GB/T 17948.6-2018 旋转电机 绝缘结构功能性评定 成型绕组试验规程 绝缘结构热机械耐久性评定
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图1定子线棒和线圈的示意图
每个热机械试验应至少有5个线棒或3个线圈进行试验,有必要使用额外的线棒/线圈监测导体温 度,并对基准组(非循环)的线棒/线圈进行破坏性试验(见5.1、6.3和7.2)。如果使用铜电阻的变化确 定温度,可不需要额外的线圈/线棒
阻燃标准5.1加热和冷循环的温度和长度
加热及冷却时间应在30min~60min,如图2所示。除对耐热等级不同的绝缘结构使用不同的试 验温度上限外,待评绝缘结构和基准绝缘结构应进行相同周期的试验。 注2:一些绝缘结构具有高于温度上限的软化温度。这可能影响试验结果,特别是与玻璃化转变温度较低的绝缘结 构结果对比时 注3:对于特殊热运行条件的电机,可采用较短的时间
试品应至少经受500个热周期
6试验规程1:模型槽中的线棒/线圈
试验规程1.模型槽中的线棒/线圈
图2加热和冷却循环示
模型槽的长度和线棒/线圈在槽外的伸长部分应与实际电机的相同,见图1。 优先选用叠片式模型槽,但可用能够充分代表槽表面和叠片铁心机械特性的模型替代。试验 期间应尽可能避免槽结构的尺寸变形。最好含有风道,风道的宽度和对绝缘表面的滑动磨损 应与实际电机相似 应与实际电机一样,用标准的制造工序和组件将线棒/线圈安装在模型槽中。槽模和侧面垫条 的紧密度应轴向均匀。根据设计模型最好呈水平或垂直方向,否则有可能无法正确地模拟3.2 e)规定的老化过程。 模型的其他详情参见图3注
注:图示仅为含两个线棒的单槽,实际试验需要更多槽。线圈进行试验时,为避免试验期间线圈受到运行时不存在 的机械应力,每个线圈均正确置于槽中并成一定角度是很重要的。为使线圈在模型槽中具有适当的紧密性,可 能有必要包含假线圈。
图3含两个线棒的模拟槽
按照如下选择加热方法:直线部分和端部应尽可能地模拟实际电机受热时线棒/线圈绝缘的热梯 度。为了获得这个效应,应采用铜导体上的最高温度。加热装置应对所有试样提供相同的加热率,这可 能要求加热装置含有能改变热流的绝热板或隔热板。 可采用下述加热方法: a) 导体通以电流加热: 在该方法中,可使用交流和直流加热线棒/线圈的导体。电气接线应有合适尺寸并隔热,以确 保接线不会成为热沉或热源。若使用交流电,为防止模型的磁组件因电磁损耗而过热,建议导
体的连接使每个模型槽内的总电流要低。 b 液体或蒸汽内部加热: 当试品为直接水冷型或气冷型时,可用热的液体或蒸汽通过空心导体股线或冷却通道进行 加热。 C a)和b)的组合方法: 可组合使用加热方法a)和b),但该组合的复杂程度通常使其不如单独使用a)或b)理想 热循环恰当的模拟要求试品绝缘具有与实际电机相同的表面温度,特别是在冷循环开始时, 根据耐热特性,可能需要补充加热或冷却模型铁心
应这样选择冷却方法:可模拟冷却过程期间实际电机绝缘出现的热梯度。可采用下列方法: a) 鼓风机冷却: 该方法中,强迫通风指向线棒/线圈的整个长度,且与直线部分成直角。该方法适用于实际电 机中外冷的线棒/线圈。 D 流体冷却模型铁心: 该方法中,冷却流体通过模型铁心的槽以冷却直线部分,而端部用方法a)的强迫通风进行冷 却。该方法的冷却速率可能比方法a)的高。该方法也适用于实际电机中外冷的线棒/线圈。 内部流体冷却: 该方法适用于通过空心导体股线或导体内的冷却通道进行内冷的线棒/线圈。该方法的冷却 流体通过空心股线或试品内通道
7试验规程2.不受限制的线棒/线圈
7.1线棒/线圈的试验放置
摩/线图应彼此平行和等距放 减应力,线棒/线圈应充分固定。为了线棒之间具有相同的温度,应考虑外部线棒可能具有较高的辐射 损耗。
采用6.3a)所描述的方法。因为没有支撑线棒/线圈的模拟铁心,线棒/线圈之间的加热连接线应具 有足够的柔韧性及较轻的重量,以避免试样承受不必要的机械应力
采用6.4a)和6.4c)所描述的方法
8.1初始质量控制试验
在第一个热机碱老化周期开始之前,应进行下述试验。进行这些试验以确用于热机循环的所有线 棒满足制造商的质量技术要求。本部分不规定这些初始质量控制试验的通过/失效准则。 线棒/线圈置于模型槽及支撑端部之前或者开始对不限制的线棒/线圈进行实际试验之前进行初始 质量控制试验
推荐的初始质量控制试验!
