với thiết bị tương tự.
Tại thời điểm thử nghiệm, đối tượng thử nghiệm cần được cho thích nghi với điều kiện khí quyển
mơi trường của khu vực thử nghiệm ở mức có thể. Khoảng thời gian cần thiết để đạt trạng thái cân
bằng phải được ghi lại.
4.2 Bố trí đối tượng thử nghiệm trong các thử nghiệm khơ
Đặc tính phóng điện đánh thủng của đối tượng thử nghiệm với cách điện ngồi có thể bị ảnh hưởng
bởi bố trí chung của nó (ví dụ, các hiệu ứng lân cận như khoảng cách trong khơng khí đến các kết
cấu mang điện hoặc kết cấu nối đất, chiều cao so với mặt phẳng nền và cách bố trí dây dẫn điện
áp cao của nó). Bố trí chung cần được ban kỹ thuật liên quan quy định.
CHÚ THÍCH 1: Khe hở khơng khí đến các kết cấu ngoại lai khơng nhỏ hơn 1,5 lần chiều dài của
tuyến phóng điện ngắn nhất có thể có trân đối tượng thử nghiệm thường tạo hiệu ứng lân cận
không đáng kể. Trong thử nghiệm ướt hoặc nhiễm bẩn, hoặc bất cứ khi nào sự phân bố điện áp
dọc theo đối tượng thử nghiệm và trường điện xung quanh điện cực mang điện là đủ độc lập với

các tác động bên ngoài, cho phép các khe hở khơng khí nhỏ hơn, miễn là khơng xảy ra phóng điện
tới các kết cấu ngoại lại.
CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp thử nghiệm điện áp xoay chiều hoặc xung đóng cắt dương lớn
hơn 750 kV (đỉnh), ảnh hưởng của kết cấu ngoại lai có thể coi là khơng đáng kể nếu khoảng cách
của nó đến điện cực mang điện khơng nhỏ hơn chiều cao của điện cực này so với mặt phẳng nền.
Chỉ dẫn đối với khe hở khơng khí nhỏ nhất khuyến cáo được cho trên Hình 1, như một hàm của
điện áp thử nghiệm cao nhất. Khe hở khơng khí ngắn hơn đáng kể có thể thích hợp trong các
trường hợp riêng. Tuy nhiên, khuyến cáo sử dụng tính tốn thực tế hoặc điều chỉnh theo thực
nghiệm, có tính đến cường độ trường lớn nhất phụ thuộc điện áp như mơ tả trong tài liệu [1,2] 2.

Hình 1 - Khe hở khơng khí nhỏ nhất khuyến cáo D của đối tượng mang điện hoặc nối đất
ngoại lai đến điện cực mang điện của đối tượng thử nghiệm, trong thử nghiệm xoay chiều
hoặc thử nghiệm xung đóng cắt dương ở điện áp lớn nhất U được đặt trong quá trình thử
nghiệm
Nếu khơng có quy định khác của ban kỹ thuật liên quan, thử nghiệm cần được thực hiện ở điều
kiện khí quyển mơi trường trong khu vực thử nghiệm mà khơng có mưa hoặc nhiễm bẩn ngoại lai.
Quy trình đặt điện áp phải như quy định trong các điều liên quan của tiêu chuẩn này.
4.3 Hiệu chỉnh khí quyển trong các thử nghiệm khơ
4.3.1 Khí quyển chuẩn tiêu chuẩn
Khí quyển chuẩn tiêu chuẩn là:
- nhiệt độ t0 = 20 °C;
- áp suất tuyệt đối p0 = 1 013 hPa (1 013 mbar);
- độ ẩm tuyệt đối h0 = 11 g/m3.
CHÚ THÍCH 1: Áp suất tuyệt đối 1 013 hPa tương ứng với chiều cao 760 mm của cột thủy ngân
trong áp kế thủy ngân ở 0 °C. Nếu chiều cao của áp kế thủy ngân là H mm thủy ngân, thì áp suất
khí quyển tính bằng hPa xấp xỉ bằng:
P = 1,333 H hPa

Sự hiệu chỉnh theo nhiệt độ liên quan đến chiều cao cột thủy ngân được coi là không đáng kể.
CHÚ THÍCH 2: Các thiết bị đo tự động hiệu chỉnh áp suất về độ cao so với mực nước biển là khơng
thích hợp và khơng nên sử dụng.
4.3.2 Hệ số hiệu chỉnh khí quyển đối với khe khơng khí
Phóng điện đánh thủng của cách điện ngoài phụ thuộc vào các điều kiện khí quyển. Thơng thường,
điện áp phóng điện đánh thủng đối với tuyến dẫn cho trước trong khơng khí sẽ tăng lên theo sự
tăng mật độ khơng khí hoặc độ ẩm. Tuy nhiên, khi độ ẩm tương đối vượt quá khoảng 80 %, điện
áp phóng điện đánh thủng trở nên bất thường, đặc biệt là khi phóng điện đánh thủng xảy ra trên
bề mặt cách điện.
CHÚ THÍCH: Việc hiệu chỉnh khí quyển khơng áp dụng cho phóng điện bề mặt, chỉ áp dụng cho
phóng tia lửa điện.
Điện áp phóng điện đánh thủng tỷ lệ với hệ số hiệu chỉnh khí quyển K là tích của hai hệ số hiệu
chỉnh:
- hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí k1 (xem 4.3.4.1);
- hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k2 (xem 4.3.4.2);
Kt = k1k2
4.3.3 Ứng dụng các hệ số hiệu chỉnh
4.3.3.1 Quy trình tiêu chuẩn
Bằng cách áp dụng các hệ số hiệu chỉnh, điện áp phóng điện đánh thủng đo được trong điều kiện
thử nghiệm cho trước (nhiệt độ t, áp suất p, độ ẩm h) có thể chuyển đổi thành giá trị, có thể đạt
được trong các điều kiện khí quyển chuẩn tiêu chuẩn (t0, p0, h0).
Điện áp phóng điện đánh thủng, U, được đo ở điều kiện thử nghiệm cho trước được hiệu chỉnh
về U0 ứng với khí quyển chuẩn tiêu chuẩn bằng cách chia cho Kt.
U0 = UIKt
Báo cáo thử nghiệm phải ln ghi điều kiện khí quyển thực tế trong quá trình thử nghiệm và các
hệ số hiệu chỉnh được áp dụng.
4.3.3.2 Quy trình ngược
Ngược lại, khi một điện áp thử nghiệm được quy định cho các điều kiện chuẩn tiêu chuẩn, giá trị
điện áp này phải được chuyển đổi thành giá trị tương đương trong các điều kiện thử nghiệm và
điều này có thể địi hỏi quy trình lặp lại.

