GB/T 17948.4-2016 旋转电机 绝缘结构功能性评定 成型绕组试验规程 电压耐久性评定

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  • 在运行中,主绝缘电老化主要是由工频下连续电应力引起的。另外,绝缘还需要承受由开关脉冲或

    变频供电产生的瞬时过电压。使用IEC/TS60034 器产生的瞬时过电压的能力,该部分规定了主绝缘电老化,可在工频下或者高于10倍频率下进行

    4.4.3匝间绝缘电老化

    电气功能性试验取决于评定目的,当基准结构和待评结构的构成有相当大差异的场合 拉伸强度测试标准,需进行完整 评定。

    在有些情况下,使用最少数量的试样和基准试验范围的中间电压点进行简化评定就足够了。 当待评绝缘结构和基准结构的构成或制造规程没有或仅有微小的差异(称作次要改变,见 GB/T17948一2016),则可以使用一个电压点进行对比试验,但是试样的最少数量应采用推荐值 (见5.3)。只有在两种结构额定电压相同时,才充许采用简化评定。 例如,次要改变可以是采购不同供应商的同一种材料或者材料制造工艺的改变,次要制造工艺的改 变可以是VPI工艺新控制器或者新管道的安装。应强调次要改变不希望对绝缘结构有重要的影响,制 造商有责任证明使用简化评定的合理性

    对于匝间绝缘,通常为了包含线圈成型和导体变硬的影响,有必要使用完整线圈。线圈匝数和匝间 绝缘的厚度应满足按6.1所选择的试验电压要求,匝间介电应力不低于施加合适的试验电压到所用的 绝缘结构的任意线圈上所引起的最高值。 当对匝间施加工频电压时,线圈应使用双根导体并绕且每根需用线匝绝缘进行绝缘,或在绕组端部 切开线圈。当使用真空压力浸溃(VPI)线圈时,浸渍前端部导体要被切开并分离。如果选择的试验规 程(见4.2)对匝间不施加工频电压,那么试品可能要以常规方法用单根(或一束)导体绕成多匝线圈。

    6.1电压水平及预期试验寿命

    对于4.5.1中所述的完整评定,至少应选择三个工频电压以使最高电压下预期平均失效时间约为 100h、最低电压下预期平均失效时间高于5000h。简化评定只需要一个电压点(见4.5.2),所选的电压 应使预期平均失效时间约为1000h。施加在试样上的交流电压应维持在土3%范围内

    气耐久性试验的试验温展

    6.2.1室温下电老化

    为了加速电应力的影响,优先在室温空气下,并选取高于稳态运行条件的电压和/或频率进行电 验。

    6.2.2升高温度下的电老化

    电应力施加于定子铁心或试样表面的外部导电层和导体之间。如果试品是一个多匝线圈,试验期 间主绝缘和匝间绝缘均要经受电老化。对于分周期试验规程(第7章),分周期的持续时间为在具有中 值寿命的试样上进行10个分周期。可使用高于工频的频率进行试验以减少试验时间,但经验表明最大 可接受的加速系数为工频的10倍。然而应注意介质损耗不能使绝缘温度升高太多,否则影响结果,这 对于升高温度下的试验特别重要。对于待评绝缘结构和基准绝缘结构应采用相同的频率。若频率的增 加对绝缘结构的寿命有相似的影响,则增加频率的试验结果仅可用于直接比较。

    6.4匝间绝缘老化规程

    由于重复瞬间过电压,根据表 平定,主绝缘老化分周期是在 缘老化分周期之后,匝间绝缘老化分周期 频电压持续10min,该电压应为

    式T: Un一一绝缘额定电压,单位为千伏(kV); 一匝数,但不低于0.3×UN。 施加的电应力引起的温度升高可影响结果,特别是采用增加频率时,因此应记录升高的温度。若

    6.5应力梯度涂层的维

    结构的寿命有相似的影响,则增加频率的试验结

    应力梯度涂层通常用于线圈或线棒的外表面,应力梯度涂层可以是漆或带或两者结合。在电气耐 久性试验期间,可能出现不会导致绝缘失效的劣化。以对主绝缘进行试验而不是对应力梯度结构进行 试验为基础,允许在电压耐久性试验期间对应力梯度材料实施维护措施和强制空冷。