7948.62018/IEC60034
基坑标准规范范本8.2单个线棒/线圈的推荐诊断试验
预期热机老化影响3.2所述的绝缘。诊断试验有助于使用者确定主要的老化进程,及获得关于待 绝缘结构的信息。本章节推荐了最常见的试验,这些试验可提供关于老化进程的信息。本部分不给 这些试验的通过/失效准则。 对于这些试验,线棒/线圈在循环期间应保留在模拟槽中。对于不受限制的线圈/线棒,应需要移 应特别注意避免破坏绝缘,从而影响结果。建议至少在热机循环前后进行如下试验: a)损耗角正切值试验: 至少在0.2U、0.6UN、0.8UN及UN下测量损耗角正切值,UN是线棒/线圈的额定(线)电压等 级(见IEC/TR60894:1987)。 b 局部放电试验: 测量局部放电起始电压和熄灭电压,在UN及以下的局部放电强度(见GB/T20833.1一2016)。 测量绝缘长度: 测量绝缘表面上两个固定点之间的绝缘长度,每次应在相同温度下进行测量,且最好在低温周 期下进行。长度的变化也能根据绝缘表面与模型铁心(如有)的相对位移来计算。绝缘长度的 永久变化表明绝缘的初始机械失效。 d 外观检查: 尽管用内测镜也可进行某些检查,但因有模型铁心,试品直线部分绝缘的任何外观检查程度仍 将受到限制。绕组端部可进行更广泛的外观检查,例如绝缘的相对位移及磨损情况。 e) 敲击试验: 虽然敲击试验相当的主观,但可以预测分层。仅对不受限制的线棒/线圈进行敲击试验。 f 测量导电层表面的表面电阻: 对相同的位置进行如8.1b)所述的试验。仅对不受限制的线棒/线圈进行该试验。 g 测量宽度和厚度: 在相同位置进行如8.1c)所述的试验。仅对不受限制的线棒/线圈进行该试验。 h 线棒对铁心或线圈对铁心的电阻: 使用直流电压测量线棒/线圈对地绝缘电阻,如果合适,选择2500V或者5000V。记录1min 和10min时刻的电阻。由于常规线棒具有高的绝缘电阻,该值可能不在高阻计的测量范围。 较低值可预示着在绝缘内部有裂纹。 i 其他试验: 在特定的情况下评定特定的失效机理是可取的,例如,绝缘样品的拉伸强度和弯曲强度
8.3诊断试验推荐频次
除循环前后外,在循环的某个阶段可进行 式验的适合频次是在10个、50个、100 个周期之后对试样进行试验。若试验超过500个周期,建议在500个周期的倍数后进行附加试
鉴定准则以对比基准和待评绝缘结构的电老化寿命为基础,基准绝缘结构在工频下具有较长的电 老化寿命。长期试验用于激发局部放电引起的侵蚀作用。在热机循环和选择的诊断试验后进行该破坏 性试验。 对限制于模拟槽中的线棒/线圈进行电压耐久性试验时,不应从试验设备中移出来,除非使用者确 认移动不会破坏绝缘。 只有待评绝缘结构和基准绝缘结构采用相同的加热和冷却方法及相同的温度测试方法,才允许对 待评结构和基准结构进行对比。例如,如果空心导体基准结构使用内部流体冷却[方法6.4c)],但待评 结构的线棒/线圈结构为实心导体,那么不能使用本部分鉴定待评结构,因为没有采用相同的冷却方法。 对于温度循环控制,如果通过在绝缘上钻孔以插入温度传感器对基准结构进行测试,则绝缘电阻的方法 不适用于待评结构。 