NBT420042013高压交流电机定子线圈对地绝缘电老化试验方法

NBICS20.080.30K15备案号：40392-2013中华人民共和国能源行业标准NB/T42004—2013高压交流电机定子线圈对地绝缘电老化试验方法TestmethodforvoltageendurancetestongroundwallinsulationofstatorcoilofhighvoltageACmachines2013-03-07发布2013-08-01实施国家能源局发布NB/T42004—2013I目  次前言··········································Ⅱ1范围·········································12规范性引用文件····································13术语和定义······································14试验设备·······································24.1高压源·······································24.2测量与控制系统····································25试品·········································25.1试品数量······································25.2试品尺寸······································25.3试品处理······································35.4试品检查······································36试验程序·······································36.1试验电压施加····································36.2试验参数······································36.3判定标准······································36.4失效········································37数据记录·······································4NB/T42004—2013II前  言本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准非等效采用IEEEStd1043—1996《成型线棒和线圈电老化试验推荐规程》和IEEEStd1553—2002《水轮发电机成型线圈和线棒电老化试验试行标准》。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会归口（SAC/TC301）。本标准由上海电气电站设备有限公司上海发电机厂负责起草，哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电气集团东方电机有限公司、山东齐鲁电机制造有限公司、上海电机厂、机械工业北京电工技术经济研究所、哈尔滨动力设备有限责任公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、天津阿尔斯通水电设备有限公司、桂林电器科学研究院、金坛华荣绝缘材料厂参加起草。本标准主要起草人：吴晓蕾、王立军、咸哲龙、周芩芩、赫兟、陈阳、梁智明、皮如贵、魏景生、郭丽平、刘亚丽、魏学彦、祁世发、刘凤娟、王先锋、陆帮荣。NB/T42004—20131高压交流电机定子线圈对地绝缘电老化试验方法1范围本标准规定了额定电压为4kV～27kV的高压交流电机定子线圈对地绝缘电老化试验的试品、试验设备、试验程序、试验方法。本标准适用于交流发电机、同步调相机和交流电动机定子线圈对地绝缘的电老化试验。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求（GB/T16927.1—2011，IEC60060-1:2006，MOD）GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统（GB/T16927.1—2013，IEC60060-2:2010，MOD）GB/T20112电气绝缘结构的评定与鉴别（GB/T20112—2006，IEC60505:1999，IDT）JB/T6204高压交流电机定子线圈及绕组绝缘耐电压试验规范IEEEStd1043成型线棒和线圈电老化试验推荐规程（RecommendedPracticeforVoltage-EnduranceTestingofForm-WoundBarsandCoils）IEEEStd1553水轮发电机成型线圈和线棒电老化试验试行标准（Trial-UseStandardforVoltage-EnduranceTestingofForm-WoundCoilsandBarsforHydrogenerators）3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1对地绝缘groundwallinsulation在高压电机定子线圈上，将铜导体与接地定子铁芯相隔离的高电压电气绝缘的主体。