    在老化分周期之后进行诊断分周期。 在诊断试验期间,试样任何部分的失效构成了整个结构 放,并记录。根据4.2中选择的试验规程选择合适的试验电压

    GB/T22715一2016中4.4使用工频试验,在这种情况下,在线圈和对地之间施加(2U~十1kV)的电压 (有效值)1min后,施加电压以1kV/s的速率升到2(2U十1kV),这时应立即以至少1kV/s的速率 降至零。

    7.2.2匝间绝缘冲击试验

    7.2.3匝间绝缘工频试!

    为了获得某些信息或确定试验寿命的终点,可进行选择性的诊断测量,这些可以代替电压试验,例 如绝缘电阻、损耗角和局部放电等。对每一诊断试验可建立终点判定指标,其合适的理由要在报告中 说明。 对于应力梯度结构,没有以诊断目的的电气试验,但对于记录材料的状态是有用的,如用肉眼观察 颜色和表面瑕疵以及气泡和开裂

    主绝缘发生任意电气击穿则样品失效,将导致过流探测系统中断高压变压器的电流。应通过 渐重复施加电压来证实绝缘失效,样品失效会阻止试验电压的再次施加。确定失效位置是十分 ,可通过当电压升高时观察电弧或热量来确定失效位置。当已证实样品失效时,应将失效样品分

    便对剩下样品继续进行试验。

    应检查每个失效样品以确保失效对于统计分析的有效性,这可能需要在绝缘击穿周围的区域内对 样品进行解以核实失效位置和其原因

    在电压耐久性失效位置或附近处,应检测绝缘层厚度(主绝缘十匝间绝缘士股间绝缘)。

    试验数据的评定应遵照下面列出的导则进行。假设在威布尔分布下,应采用合适的数理统计分析 以计算待评样品寿命对于基准样品寿命的显著性(见IEC62539)。 如果使用概率分布的90%置信区间在基准结构的置信区间之上或内,则待评绝缘结构认为鉴定 合格。

    待评结构和基准结构的电气耐久性图是以双对数的形式绘制,为试验电压(U.)和额定电压(U)的 比值与失效时间(t)的曲线起重机标准规范范本,U是基准结构和待评结构的额定电压。如果满足下述条件,则待评结构 合格: a)在基准结构试验电压范围内,待评结构的90%置信上限超出基准结构的90%置信上限; b)在最低试验电压下,待评结构的90%置信下限大于或等于基准结构90%的置信下限,及待评 结构均值回归线的斜率比基准结构的斜率陡。 待评结构老化结果满足情况b)的示例如图1。对于情况a)或者情况b),待评结构鉴定不合格的示 刻如图2。

    图1鉴定合格的待评绝缘结构(C)和基准绝缘结构(R)老化数据对比

    定不合格的待评绝缘结构(C)和基准绝缘结构(R

    分位数的90%容差与基准老化曲线在相同分位数的90%置信界限进行对比。如果在基准结构老化试 检电压范围内出现部分重叠,则鉴定合格,如待评结构B。至于待评结构A鉴定不合格,是因为测试是 在基准结构老化曲线所用的电压范围之外进行的。至于待评结构C也鉴定不合格,是因为没有重叠, 待评结构D鉴定合格,是因为试验结果大于基准结构的结果

    试验报告中建议记录以下内容: 如果样品在室温下试验,试验区域的环境温度和湿度; 施加电压(有效值); 施加电压频率,Hz; 每个样品总的耐久性时间; 预期或中期诊断试验结果或测试结果; 失效位置的观察; 性能失效或应力控制损坏的观察; 电压耐久性试验温度,嵌入加热器内部热电偶的温度; 试验期间最大和最小试验电压及温度。 也可包括其他信息安全网标准,例如样品性质、电极性质、应力材料性质。

    四种独立待评绝缘结构与基准绝缘结构简化老

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