Nếu khơng có quy định khác bởi ban kỹ thuật liên quan, điện áp U được đặt trong q trình thử
nghiệm lên cách điện ngồi được xác định bằng cách nhân điện áp thử nghiệm U0 với Kt.
U = U0Kt
Tuy nhiên, vì U nằm trong phép tính Kt, nên có thể phải sử dụng quy trình lặp (xem Phụ lục E).
CHÚ THÍCH 1: Thử nghiệm để chọn đúng giá trị U cho tính tốn Kt là lấy U chia cho Kt. Nếu kết
quả là điện áp thử nghiệm quy định, U0, thì đã chọn đúng được U. Nếu U0 quá cao, U phải được
giảm xuống và nếu quá thếp, thì U phải được tăng lên.


CHÚ THÍCH 2: Khi Kt gần bằng một thi tính tốn lặp lại là khơng cần thiết.
CHÚ THÍCH 3: Khi hiệu chỉnh điện áp tần số điện lưới, phải sử dụng giá trị đỉnh, vì đặc tính phóng
điện dựa trên giá trị đỉnh.
4.3.4 Thành phần hệ số hiệu chỉnh
4.3.4.1 Hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí, k1
Hệ số hiệu chỉnh mật độ khơng khí k1 phụ thuộc vào mật độ khơng khí tương đối δ và nói chung
có thể biểu diễn như sau:
k1 = δ’’’
trong đó m là số mũ được cho trong 4.3.4.3,
Khi nhiệt độ t và t0 được biểu diễn bằng độ Celsius và áp suất khí quyển p và p0 được biểu diễn
bang cùng một đơn vị, thì mật độ khơng khí tương đối bằng:

Việc hiệu chỉnh được coi là tin cậy đối với 0,8 < k1 < 1,05.
4.3.4.2 Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm, k2
Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm có thể biểu diễn như sau:
k2 = kw
trong đó w là số mũ được cho trong 4.3.4.3 và k là tham số phụ thuộc vào loại điện áp thử nghiệm
và có thể đạt được như một hàm của tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối, h, với mật độ khơng khí tương
đối, δ, sử dụng cơng thức sau (Hình 2):
Một chiều k = 1 + 0,014(h/δ - 11)-0,00022(h/δ - 11)2 đối với 1 g/m3 < h/ δ < 15 g/m3
Xoay chiều k = 1 + 0,012(h/δ - 11) đối với 1 g/m3 < h/δ < 15 g/m3

Xung k = 1 + 0,010(h/δ - 11) đối với 1 g/m3 < h/δ < 20 g/m3
CHÚ THÍCH: Cơng thức điện áp xung dựa trên kết quả thực nghiệm đối với dạng sóng xung sét
dương. Cơng thức này cịn áp dụng cho điện áp xung sét âm và điện áp xung đóng cắt.


Hình 2 - k là hàm của tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối h và mật độ khơng khí tương đối δ
(xem 4.3.4.2 đối với các giới hạn khả năng áp dụng)
Đối với Um thấp hơn 72,5 kV (hoặc xấp xỉ chiều dài khe hở l < 0,5 m), hiện tại chưa thể quy định
về hiệu chỉnh độ ẩm.
CHÚ THÍCH: Đối với thiết bị cụ thể, ban kỹ thuật liên quan đa quy định các quy trình khác (ví dụ
ICC 62271-1).
4.3.4.3 Số mũ m và w
Vì hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào kiểu phóng điện sơ bộ, điều này có thể được tính đến bằng cách
xem xét tham số:

trong đó U50 là điện áp phóng điện đánh thủng 50 % (được đo hoặc ước lượng) ở điều kiện khí
quyển thực, tính bằng kilovon giá trị đỉnh,
L là tuyến phóng điện nhỏ nhất tính bằng m,
δ là mật độ khơng khí tương đối và
k là tham số khơng thứ nguyên được xác định trong 4.3.4.2.
Trong trường hợp thử nghiệm chịu thử trong đó khơng có sẵn ước lượng điện áp phóng điện đánh
thủng 50 %, U50 có thể được giả thiết bằng 1,1 lần điện áp thử nghiệm, U0.
Số mũ m và w được lấy từ Bảng 1 ứng với các khoảng quy định của g (Hình 3).


Bảng 1 - Giá trị số mũ m đối với hiệu chỉnh mật độ khơng khí và w
đối với hiệu chỉnh độ ẩm, là hàm của tham số g

g

m

w

< 0,2

0

0

0,2 đến 1,0

g(g - 0,2)/0,8

g(g - 0,2)/0,8

1,0 đến 1,2

1,0

1,0

1,2 đến 2,0

1,0

(2,2 - g)( 2,0 - g)/0,8

> 2,0

1,0

0

Hình 3a - Giá trị số mũ m đối với hiệu chỉnh mật độ không khí
là hàm của tham số g


Hình 3b - Giá trị số mũ w đối với hiệu chỉnh độ ẩm
là hàm của tham số g
Hình 3 - Giá trị các số mũ m và w
4.3.5 Phép đo các tham số khí quyển
4.3.5.1 Độ ẩm
Độ ẩm được ưu tiên xác định bằng dụng cụ đo trực tiếp độ ẩm tuyệt đối với độ không đảm bảo đo
mở rộng không lớn hơn 1 g/m3.
Phép đo độ ẩm tương đối và nhiệt độ mơi trường cũng có thể được sử dụng để xác định độ ẩm
tuyệt đối, bằng cách sử dụng công thức dưới đây, với điều kiện độ chính xác của việc xác định độ
ẩm tuyệt đối trong trường hợp này là giống với các yêu cầu ở trên.

trong đó
h là độ ẩm tuyệt đối tính bằng g/m3,
R là độ ẩm tương đối tính bằng phần trăm và
t là nhiệt độ mơi trường tính bằng °C.
CHÚ THÍCH: Phép đo này cũng có thể được thực hiện bằng cách dùng ẩm kế bầu ướt và khơ có
thơng hơi. Độ ẩm tuyệt đối là hàm của số đọc nhiệt kế được xác định từ Hình 4, mà cũng cho phép
xác định độ ẩm tương đối. Điều quan trọng là cung cấp luồng khí thỏa đáng để có thể đạt đến trạng
thái ổn định và đọc nhiệt kế một cách cẩn thận nhằm tránh các sai số quá mức khi xác định độ ẩm.


