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高压电机绝缘结构耐热性评定方法

1主题内容与适用范围

本标准规定了高压电机(3kV及以上)绝缘结构耐热性评定方法。本标准规定的耐热性评定方法是 以被试结构与具有实际运行经验的参考结构在同样试验条件下相对比较为基础的。

本标准适用于高压电机绝缘结构的耐热性评定。


2试样

2.1试样结构

试验样品可以是实际电机上使用的框式线圈,也可以是模型线圈。若是模型线圈,则必须能体现实 际线圈基本组合的特性。

采用本标准进行评合的线圈样品,其使用的绝缘材料和元件,应当首先进行适当的筛选。应当指出, 单一的绝缘材料和元件的温度等级不等于绝缘结构的温度等级。

1和图2是一种典型的模型线圈组合结构图,这种尺寸的模型线圈常用于评定10MW7kV及以 下的高压电机绝缘结构。

2.2试样数目

每种结构,每个温度点受试样品的数目,不能少于5个。

2.3   试验前的试样预检

在正式试验开始之前,应对试样进行肉眼观察检査和常规电性能试验检查,只在通过检查的试样, 才能投人热老化试验。

热老化试验

3.1  老化温度和试验周期

试样的热老化至少应在三个温度点进行。绝缘结构的温度等级与等级温度的关系见表



老化温度与每一周期的老化时间的选择按表2的规定。

2推荐的老化温度与每一周期的时间

预期等级 温

105V

12QG

fi

 

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200/C

每个老化 周期天数 d

 

h

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1—2

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195

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245 _

265 2M

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160 .

1 175 185

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235 245

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150

165 11^

175 1

200 E1M :

225 235

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6

建议范围.

140 1S&

155 im

165 175

,195 WA !

215 225

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130 140

145 155

1 165

180 190

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28 35

 

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205- '21'5 |

'45〜的

必须保证最低温度点的试样寿命不低于5 OOOh,最高温度点的试样寿命不低于lOOh,两个相邻温

度点的温度间隔应为2Q C或以上,如果试验在三个以上的温度点进行,则温度间隔不应小于 10*0^



对每一温度点的老化天数(d)的选择,应考虑大致能使试样在10个周期左右寿终破坏(按表2选择 温度与老化天数,实际经验表明一般试样寿命在10个周期左有)

3.2热老化烘箱                                                      

用热老化烘箱对试样加热是最方便最经济的。但烘箱内必须能保待恒定的温度和均匀的温度分布。 本标准要求烘箱温度在180C以下时其温度波动范围为±;2‘:C,烘箱温度在18030O C时,其温度波动 范围为±3ts 3,3热老化程序

热老化周期开始,试#应直接放入已达到设定温度的烘箱,并开始计时。热老化周期结束,试样应立

即从烘箱内取出放人室温环境,或用其他方式冷却到室温,然后开始诊断试验。

4诊断试验

4.1  机械振动试验

机械振动试验应在室温下的振动台上进行,试验时不在试样上施加电压。试验时的振动频率取 50Hz振动幅度取0. (峰一峰值),振动加速度为Wnx/s2振动时间为lhs

4.2                  受潮试验   .'

受潮诊断试验是将试#入温度在室温153S C)范围,相对湿度在SS:M越上的潮湿环境中至# 48h该环境必须保证能使试样上有凝露出现。

4-3耐电压试验

耐电压试验应在受潮试验之后立即进柠。此时试样仍应保持潮湿并大致保持在室温。如果因试样 表面水份存在而使试验电压不能施加,可以在施加电压前将水分擦去。

试验电压应为工频电压,其频率范围在4962HZ之间。试验电压虛施加在线圈导体与样品框架 (接地之间及匝与匝之间,如有必要,也可施加在线圈导体与另一线圈导体之间。

试验电压的数值为.m.为该绝缘结构的预期电压等级),匝间试验电压值为S3J5V试验时间均 为.lOmin

耐电压试验中试样的任何对地、匝间、层间的击穿都认为是整个试样的破坏,并作为试样寿终的判


据。

5分析、报告和定级

每一试样的寿终时间应取其最后二个周期的中间值(例如该试样在第十一周期击穿,则其寿终时间 取10. 5周期)。

热老化中每一个试样在每一老化温度点上的总寿命小时数均应记录。并以热老化温度(用热力学温 度表示,K)的倒数为横坐标值,以其寿命小时数的对数值为纵坐标值,进行线性回归分析,作出阿仑尼 乌斯热寿命图。参考结构和被试结构需做适当比较。阿仑尼乌斯图可适当外推,但外推时不应大于最低 温度点25'C在阿仑尼乌斯图上,以20 000h为纵标所对应的横标温度值即为该绝缘结构的温度指数。 按表1的规定,取该温度指数相邻的较低的温度等级为其温度等级,例如若该结构的温度指数为 139°C则其温度等级为B级。

