GBT1794812000旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级

前言本标准等同采用及其第一次修改和第二次修改以前我国电机行业对散绕绕组的热评定大多采用美国标准现在已将各国先进的评定方法归纳形成了文件为尽快与国际标准接轨故等同采用该标准在技术内容上本标准规定的方法与以前我国实际进行的试验方法无重大差异本标准的附录附录和附录都是提示的附录本标准由国家机械工业局提出本标准由全国旋转电机标准化技术委员会归口本标准的起草单位国家机械工业局上海电器科学研究所本标准主要起草人李锦梁朱玉珑前言对技术专题的正式决定或协议是由对该专题感兴趣的各国家委员会的代表组成的技术委员会起草的并尽可能表达国际间对所处理专题的一致意见制定供国际间应用的文件具有推荐性在这种意义上为各国家委员会所接受为促进国际间的统一的愿望是所有国家委员会在其国家条件允许的情况下宜采用的推荐文本作为他们的国家标准相应的国家标准若与推荐文本之间有任何差异应尽可能在标准中清楚地加以说明本标准系国际标准中的一个部分是由第技术委员会旋转电机的分会旋转电机绝缘结构分级起草的本文本源于以下的文件六月法文件表决报告中办中办本标准的全部表决情况可查阅上述表决报告附录附录和附录仅作为信息性资料引言的第部分为旋转电机应用的绝缘结构提出评定与分级的基本原则的本部分研究散绕绕组通常指散嵌绕组绝缘结构的热评定与分级对各种类型散绕绕组及测试方法提出了若干种标准试验规程本部分归属于旋转电机绝缘结构功能性评定有关的系列出版物的第部分其他相关部分为第部分总则第部分成型绕组试验规程中华人民共和国国家标准旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了交流或直流旋转电机应用的或准备应用的散绕绕组绝缘结构热评定与分级的试验规程试验规程为了对比性以待定绝缘结构与已为实际运行经验所证实的基准绝缘结构进行性能比较本标准应与第部分总则一起使用引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性旋转电机定额和性能电气绝缘用无溶剂聚合树脂化合物规范有溶剂绝缘漆规范旋转电机第部分绝缘结构功能性评定第部分总则概论与第部分的关系描述了旋转电机绝缘结构适用的热寿命试验的一般原则除非本标准另有规定的原则均适用标准规程本标准的第章至第章规定了种标准的试验规程规程适用于交流和直流电机的定子和电枢绕组本标准的使用者可根据被试及待定级的绕组的型式和尺寸试验设备及以往的经验选用最合适的试验规程基准绝缘结构基准绝缘结构应与待定绝缘结构采用同样的试验规程进行试验参见的两种绝缘结构的热分级温度值之差不超过试品试品的结构必要时材料的选择试验可按的执行试品可以是实际电机电机部件或模型部件和模型应包括所有基本元件绝缘厚度爬电距离以及必要的放电保护如有等应适应预定的最大规定电压及设备标准或实际情况被比较的结构应与电机待用的结构相同注应注意由于绝缘厚度及爬电距离的不同同样的绝缘材料可得出完全不同的试验寿命值如果零部件在实际运行中受到的各种应力能在试验中可靠地复现允许用模拟线圈或绕组零部件的试样进行评定在某些国家成功地使用了特殊形式的模型作为例证列于附录与附录对新绝缘结构准备采用的材料制造厂应确保在预期生产过程中其性能不会劣化质量保证试验为剔除有缺陷试品应按的所述进行合格筛选试验先做外观检查然后做过电压试验试验要与制造厂的电机或线圈试验相符或者是按后文所述诊断试验试验电压取两者中较高的数值注如有必要可采用附加的筛选分级试验包括下述内容测定绝缘电阻测定介质损耗角正切与电容测定局部放电起始电压运行时相电流的平衡重复冲击泄漏电流耐电压试验对偏差较大的试品应筛除或加以检查以确定偏差的原因宜对试品的偏差规定一适当的允差诊断试验检验可按中进行预老化试验以检验诊断分周期试验的可行性热老化试验规程本试验规程由若干在不同老化温度下的老化试验组成在每个温度点确定被试绝缘结构的