电压耐久性试验可在环境温度或者其他任意温度下进行,如运行温度。只有待评和基准结构的试 验温度在相同的温度范围内,才允许对待评和基准结构进行对比。 只有待评和基准结构的施加电压序列相同,才充许对待评和基准结构进行对比。电压序列定义为 电压水平、每个电压水平的持续时间及它们的顺序。如GB/T17948.4一2016,电压水平为施加线对地 电压和额定电压之间的比率。基准和待评结构额定电压的差异应符合GB/T17948.4一2016规定的技 术要求。 根据GB/T17948.4一2016简化评定方法的要求,对待评结构进行鉴定。GB/T17948.4一2016中 的方法对比击穿时间的90%的置信区间,应至少5个试样击穿。对于线圈,如果一个边失效,如果失效 边没有接地另一个边可以使用。 本部分不规定任何特定的电压序列但应满足三个条件: 最小电压水平为2UN; 对于逐步升压,在每步之间至少10h内最大电压增量为0.1U~;或者对于匀速升压,升压速率 为0.01U/h; 使用选择电压水平序列,基准结构63%的击穿时间应大于100h。 典型绝缘结构在2.5U下预计有大于250h的寿命。 在电压耐久性试验期间可能损坏应力控制材料(防晕材料),允许对材料采取预防或者修复损坏的 所有措施。沿端部绕组表面的闪络不是绝缘的击穿,因为电压耐久性的目的是对主绝缘进行试验而不 是应力控制结构(防晕结构)。如有疑问,应进行8.2h)所述的绝缘电阻测量以确定是否击穿。更多的 信息见GB/T17948.4—2016第6章。 交流电压耐久性试验也应对没有循环的一组线棒/线圈进行试验以评定循环的影响。 在绝缘解剖后,推荐对击穿区域进行视觉检查,有助于确定主要的老化过程
报告时塔吊标准规范范本,记录试验所有的相关详情是有用的,包括 情元 选择本试验规程的理由; 被试绝缘结构(基准和待评结构)的描述; 试品结构; 试验中包含的模型铁心和端部支撑结构(如需); 所用试品的数量; 加热和冷却周期的最高温度、最低温度和长度:
试验中老化周期的数量; 初始质量控制和诊断试验的结果; 循环期间诊断试验的结果; 所用电压耐久性试验方法的描述; 最终诊断功能型试验的结果; 统计分析及其结果的描述。 建议诊断试验的分析由基准和待评绝缘结构在循环期间或之后进行对比的测量结果组成。对比应 以诊断测量自身的变化和最后的破坏性试验为基础。特别地,对比可建立在下述基础上: 循环期间在最低和最高试验电压之间的损耗角正切值增量的变化; 循环期间局部放电起始和熄灭电压的变化; 循环期间在U下局部放电强度的变化; 循环期间测量宽度和厚度的变化; 循环期间绝缘长度的永久变化; 导电层表面的表面电阻变化; 直线部分(若试验中使用了模型槽)的可见磨损痕迹; 绝缘表面的可见裂纹痕迹; 在最后剖开绝缘的可见劣化痕迹。 在待评绝缘结构和基准绝缘结构的对比过程中,与老化过程相关的测量结果最为重要(见3.2)
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