Hình 4 - Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí là hàm của số đọc nhiệt kế bầu ướt và khô

4.3.5.2 Nhiệt độ
Nhiệt độ môi trường được đo với độ không đảm bảo đo mở rộng không lớn hơn 1 °C.
4.3.5.3 Áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối xung quanh được đo với độ không đảm bảo đo mở rông không lớn hơn 2 hPa.
4.3.6 Yêu cầu mâu thuẫn đối với thử nghiệm cách điện trong và cách điện ngoài
Trong khi mức chịu thử được quy định trong các điều kiện khí quyển chuẩn tiêu chuẩn, sẽ nảy sinh
các trường hợp thực hiện các hiệu chỉnh khí quyển (do các điều kiện khí quyển khác với các điều
kiện khí quyển chuẩn tiêu chuẩn) dẫn đến mức chịu thử đối với cách điện trong sẽ cao hơn đáng
kể so với mức chịu thử đối với cách điện ngoài liên quan. Trong các trường hợp như vậy, phải áp
dụng các biện pháp tăng cường mức chịu thử của cách điện ngoài để có thể đặt điện áp thử
nghiệm đúng lên cách điện trong. Các biện pháp này cần được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan
có xét đến các yêu cầu của các loại thiết bị cụ thể và có thể bao gồm cả việc đặt cách điện ngồi
trong chất lịng hoặc khí nén.
Trong các trường hợp khi điện áp thử nghiệm của cách điện ngoài cao hơn điện áp thử nghiệm
của cách điện trong, thì cách điện ngồi chỉ có thể được thử nghiệm đúng khi cách điện trong được
thiết kế đặc biệt với độ bền tăng cao. Nếu không, cách điện trong cần được thử nghiệm với giá trị


danh định và cách điện ngoài được thử nghiệm bằng các trang bị thử nghiệm trừ khi ban kỹ thuật
liên quan có quy định khác, trong trường hợp này ban kỹ thuật liên quan phải quy định quy trình
thử nghiệm được sử dụng.
4.4 Thử nghiệm ướt
4.4.1 Quy trình thử nghiệm ướt
Quy trình thử nghiệm ướt này nhằm mục đích mơ phỏng ảnh hưởng của mưa tự nhiên lên cách
điện ngoài. Quy trình này được khuyến cáo cho các thử nghiệm với tất cả các loại điện áp thử
nghiệm và trên tất cả các kiểu thiết bị.
Ban kỹ thuật liên quan cần quy định việc bố trí các đối tượng thử nghiệm trong quá trình thử
nghiệm.
Đối tượng thử nghiệm phải được phun nước có điện trở suất và nhiệt độ quy định (xem Bảng 2)
rơi lên đối tượng thử nghiệm dưới dạng giọt (tránh dạng sương mù) và có hướng sao cho cường

độ phun các thành phần thẳng đứng và nằm ngang là xấp xỉ bằng nhau. Các cường độ này được
đo với một bình chứa có vạch chia với miệng bình từ 100 cm2 đến 750 cm2, một nằm ngang và một
thẳng đứng với miệng thẳng đứng đối diện với hướng phun.
Vị trí của đối tượng thử nghiệm liên quan đến các thành phần mưa thẳng đứng và nằm ngang phải
được ban kỹ thuật liên quan quy định.
Nói chung, khả năng lặp lại của các kết quả thử nghiệm ướt là kém hơn so với các thử nghiệm
phóng điện áp cao hoặc thử nghiệm chịu thử khác. Để giảm thiểu độ phân tán, phải thực hiện các
biện pháp phòng ngừa sau đây:
- Bình chứa phải được đặt gần với đối tượng thử nghiệm, nhưng tránh hứng các giọt nước hoặc
bắn tóe từ đối tượng thử nghiệm. Trong q trình đo, bình chứa cần được dịch chuyển chậm trên
một khu vực đủ lớn để lấy trung bình ảnh hưởng của sự khơng đồng nhất của việc phun từ các
đầu vịi phun riêng biệt. Khu vực đo này phải có chiều rộng bằng với chiều rộng của đối tượng thử
nghiệm và có chiều cao tối đa 1 m.
Đối với đối tượng thử nghiệm có chiều cao từ 1 m đến 3 m, các phép đo riêng biệt phải được thực
hiện ở đỉnh, ở giữa và ở đáy của đối tượng thử nghiệm. Mỗi khu vực đo chỉ được bao quát một
phần ba chiều cao của đối tượng thử nghiệm.
- Đối với đối tượng thử nghiệm có chiều cao vượt quá 3 m, số lượng khu vực đo phải được tăng
lên để bao quát toàn bộ chiều cao của đối tượng thử nghiệm mà khơng chồng lên nhau.
- Các quy trình nêu trên phải được điều chỉnh thích hợp đối với các đối tượng thử nghiệm có kích
thước ngang lớn.
- Độ phân tán của kết quả có thể bị giảm xuống nếu đối tượng thử nghiệm được làm sạch bằng
chất tẩy hoạt động bề mặt, mà phải được loại bỏ trước khi bắt đầu làm ướt.
- Độ phân tán của kết quả cũng có thể bị ảnh hưởng bởi tốc độ mưa bất thường (cao hoặc thấp)
ở địa phương, cần phát hiện những điều này bằng các phép đo cục bộ và nâng cao độ đồng nhất
của việc phun, nếu cần thiết.
Thiết bị phun phải được điều chỉnh để tạo ra, trong phạm vi dung sai quy định, các điều kiện mưa
ở đối tượng thử nghiệm cho trong Bảng 2.
Cho phép sử dụng mọi kiểu đầu vịi phun và cách bố trí đầu vòi phun đáp ứng các yêu cầu cho
trong Bảng 2.