试验寿命根据这些试验寿命值以基准绝缘结构在其温度等级下的寿命为基准判断被试绝缘结构在该温度等级下的寿命每一老化试验按周期进行每一周期的试验由热老化分周期与诊断分周期组成诊断分周期包括机械性能试验受潮试验耐电压试验及其他诊断试验老化温度与分周期时间应遵循中所规定的条件和规程按标准试验规程至少应取三个老化温度点如待定绝缘结构与已定级的绝缘结构有较小的变动可按中试验规程进行老化温度与老化分周期时间宜按表选择若待定绝缘结构的预定温度等级与基准绝缘结构的已知温度等级不同则应以适当方式选择不同的老化温度与老化分周期时间最低老化温度的选择应使在该温度下试验的对数平均寿命值约为或以上通常可按或更长的曝露期以选定最低老化温度此外至少应选择二个更高的老化温度点温差间隔为或更大如以多于三个老化温度点进行试验可采用的温差间隔为使因外推引起的误差为最小最低试验温度宜不高于外推求得的温度规程模型线圈试验规程概述规程本规程使用模型线圈作为试品称为本标准的规程一般特征本热寿命试验规程由若干周期组成每一周期包含热老化分周期诊断分周期依次包括机械性能试验冷态试样的潮湿试验和耐电压试验试品试品结构本试验规程中的试品设计为一模型线圈用以模拟待试绝缘结构模型线圈应体现全部的基本元件尽可能地代表完整的绕组绝缘结构模拟有槽结构的散绕绕组附录描述了试验散绕绕组绝缘模型线圈的实例试品数目每种绝缘结构每一个老化温度点至少应投入个模型线圈质量保证试验在首次热老化分周期试验之前应进行下列质量保证试验试品的外观检查按进行耐电压试验交流匝间试验用电路保护器检测失效初始诊断试验在进行首次热老化分周期试验之前每一个完整的试品应经受描述的诊断性试验热老化分周期热老化温度与分周期的时间应遵循的规定加热设备热老化箱应使用符合中规定的热老化烘箱热老化程序热老化分周期开始时应把模型线圈直接放入已加热的老化箱中分周期结束时应将模型线圈直接从老化箱中移出到室温空气中为了降低各模型线圈之间实际老化温度差异的影响在相继的老化分周期中模型线圈在老化箱中的放置位置应是随机的诊断分周期机械性能试验在每一热老化分周期之后待模型线圈冷却到室温时每一模型线圈须在振动台上经受的机械应力试验模型线圈安装在振动台上应使其运动方向与线圈平面垂直这样其线圈端部经受的振动与实际电机中线圈端部因径向力而产生的振动一致振动试验在室温下进行无须施加电压振动试验优先取相当于加速度的振幅值即时峰峰值或时取的峰峰值若因运行而产生的应力在原理上见的会引起更大的振动幅度应采用该振幅并在试验报告中说明潮湿试验按的潮湿试验至少应持续在潮湿试验期间在绕组上应出现可见潮气凝露但不连成片模型线圈温度约为的室温其实际试验温度应记入报告试验中无须在试品上施加电压这种试验的设备举例可参见附录试验中采用的试品冷却原理参见附录的耐电压试验为检查试样状况和确定到达寿命终止的时间在每次潮湿试验之后应施加如表所规定的工频电压表规程的试验电压运行额定电压推荐的工频试验电压有效值对地线圈间导体间在考虑中在考虑中在考虑中允许电压范围但选定值应保持前后一致对地与线圈间的试验电压应与预期绝缘结构的电压范围的上限相当为了能使用其他电压例如下取得的大量试验数据可以使用以外的其他电压值基于试验经验为了确定寿命终点也可采用其他试验电压只要该试验电压对基准结构与待定结构均保持一致若试验电压值与表所列值不同应在报告中表明当试样尚在受潮试验箱中并保持潮湿状态时在试样上施加试验电压历时利用适当的试验线路首先对并绕导体间其次是线圈间最后是对地施加试验电压每次历时建议在试验线路中接入冲击电压保护器以消除意外的高压脉冲经验表明模型线圈试验中最重要的因素之一是检测失效的电路保护器的特性见附录的其他诊断试验其他诊断试验可按中进行分析报告与分级应遵循中给出的规程记入报告附加项目见和规程整机试验程序概述规程本规程使用实际电机作被试样品称为本标准的规程一般特征本热寿命试验规程由若干周期组成每一周期含热老化分周期诊断分周期包括潮湿试验电机运转时连续施加电压时电压也是一个诊断因子在高于实际温度下