试验报, 告上应写明的项目:

a.  参考的标准;

b.  被试样品的组份结构;

c.  所选用的诊断试验项目与应力水平;

d.  每个温度点的试样数;

e.  烘箱类型及其他设备情况;

f.  单一试样的寿终时间;

g.  寿终时间的平均对数值;

h.  阿仑尼乌斯方程及热寿命图;

温度指数与温度等级。

第二篇10. 5kV及以上的高压电机条式 线圏绝缘结构耐热性评定方法

6试样

6.1试样结构

试验样品可以是实际电机线圈,也可以是样棒。若是样棒,则必须能体现实际线圈绝缘结构的主要 部分,并且其使用材料、绝缘规范和工艺过程应和生产制造过程相同。

样棒应按规程进行防晕处理,试验电极需用3mm钢板将样棒两侧夹紧,样棒的上下窄面需用半导 体垫条楔紧。

6.2试样数目 同第2, 2条。

6.3  试验前的试样预检 同第2. 3条。

7热老化试验

同第3条。

8断试验

8.1机械振动试样 同第4.1条。

8.2受潮试验


同第4.2条。

8.3    耐电压试验

耐电压试验应在受潮试验之后立即进行。试验电压应施加在样棒或线圈的导体与钢夹板之间。 试验电压的数值为2J,。试验时间为lmin。耐电压试验中线圈或样棒任何部位的击穿均被认为是 整个试样的破坏,开作为试样寿终的判据。

9分析、报告和定i

同第5条。

第三篇10. 5kV及以下的高压电机对地绝缘热寿命和 耐温等级的快速评定方法

10内容和范围

本方法用常规老化试验求取高压模型线圈单点寿命值,用仪器分析法求取热寿命曲线的斜率,从而 得到寿命曲线,将曲线外推以确定高压电机线圈对地绝缘的热寿命和和温度等级。

11试验设备及要求

11-1常规老化试验用的设备有烘箱,振动台,潮湿试验箱和耐电压试验装置。这些设备应能符合本标 准第一篇常规老化试验的技术要求。

11,2仪器分析所用.的设备有逸气分析仪和气相色谱仪,这些设备要求能匀速升降温,并在浓度为1105PPm的逸毋气体范围内,保证有1 OOOmV.ml/mg的灵敏度。

12试样制备

12.1常规老化试验用的试样为待评的绝缘结构的模拟定子线圈。

12.2仪器分析法所用的试样取自线圈直线部分的主绝缘,将其加工成粉末,细度要求为100200目。

13试验方法

13-1模型线圈单点常规老化试验

模型线圈单点常规老化试验按若干个相同的周期连续进行,直至试样损坏为止,每一周期的试验顺 序为热暴露一机械振动试验_耐潮试验一耐电压试验^   -

13.1.1热暴露

试样在烘箱内的热暴露温度与时间按表2选择,建议选择的温度的老化周期天数在t223

13.1.2    机械振动试验

同第4.1:

13.1,3    耐潮试验 同第4 2mi.4耐电压试验 同第4_.3

13.2    用逸气分析'^气相色谱仪求热寿命方程的斜率 13. Z1试样的预处理

取试样粉末约150mg,置于一金属小盒之中,在流动的氮气气氛中从室温升至250*C后保温lh,再 降温到室温。

13.2.2  逸出气体量的测定

将处理过的试样置于分析仪的加热炉中,调节空气流量到30nil/min加热炉以2'C/min的速率升 温,约在到达预期等级温度时开始测量,每隔I日〜20C测一点,至少测得4组数据。在每一测量点应保 持该点温度5min后再测量。测量时用分析仪的转换开关将逸出气体导人气相色谱仪中。气相色谱仪的 不锈钢柱内应充填6080目的活性炭。色谱仪应能自动记录逸出气体量,温度控制的精度为±1C

14试验结果的计算

14.1  模型线圈单点常规老化寿命时间取各试样损坏时间的中值或平均值。

14.2  热寿命方程斜率的计算

以各测量点温度用热力学温度表示,K)的倒数为横坐标,相应的逸出气体量为纵坐标作图,用回 归分析法作出直线,其斜率即为热寿命方程lg/j==A+/TCt为寿命小时数,r为热力学温度为常 数)的斜率5

14.3  温度等级或热寿命计算

将上述已知的单点寿命和斜值代人寿命方程,求取热寿命曲线,再将曲线延长外推,即可求得高压 模型线圈的温度等级或热寿命。

附加说明:

本标准由中华人民共和国机械部上海电器科学研究所提出并归口。

本标准由中华人民共和国机械部上海电器科学研究所和哈尔滨大电机研究所负责起草。 本标准主要起草人李锦梁、李维宪、袁禄凯。





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