Bảng 2 - Điều kiện mưa đối với quy trình tiêu chuẩn

Điều kiện mưa

Đơn vị

Phạm vi

[mm/min]

1,0 đến 2,0

- thành phần nằm ngang

[mm/min]

1,0 đến 2,0

Giới hạn đối với phép đo riêng
biệt bất kỳ và đối với mỗi
thành phần

[mm/min]

± 0,5 so với trung bình

[°C]

Nhiệt độ mơi trường ± 15

[μS/cm]

100 ± 15

Tốc độ mưa trung bình của tất
cả các phép đo:
- thành phần thẳng đứng

Nhiệt độ nước
Độ dẫn điện của nước

Nhiệt độ nước và điện trở suất phải được đo trên mẫu thử được thu ngay trước khi nước chạm
đến đối tượng thử nghiệm. Chúng cũng có thể được đo ở các địa điểm khác (ví dụ trong bể chứa
nước) với điều kiện là có kiểm tra đảm bảo rằng khơng xảy ra thay đổi đáng kể nào vào lúc nước
chạm đến đối tượng thử nghiệm.
Đối tượng thử nghiệm phải được làm ướt sơ bộ ban đầu trong ít nhất 15 min trong các điều kiện
quy định nêu trên và các điều kiện này phải được duy trì trong phạm vi dung sai quy định trong
suốt thử nghiệm, và cần được thực hiện mà không làm gián đoạn việc làm ướt. Thời gian làm ướt
sơ bộ không được bao gồm thời gian cần thiết để điều chỉnh việc phun. Làm ướt sơ bộ ban đầu
cũng có thể được thực hiện bằng nước máy chưa qua ổn định trong 15 min, tiếp đó là lần làm ướt
sơ bộ thứ hai trong ít nhất 2 min mà không làm gián đoạn việc phun trước khi thử nghiệm bắt đầu,
sử dụng nước có tất cả các điều kiện mưa đúng, mà cần được đo ngay trước khi bắt đầu thử
nghiệm.
Nếu khơng có quy định khác của ban kỹ thuật liên quan, quy trình thử nghiệm cho thử nghiệm ướt
phải giống với quy trình thử nghiệm được quy định cho thử nghiệm khô tương ứng. Khoảng thời
gian thử nghiệm đối với thử nghiệm xoay chiều phải là 60 s, nếu khơng có quy định khác. Nói
chung, đối với thử nghiệm ướt chịu điện áp một chiều và xoay chiều, khuyến cáo rằng cho phép
một phóng điện bề mặt với điều kiện là trong thử nghiệm lặp lại khơng xảy ra thêm phóng điện bề
mặt.

CHÚ THÍCH: Đối với thiết bị xoay chiều kích thước lớn, ví dụ như thiết bị có điện áp danh định lớn
nhất Um cao hơn 800 kV, khơng có quy trình thử nghiệm ướt thích hợp ở thời điểm hiện tại.
4.4.2 Hiệu chỉnh khí quyển đối với thử nghiệm ướt
Hệ số hiệu chỉnh mật độ phải được áp dụng như quy định trong 4.3, nhưng không áp dụng hệ số
hiệu chỉnh độ ẩm cho thử nghiệm ướt.
4.5 Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo
Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo nhằm mục đích cung cấp thơng tin về đặc tính của cách điện
ngồi trong các điều kiện đại diện cho nhiễm bẩn trong vận hành, mặc dù chúng không nhất thiết
đã mô phỏng bất kỳ điều kiện vận hành riêng biệt nào. Các thử nghiệm này được mô tả trong IEC
60507.
5 Thử nghiệm với điện áp một chiều
5.1 Định nghĩa đối với thử nghiệm điện áp một chiều


5.1.1
Giá trị của điện áp thử nghiệm (value of the test voltage)
Giá trị trung bình số học.
5.1.2
Nhấp nhơ (ripple)
Độ lệch có tính chu kỳ so với giá trị trung bình số học của điện áp thử nghiệm.
5.1.3
Biên độ nhấp nhô (ripple amplitude)
Một nửa độ lệch giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất.
CHÚ THÍCH: Trong trường hợp dạng nhấp nhơ gần với hình sin, giá trị hiệu dụng thực nhân
với

được chấp nhận để xác định biên độ nhấp nhô.

5.1.4
Hệ số nhấp nhô (ripple factor)

Tỷ số giữa biên độ nhấp nhô và giá trị điện áp thử nghiệm.
5.1.5
Sụt áp (voltage drop)
Sự giảm tức thời của điện áp thử nghiệm trong khoảng thời gian ngắn đến vài giây.
CHÚ THÍCH: Sụt áp có thể do phóng điện khơng đánh thủng gây ra.
5.2 Điện áp thử nghiệm
5.2.1 Yêu cầu đối với điện áp thử nghiệm
5.2.1.1 Dạng điện áp
Điện áp thử nghiệm, khi được đặt lên đối tượng thử nghiệm, là điện áp một chiều với hệ số nhấp
nhô không lớn hơn 3 %, trừ khi có quy định khác của ban kỹ thuật liên quan.
CHÚ THÍCH: Việc tăng biên độ nhấp nhơ có liên quan trực tiếp đến tăng dịng điện tải thuần trở.
Thử nghiệm điện mơi mà ở đó có mặt phóng điện sợi mảnh cường độ mạnh có thể gây ra nhấp
nhô và/hoặc sụt áp quá mức. Thử nghiệm ướt và thử nghiệm nhiễm bản do chính bản chất của
chúng đòi hỏi các nguồn phải phù hợp đối với dòng điện thuần trở cao, xem IEC 60507.
5.2.1.2 Dung sai
Đối với các khoảng thời gian thử nghiệm không vượt quá 60 s, các giá trị đo được của điện áp thử
nghiệm phải được duy trì trong khoảng ± 1 % mức quy định trong suốt thử nghiệm. Đối với các
khoảng thời gian thử nghiệm vượt quá 60 s, giá trị đo được của điện áp thử nghiệm phải được duy
trì trong khoảng ± 3 % mức quy định trong suốt thử nghiệm.


CHÚ THÍCH: Cần nhấn mạnh rằng dung sai tạo thành sai lệch cho phép giữa giá trị quy định và
giá trị thực tế đo được. Sai lệch này cần được phân biệt với độ không đảm bảo đo (xem 3.3.1).
Đặc tính nguồn cần đủ để cho phép nạp điện dung của đối tượng thử nghiệm trong một thời gian
ngắn hợp lý. Trong trường hợp thử nghiệm ướt hoặc thử nghiệm nhiễm bẩn, thì nguồn, bao gồm
cả điện dung tích lũy, cũng cần đủ để cung cấp dịng điện phóng điện quá độ của đối tượng thử
nghiệm với sụt áp < 10 %.
5.2.2 Tạo điện áp thử nghiệm
Điện áp thử nghiệm thường đạt được bằng các mạch chỉnh lưu biến áp. Các yêu cầu cần được
đáp ứng bởi nguồn điện áp thử nghiệm phụ thuộc đáng kể vào kiểu thiết bị cần thử nghiệm và các