进行试验时热机械应力增大热分解产物的浓度会增高也可以认为反常的高机械应力和电压产生的样品失效与长期运行产生的失败其性质是不同的由于关键性试验参数制造工艺与电机试验方法的不同要将不同制造厂的电机试验结果相互比较是非常困难的本试验规程的意图是在一个制造厂和同一试验设备上比较电动机的绝缘结构即使用实际电机做试验其结果也不能用以确定电机的实际运行寿命通过绝缘结构的对比这些试验只能用作划分等级的方法试品试品结构本规程的试品为完整的电动机为增强机械寿命试样电机可作些改进只要其绝缘结构及其工作环境没有变化允许采用各种技术以提高试样电机的温升在以实际电动机作试验的过程中部件的尺寸绕组的制造工艺及成型确实会影响试验结果因此应采用在正常生产中已经采用的或将要采用的制造工艺试品数量每一种绝缘结构在每一个老化温度点上至少应有台电机投入试验质量保证试验在第一个热老化分周期试验开始之前应进行以下质量保证试验电动机装配前的外观检查按进行的耐电压试验初始诊断试验在第一个热老化分周期试验开始之前每一台完整的试品应按规定进行诊断试验热老化分周期老化温度与分周期的时间应当遵循本标准规定试验温度应用电阻法测量可安装热电偶用以控制温度在达到热老化温度后温度应精确控制在中规定的范围内如果任何一台电动机的温度与同一温度下试验的电动机组的平均值的差异很大则应在试验报告中加以说明并在数据分析中予以考虑加热设备产生热量的方式取决于试验所用电动机的型式及实验室设备条件通过加大气隙增加起动和正反转次数在正常交流电流上叠加直流电流或提高电动机周围空气温度等方法可增大电动机的损耗从而可使电动机绕组达到高于正常值的温度为了调节热老化周期间的温度使电动机在正常电压和频率下运行利用电控装置不时地使之自动起动停机或反转也可采用其他方法包括自动地改变电压调节周围空气温度或两者相结合使用应在试验报告中详述加热设备单相电动机在热老化周期间每天至少要进行次启动停机操作单相电动机在起动时起动绕组的电流密度远大于主绕组的电流密度每次起动时起动绕组的温度要比主绕组高为了保证试验重点放在主绕组部分绝缘结构上应采用合理的起动次数多相电动机在热老化周期间每天至少要进行次起动或反转操作采用反转时电损耗维持升高了的温度在这种情况下每天的反转次数可能大大超过次在寿命试验过程中最高温点的总曝露时间相对较短使得反转次数相对较少最低温点的曝露时间可能是高温点的倍总起动次数的较大变化会影响老化周期内温度曲线的斜率故推荐低温点时的反转次数不大于高温点反转次数的倍最理想的是每一温度点的反转次数相同热老化规程电机在描述的热老化周期中运转升温时间作为热老化时间的一部分而降温时间则不计在内在老化分周期结束后诊断试验分周期开始前电机应冷却到室温若电机是开启式通风结构由于通风不受限制使其空转一段时间可加快冷却速度热老化分周期中的机械应力由于电动机运转引起的正常振动及起动或反转或两者兼有在试验中的实际电动机上产生机械应力在起动与反转时产生机械冲击增大气隙两倍工频的振动幅度会增大当电机起动与反转时大电流会在绕组上产生一个较大的机械力试验中是在提高温度状态下出现这些机械力的试验电动机刚性安装也可以安装在减震垫上使所有电动机承受均一的冲击量应在试验报告中说明安装方法含有待定绝缘结构的试品与含有基准绝缘结构的试品应以同样的方式安装诊断分周期潮湿试验对全封闭电机防护等级为及以上以及直流电机作潮湿试验不切实际故不必强制执行除此之外其他电机至少应进行的潮湿试验试验过程中绕组上产生可见潮气凝露但不连成片为此绝缘结构的温度应一直低于周围含水空气的露点满足这要求的最好方法就是采用如附录中所述的可冷却试品的冷凝试验箱由于较大的电机可能移动困难在潮湿箱内难以支撑或不具备适宜设备可采用其他加潮气方法包括电机加密封罩或用传统的潮湿箱或雾气箱全封闭电机如进行潮湿试验应拆去端盖或接线盒盒盖或者在机壳上开孔以经受潮气潮湿试验中不施加电压耐电压试验耐压诊断试验贯穿于整个热老化分周期潮湿试验后绕组还处于潮湿状态下电动机应立即起动并运转对运转前要重新装配的电机在