điều kiện thử nghiệm. Các yêu cầu này được xác định chủ yếu bằng giá trị và bản chất của dòng
điện thử nghiệm cần cung cấp, các thành phần cấu thành quan trọng được chỉ ra trong 5.2.4.
5.2.3 Đo điện áp thử nghiệm
Đo giá trị trung bình số học, hệ số nhấp nhơ và q độ bất kỳ trong điện áp thử nghiệm phải được
thực hiện với hệ thống đo được chấp nhận (xem TCVN 6099-2 (IEC 60060-2)).
Lưu ý đến các yêu cầu về đặc tính đáp ứng của thiết bị chuyển đổi được sử dụng để đo nhấp nhô,
quá độ hoặc độ ổn định điện áp.
5.2.4 Đo dòng điện thử nghiệm
Khi phép đo dòng điện được thực hiện thơng qua đối tượng thử nghiệm, có thể thừa nhận một số
các thành phần riêng rẽ. Chúng khác nhau vài bậc độ lớn đối với cùng đối tượng thử nghiệm và
điện áp thử nghiệm. Chúng bao gồm:
- dòng điện điện dung, do việc đặt điện áp thử nghiệm ban đầu và do nhấp nhô bất kỳ hoặc các
thăng giáng khác tác động lên nó;
- dịng điện hấp thụ điện mơi, do dịch chuyển điện tích chậm bên trong cách điện và tiếp diễn trong
khoảng thời gian từ vài giây đến vài giờ. Q trình này có khả năng thuận nghịch một phần, có thể
quan sát thấy các dịng điện có cực tính ngược nhau khí đối tượng thử nghiệm bị phóng điện và
nối tắt;
- dịng điện rị liên tục, là dòng điện một chiều ổn định cuối cùng đạt được tại điện áp đặt không
đổi sau khi các thành phần ở trên bị suy giảm về không;
- dịng điện phóng cục bộ.
Phép đo ba thành phần đầu tiên đòi hỏi phải sử dụng thiết bị bao phủ một dải rộng cường độ dòng
điện. Điều quan trọng là đảm bảo rằng thiết bị đo, hoặc phép đo của bất kỳ thành phần nào của
dịng điện, khơng bị ảnh hưởng bất lợi bởi các thành phần khác. Thông tin liên quan đến điều kiện
của cách điện đơi khi có thể nhận được bằng cách quan sát biến thiên dòng điện theo thời gian,
trong các thử nghiệm không phá hủy.
Độ lớn tương đối và tầm quan trọng của mỗi thành phần dòng điện phụ thuộc vào loại và điều kiện
của đối tượng thử nghiệm, mục đích thực hiện thử nghiệm và khoảng thời gian thử nghiệm. Do
đó, quy trình đo cần được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan, đặc biệt là khi đòi hỏi phân biệt một
thánh phần cụ thể.
Phép đo dòng điện phải được thực hiện với một hệ thống đo đã được hiệu chuẩn.

Phép đo của dịng điện xung phóng điện cục bộ được thực hiện với thiết bị đo đặc biệt, được đề
cập đến trong TCVN 11472 (IEC 60270).


CHÚ THÍCH: Thiết bị bảo vệ điện áp ln được sử dụng trong mạch đo dòng điện một chiều do
khả năng xảy ra dịng điện phóng điện đánh thủng lớn hơn nhiều so với các dịng điện bình thường.
5.3 Quy trình thử nghiệm
5.3.1 Thử nghiệm điện áp chịu thử
Điện áp được đặt lên đối tượng thử nghiệm bắt đầu ở giá trị đủ thấp để ngăn bất kỳ ảnh hưởng
nào của quá điện áp do quá độ đóng cắt. Điện áp này được tăng đủ chậm để cho phép đọc thiết
bị đo, nhưng khơng q chậm vì sẽ gây ra sự kéo dài không cần thiết của ứng suất lên đối tượng
thử nghiệm đến gần điện áp thử nghiệm U. Các yêu cầu này nói chung được đáp ứng nếu tốc độ
tăng vào khoảng 2 % U trong một giây khi điện áp đặt lớn hơn 75 % U. Điện áp phải được giữ
trong thời gian quy định và sau đó được giảm bằng cách phóng điện mạch điện dung, bao gồm cả
của đối tượng thử nghiệm, qua một điện trở thích hợp.
Khoảng thời gian thử nghiệm phải được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan có tính đến thực tế là
thời gian để đạt được sự phân bố điện áp trạng thái ổn định phụ thuộc vào điện trở và điện dung
của các thành phần đối tượng thử nghiệm. Khi khơng có quy định của ban kỹ thuật liên quan, thời
gian thử nghiệm chịu thử là 60 s.
Cực tính của điện áp hoặc thứ tự đặt điện áp ở mỗi cực tính, và bất kỳ sự sai lệch cần thiết nào
so với các yêu cầu kỹ thuật ở trên, phải được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan.
Yêu cầu của thử nghiệm được thỏa mãn nếu không xảy ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng
thử nghiệm
5.3.2 Thử nghiệm điện áp phóng điện đánh thủng
Điện áp phải được đặt và tăng liên tục, như đối với thử nghiệm điện áp chịu thử, cho đến khi xảy
ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm. Giá trị cuối cùng của điện áp thử nghiệm
được ghi lại trước thời điểm xảy ra phóng điện đánh thủng phải được ghi lại. Điều này phải được
lặp lại n lần được quy định trong quy trình thử nghiệm để đưa ra một tập hợp n điện áp đo được.
Ban kỹ thuật liên quan phải quy định tốc độ tăng điện áp, số lần đặt điện áp và quy trình đánh giá
kết quả thử nghiệm (xem Phụ lục A).

5.3.3 Thử nghiệm điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo
Điện áp phải được đặt và tăng liên tục, như đối với thử nghiệm điện áp chịu thử, cho đến khi xảy
ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm. Giá trị cuối cùng của điện áp thử nghiệm đạt
được ngay trước thời điểm xảy ra phóng điện đánh thủng phải được ghi lại. Điều này phải được
lặp lại n lần được quy định trong quy trình thử nghiệm để đưa ra một tập hợp n điện áp đo được.
Yêu cầu của thử nghiệm được thỏa mãn nếu khơng có điện áp nào trong tập hợp này vượt quá
điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo.
Ban kỹ thuật liên quan phải quy định số lần đặt điện áp và tốc độ tăng điện áp.
6 Thử nghiệm với điện áp xoay chiều
6.1 Định nghĩa đối với thử nghiệm điện áp xoay chiều
6.1.1
Giá trị đỉnh của điện áp xoay chiều (peak value of an alternating voltage)
Trung bình độ lớn của giá trị đỉnh dương và giá trị đỉnh âm.


CHÚ THÍCH: Trong nhiều trường hợp, chỉ sử dụng thiết bị đo giá trị đỉnh của một cực tính. Việc đo
chỉ một cực tính được chấp nhận miễn là đối xứng dạng sóng nằm trong tập giới hạn trong 6.2.1.1.
6.1.2
Giá trị của điện áp thử nghiệm (value of the test voltage)
Giá trị đỉnh chia cho

.

CHÚ THÍCH: Ban kỹ thuật liên quan có thể yêu cầu phép đo giá trị hiệu dụng của điện áp thử
nghiệm thay cho giá trị đỉnh đối với các trường hợp mà giá trị hiệu dụng có thể quan trọng, ví dụ,
khi liên quan đến hiệu ứng nhiệt.
6.1.3
Giá trị hiệu dụng (r.m.s value)
Căn bậc hai của giá trị trung bình bình phương các giá trị điện áp trong một chu kỳ hoàn chỉnh.
6.1.4

Sụt áp (voltage drop)
Sự giảm tức thời của điện áp thử nghiệm trong một khoảng thời gian ngắn đến vài chu kỳ.
6.2 Điện áp thử nghiệm
6.2.1 Yêu cầu đối với điện áp thử nghiệm
6.2.1.1 Dạng sóng điện áp
Điện áp thử nghiệm phải là điện áp xoay chiều thường có tần số trong dải từ 45 Hz đến 65 Hz,
thường được gọi là điện áp thử nghiệm tần số cơng nghiệp. Có thể u cầu các thử nghiệm đặc
biệt ở tần số cao hơn hoặc thấp hơn nhiều so với dải này, theo quy định của ban kỹ thuật liên
quan.
CHÚ THÍCH: TCVN 6099-3 (IEC 60060-3) mô tả các điện áp thử nghiệm xoay chiều đối với tần số
từ 10 Hz đến 500 Hz.
Dạng sóng điện áp phải xấp xỉ hình sin với chênh lệch về độ lớn giữa giá trị đỉnh dương và giá trị
đỉnh âm nhỏ hơn 2 %.
Kết quả của thử nghiệm điện áp cao được cho là không bị ảnh hưởng bởi độ sai lệch nhỏ so với
dạng sóng hình sin nếu tỷ lệ giữa giá trị đỉnh và giá trị hiệu dụng bằng

trong phạm vi ± 5 %.

Đối với một số mạch điện thử nghiệm trong sử dụng thông thường chấp nhận sử dụng độ sai lệch
lớn hơn. Lưu ý rằng đối tượng thử nghiệm, đặc biệt nếu có đặc tính khơng tuyến tính, có thể ảnh
hưởng đáng kể đến độ sai lệch so với dạng sóng hình sin.
CHÚ THÍCH: Ngồi yêu cầu nêu trên, méo hài tổng (THD) có thể được sử dụng để thể hiện méo
dạng sóng vì nó có thể quan trọng đối với phép đo thửa nhận dạng phóng điện cục bộ. Yêu cầu kỹ
thuật có thể được đưa ra bởi ban kỹ thuật liên quan.
6.2.1.2 Dung sai


Đối với các khoảng thời gian thử nghiệm không vượt quá 60 s, các giá trị đo được của điện áp thử
nghiệm phải được duy trì trong khoảng ± 1 % mức quy định trong suốt thử nghiệm. Đối với khoảng
thời gian thử nghiệm vượt quá 60 s, các giá trị đo được của điện áp thử nghiệm phải được duy trì

trong khoảng ± 3 % mức quy định trong suốt thử nghiệm.
Nguồn điện áp thử nghiệm bao gồm cả các điện dung hỗ trợ cần thích hợp để cấp cả dịng điện
phóng điện q độ trong trường hợp thử nghiệm ướt và thử nghiệm nhiễm bẩn với sụt áp nhỏ hơn
hoặc bằng 20 %.
CHÚ THÍCH: Cần nhấn mạnh rằng dung sai tạo thành độ sai lệch cho phép giữa giá trị quy định
và giá trị thực tế đo được. Sai lệch này cần được phân biệt với độ không đảm bảo đo (xem 3.3.1).
6.2.2 Tạo điện áp thử nghiệm
6.2.2.1 Yêu cầu chung
Điện áp thử nghiệm thường được cấp từ máy biến áp tăng áp. Một cách khác, điện áp thử nghiệm
có thể được tạo ra bởi một mạch điện cộng hưởng nối tiếp hoặc song song.
Điện áp trong mạch điện thử nghiệm phải đủ ổn định để không bị ảnh hưởng trên thực tế bởi sự
thay đổi các dòng điện rị. Phóng điện khơng đánh thủng trong đối tượng thử nghiệm không được
làm giảm điện áp thử nghiệm đến mức và trong thời gian dài đến mức khiến cho điện áp phóng
điện đánh thủng đo được của đối tượng thử nghiệm bị ảnh hưởng đáng kể
CHÚ THÍCH: Lưu ý đến khả năng phóng điện khơng đánh thủng có thể gảy ra sự dao động lớn
của điện áp giữa các đầu nối của đối tượng thử nghiệm. Hiện tượng này có thể làm hỏng đối tượng
thử nghiệm hoặc nguồn thử nghiệm. Việc đưa điện trở vào mạch điện áp cao có thể làm tắt dần
quá điện áp quá độ nhưng điện trở cần có giá trị đủ thấp để khơng ảnh hưởng đến điện áp thử
nghiệm cấp cho đối tượng thử nghiệm.
Tổng điện dung của đối tượng thử nghiệm và của tụ điện bổ sung bất kỳ cần đủ để đảm bảo rằng
điện áp phóng điện đánh thủng đo được khơng bị ảnh hưởng bởi phóng điện cục bộ khơng đánh
thủng hoặc phóng điện sơ bộ trong đối tượng thử nghiệm. Điện dung trong khoảng từ 0,5 nF đến
1,0 nF thường là đủ.
6.2.2.2 Yêu cầu đối với mạch thử nghiệm biến áp
Thử nghiệm điện áp cao thường dẫn đến dòng điện tải có các xung dịng điện biến thiên theo thời
gian xếp chồng khi tăng điện áp. Độ lớn và khoảng thời gian của xung dòng điện bị ảnh hưởng bởi
việc bố trí thử nghiệm, dây dẫn được sử dụng để nối đối tượng thử nghiệm, điều kiện khí quyển,
đặc tính của nguồn thử nghiệm và các yếu tố khác. Điều này là bình thường đối với các thiết bị khi
tạo ra một số xung dịng điện vì điện áp thử nghiệm lớn hơn nhiều so với điện áp vận hành và các
thiết bị này nhiều khi thiếu các điện cực lớn và tấm đất đẻ giữ đối tượng thử nghiệm khơng bị nhiễu

điện. Vì xung dịng điện có khoảng thời gian ngắn nên sụt áp có thể khơng được phát hiện bởi hệ
thống đo xoay chiều thông thường. Độ ổn định điện áp của hệ thống thử nghiệm xoay chiều sử
dụng trong thử nghiệm với xung dòng điện rò biến thiên có thể được xác nhận bằng cách sử dụng
một hệ thống đo điện áp với băng tần đủ rộng.
Đối với thử nghiệm khô dưới 100 kV trên mẫu thử cách điện rắn, cách điện lỏng hoặc kết hợp cả
hai, nguồn thử nghiệm có dịng điện danh định > 100 mA và hệ thống (máy biến áp, bộ điều chỉnh,
v.v... hoặc máy phát điện) có trở kháng ngắn mạch < 20 % thường là đủ.
Đối với thử nghiệm điện mơi lớn hơn 100 kV trên cách điện ngồi tự phục hồi (đối tượng thử
nghiệm có điện dung thấp như cái cách điện, áptơmát và thiết bị đóng cắt), nguồn thử nghiệm có
dịng điện danh định > 100 mA và hệ thống có trở kháng ngắn mạch < 20 % thường là đủ đối với
thử nghiệm khô không xuất hiện phóng điện sợi mảnh.


Đối với thử nghiệm điện môi lớn hơn 100 kV, có thể cần dịng điện hệ thống thử nghiệm có thơng
số danh định là 1 A và hệ thống có trở kháng ngắn mạch < 20 % nếu bắt gặp phóng điện sợi mảnh
tiếp diễn hoặc nếu thực hiện thử nghiệm ướt. Khi xuất hiện phóng điện sợi mảnh tiếp diễn, cần
thực hiện phép đo điện áp đáp ứng nhanh hơn để đảm bảo rằng điện áp thử nghiệm được giữ
trong giới hạn sụt áp trong khoảng thời gian thử nghiệm. Một cách khác, có thể sử dụng các biện
pháp khắc phục như tảng đường kính điện cực hoặc sử dụng dây nổi lớn hơn đề giảm phóng điện
sợi mảnh.
Các xung dòng điện ngắn hạn xuất hiện tại điện áp thử nghiệm bất kỳ hầu hết được cấp nguồn từ
điện tích được tích trữ trong điện dung của mạch điện thử nghiệm. Đối với thử nghiệm lớn hơn
100 kV, khuyến cáo lắp đặt điện dung mạch điện lớn hơn hoặc bằng 1 000 pF.
Đối với thử nghiệm trong điều kiện nhiễm bẩn nhân tạo, dịng điện ổn định có thơng số danh định
tử 1 A đến 5 A có thể cần thiết. Xem IEC 60507.
6.2.2.3 Mạch điện cộng hưởng nối tiếp
Mạch điện cộng hưởng nối tiếp về cơ bản gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với đối tượng thử nghiệm
hoặc tải dung kháng được nối với nguồn điện điện áp trung bình. Một cách khác, mạch điện cộng
hưởng có thể chứa tụ điện mắc nối tiếp với đối tượng thử nghiệm cảm kháng. Bằng cách thay đổi
các thông số của mạch điện hoặc tần số nguồn, mạch điện có thể trở thành cộng hưởng khi điện

áp lớn hơn nhiều so với điện áp nguồn và cố dạng xấp xỉ hình sin được đặt lên đối tượng thử
nghiệm.
Độ ổn định của tình trạng cộng hưởng và của điện áp thử nghiệm phụ thuộc vào độ ổn định của
tần số nguồn và đặc tính của hệ thống thử nghiệm, được mơ tả bởi yếu tố chất lượng, tức là tỷ số
giữa công suất phản kháng thử nghiệm và tổn hao công suất.
Khi xảy ra phóng điện, điện dung mạch điện phóng điện tức thời và sau đó dịng điện đi qua từ
nguồn là tương đối thấp. Dòng điện đi qua bị giới hạn này thường ít gây hư hại cho đối tượng thử
nghiệm.
Mạch điện cộng hưởng nối tiếp đặc biệt hữu dụng khi thử nghiệm các đối tượng điện dung mà ở
đó dịng điện rị trên cách điện ngồi là nhỏ so với dòng điện điện dung đi qua đối tượng thử
nghiệm hoặc năng lượng để tạo thành phóng điện đánh thủng là rất nhỏ. Mạch điện cộng hưởng
nối tiếp có thể cấp dòng điện rò lớn hơn khi điện dung bổ sung được thêm vào mạch điện. Mạch
điện cộng hưởng nối tiếp còn hữu dụng để thử nghiệm cuộn cảm với điện dung mạch điện đủ lớn.
Mạch điện cộng hưởng nối tiếp có thể khơng thích hợp để thử nghiệm cách điện ngoài trong điều
kiện ướt hoặc nhiễm bẩn, trừ khi thỏa mãn các yêu cầu của 6.2.2.1. Nói chung, thử nghiệm ướt
có thể thực hiện với điện dung tải đặt trước thích hợp được thêm vào.
6.2.3 Đo điện áp thử nghiệm
Phép đo giá trị của điện áp thử nghiệm, giá trị hiệu dụng, và sụt áp quá độ phải được thực hiện
với hệ thống đo được chấp nhận (xem TCVN 6099-2 (IEC 60060-2)).
6.2.4 Đo dòng điện thử nghiệm
Dòng điện thường được đo bởi máy biến dịng thơng dụng được nối với dây nối đất của đối tượng
thử nghiệm. Dòng điện cịn có thể được đo trong dây dẫn điện áp cao đến đối tượng thử nghiệm.
Phép đo dòng điện phải được thực hiện với hệ thống đo đã được hiệu chuẩn.
CHÚ THÍCH: Dịng điện cũng có thể được đo trong dây nối đất của máy biến áp tăng áp hoặc bộ
cộng hưởng, miễn là dòng điện của tụ điện song song bất kỳ có thể được bỏ qua.


6.3 Quy trình thử nghiệm
6.3.1 Thử nghiệm điện áp chịu thử
Điện áp phải được đặt lên đối tượng thử nghiệm bắt đầu ở giá trị đủ thấp để ngăn ngừa bất kỳ ảnh

hưởng nào của quá điện áp do quá độ đóng cắt hoặc do các điều kiện cộng hưởng khơng kiểm
sốt được. Điện áp cần được tăng chậm để cho phép đọc các thiết bị đo nhưng không quá chậm
vì sẽ gây ra sự kéo dài khơng cần thiết của ứng suất lên đối tượng thử nghiệm tới gần với điện áp
thử nghiệm U. Các yêu cầu này thường được đáp ứng nếu tốc độ tăng vào khoảng 2 % của U trong
một giây, khi điện áp đặt vào trên 75 % U. Điện áp này phải được duy trì trong thời gian quy định
và sau đó được giảm nhanh, nhưng khơng đột ngột gián đoạn vì có thể sinh ra quá điện áp đóng
cắt, mà có thể gây hỏng hóc hoặc kết quả thử nghiệm khơng ổn định.
Khoảng thời gian thử nghiệm phải được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan và không được phụ
thuộc vào tần số trong dải từ 45 Hz đến 65 Hz. Nếu ban kỹ thuật liên quan khơng quy định thì
khoảng thời gian thử nghiệm độ bền phải là 60 s.
Yêu cầu đối với thử nghiệm được thỏa mãn nếu không xảy ra phóng điện đánh thủng trên đối
tượng thử nghiệm.
6.3.2 Thử nghiệm điện áp phóng điện đánh thủng
Điện áp phải được đặt và tăng liên tục, như đối với thử nghiệm điện áp chịu thử, cho đến khi xảy
ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm. Giá trị cuối cùng của điện áp thử nghiệm
trước thời điểm phóng điện đánh thủng xảy ra phải được ghi lại. Điều này được lặp lại n lần như
quy định trong quy trình thử nghiệm để đưa ra tập hợp n điện áp đo được.
Ban kỹ thuật liên quan phải quy định tốc độ tăng điện áp, số lần đặt điện áp và quy trình để đánh
giá kết quả thử nghiệm (xem Phụ lục A).
6.3.3 Thử nghiệm điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo
Điện áp phải được đặt và tăng liên tục, như đối với thử nghiệm điện áp chịu thử, cho đến khi xảy
ra phóng điện đánh thủng trên đối tượng thử nghiệm. Giá trị cuối cùng của điện áp thử nghiệm đạt
được ngay trước thời điểm phóng điện đánh thủng phải được ghi lại. Điều này phải được lặp
lại n lần được quy định trong quy trình thử nghiệm đề đưa ra tập hợp n điện áp đo được.
Yêu cầu của thử nghiệm được thỏa mãn nếu khơng có điện áp nào trong tập hợp này vượt quá
điện áp phóng điện đánh thủng đảm bảo.
Ban kỹ thuật liên quan phải quy định số lần đặt điện áp và tốc độ tăng điện áp.
7 Thử nghiệm với điện áp xung sét
7.1 Định nghĩa đối với thử nghiệm điện áp xung sét
7.1.1

Điện áp xung (impulse voltage)
Điện áp q độ khơng tuần hồn được đặt có chủ đích, thường tăng nhanh đến giá trị đỉnh và sau
đó giảm chậm hơn về “khơng”.
CHÚ THÍCH: Đối với mục đích đặc biệt, sử dụng xung có sườn trước tăng xấp xỉ tuyến tính hoặc
quá độ dao động hoặc có dạng xấp xỉ vng góc.
7.1.2


Điện áp xung sét (lightning-impulse voltage)
Điện áp xung với thời gian sườn trước nhỏ hơn 20 ps.
7.1.3
Điện áp xung sét tồn sóng (full lightning-impulse voltage)
Điện áp xung sét khơng bị gián đoạn bởi phóng điện đánh thủng (xem Hình 5).

Hình 5 - Điện áp xung sét tồn sóng
7.1.4
Q điều chỉnh (overshoot)
Tăng độ lớn của điện áp xung do dao động tắt dần tại đỉnh được tạo ra bởi mạch điện.
CHÚ THÍCH: Các dao động này (dải tần số thường từ 0,1 MHz đến 2 MHz) được tạo ra bởi điện
cảm mạch điện và đói khi là khơng thể tránh khỏi trong những mạch điện lớn hoặc đối với các đối
tượng thử nghiệm cảm kháng. Các phương pháp đề đánh giá quá điều chỉnh được cho trong Phụ
lục B.
7.1.5
Đường ghi (recorded curve)
Biểu diễn bằng đồ họa hoặc biểu diễn số của dữ liệu thử nghiệm điện áp xung.
7.1.6
Mức cơ bản (base level)
Mức ghi của hệ thống đo xung khi tín hiệu đầu vào của thiết bị ghi bằng “không”.
7.1.7
Đường cơ bản (base curve)

Ước lượng của điện áp xung sét tồn sóng khi khơng có dao động xếp chồng (xem Phụ lục B).
7.1.8
Đường dư (residual curve)
R(t)
Chênh lệch giữa đường ghi và đường cơ bản (xem Phụ lục B).
7.1.9
Giá trị cực trị (extreme value)
Ue
Giá trị lớn nhất của đường ghi đo được từ mức cơ bản cùng chiều với xung được đặt.
7.1.10
Đường cơ bản lớn nhất (base curve maximum)
Ub
Giá trị lớn nhất của đường cơ bản.
7.1.11
Hàm điện áp thử nghiệm (test Voltage function)
Hàm biên độ tần số được xác định để thể hiện sự đáp ứng của cách điện với các xung có quá điều
chỉnh. Hàm này được cho bởi:

trong đó f là tần số tính bằng MHz (xem Hình 6).
CHÚ THÍCH 1: Các đường ghi điện áp thử nghiệm khác nhau đối với các kiểu cách điện khác nhau
có thể được quy định bởi ban kỹ thuật liên quan khi hầu hết dữ liệu thử nghiệm đều sẵn có.
CHÚ THÍCH 2: Áp dụng hàm này như một bộ lọc đường điện áp dư cho phép tính tốn giá trị của
điện áp thử nghiệm của điện áp xung sét tồn sóng tương đương (xem Phụ lục B, Phụ lục C và
Phụ lục D).