3.2槽部slotportion嵌入到定子铁芯槽内的线圈的直线部分。3.3槽部低电阻层semiconductiveslotcoating覆在或涂于定子线圈槽部对地绝缘外的半导电带或漆，该层与定子铁芯形成良好的电气接触。3.4端部防晕层stresscontrolcoating从线圈低电阻层向端部延伸出来的用于对地绝缘外面的具有规定电阻值的涂层或带子。端部防晕层部分搭接在低电阻层上，二者之间应有良好的电气接触。3.5试品testobject被试验的物品，体现主绝缘完整单元或其结构足以代表被评的加工完毕的主绝缘。3.6NB/T42004—20132电老化失效时间thetime-to-failureunderelectricalstress由于电因子作用而引起的主绝缘性能不可逆的变化而导致绝缘失效的时间。4试验设备4.1高压源4.1.1工频试验电压是频率为45Hz～65Hz的交流电压。试验电压的波形为两个半波相同的近似正弦波，且峰值和均方根（有效）值之比在2±0.07以内，如满足这些要求，则认为高压试验结果不受波形畸变的影响。注：如果诸谐波的均方根（有效）值不大于基波均方根值的5%，则认为满足上述对电压波形的要求（见GB/T16927.1）。4.1.2应使用输出电压可调节的电源，一般工频试验变压器装置作为高压源；试验过程中，应能精确设定电压并可在输出电压不变的条件下保持数千小时；整个试验过程中，输出电压的容许偏差不大于±3%（见GB/T16927.1）。4.1.3高压源应具有完备的过电压、过电流和机械传动结构故障保护装置；当绝缘失效、电网故障、设备故障时可迅速响应，保证人员和试验的安全，并确保设备在无人值守的条件下安全运行。4.1.4可选配稳压电源装置以减少电网波动对试验的影响。4.2测量与控制系统4.2.1试验电压的测量：需要对施加到试品的高电压进行直接和精确的测量，测量系统需满足GB/T16927.2的要求。4.2.2试验电流的测量：应测量试验变压器装置的一次侧电流和高压侧的负载电流；可通过电流互感器和电流表组合或者直接连接毫安表进行测量。电流测量装置的整体精度不低于5%。4.2.3计时系统：试品的试验时间由分辨率不大于0.1h的计时系统进行监控。只有对试品施加电压时，计时系统才计时；当施加在试品的电压中断或试品失效导致设备跳闸时，计时停止。5试品5.1试品数量应至少对2个圈式线圈或4支条式线圈进行电老化试验。条式线圈的全部或圈式线圈任一槽部及其端部视为一个试品。5.2试品尺寸为满足试验程序，应采用整个线圈进行电老化试验；若线圈尺寸过大，试品应满足以下要求：5.2.1线圈的槽部长度不大于2500mm时，试品应为包括所有绝缘部分的原尺寸线圈，但不包括特殊的槽部固定结构，导线的所有股线应在两末端进行电气连接。5.2.2当原尺寸整体线圈的槽部长度大于2500mm，却没有足够大的试验空间来对其试验时，可截取部分线圈进行试验。截取部分应包括端部在内的所有绝缘结构，每个截取部分都应符合表1对槽部长度的规定。从线圈上截取的所有部分都应进行电老化试验。在截取线圈时，除考虑试品的有效槽部长度外，还需根据试验电压的大小，留出足够的长度以进行防晕处理并保证足够的放电距离（见IEEEStd1043）。表1推荐试品截取长度线圈槽部长度Lmm截取长度L≤2500不做截取，对整支线圈进行试验2500L≤3500按有效槽部长度不小于2500mm的一个试品进行截取NB/T42004—20133表1（续）线圈槽部长度Lmm截取长度3500L≤6000截成两个等长试品进行试验；在防晕处理后，应保证有效槽部长度尽可能长L6000截成两个或者更多试品，每个试品的有效槽部长度至少为2500mm注1：有效槽部长度为电极长。注2：当线圈尺寸过大，整个线圈无法进行试验时，对于低阻在端部结束的条式线圈，可在保证有效槽部长度尽可能长的前提下，对称截取。5.2.3整个线圈的所有槽部截取部分应当作为一个试品对待，任何截取部分失效都代表整个线圈失效。5.3试品处理5.3.1试品的电极处理以锡箔或者铝箔作为电极包绕在整个线圈槽部或者截取部分有效槽部的表面，并确保电极与试品被测区域的良好接触；如果试品具有槽部低电阻层，也允许利用多股柔软铜裸绞线缠绕于外作为电极，缠绕应尽可能地紧并且间距应不大于10mm。5.3.2试品的防晕处理为确保电老化试验的顺利进行，通常需根据试验电压对试品防晕处理后进行电老化试验。防晕处理可采用刷漆型、防晕带或混合型防晕的方式，试验过程中防晕允许修复。5.4试品检查在电老化试验开始前，应对所有的试品按要求检查和试验，只有合格的试品才能投入电老化试验。6试验程序6.1试验电压施加试验电压应施加在试品的导体与接地电极之间。对试品施加电压时，应防止操作瞬变过程而引起的过电压的影响。6.2试验参数试验电压为1.6～3倍额定电压，推荐使用2倍额定电压，电老化失效时间最小值的参考限值，以试品设计要求或供需双方协商确定。6.3判定标准6.3.1如果所有试品的电老化时间均不小于电老化失效时间最小值的参考限值，判定其所代表的产品满足试验要求。6.3.2如果在不小于50%到不大于100%的电老化失效时间最小值的参考限值内有试品失效，但失效试品数量不大于总数的26%，应再额外选取1个圈式线圈或2支条式线圈进行试验，如果投入电老化试验的试品数量不少于6个，则不需要额外选取试品。所有剩余线圈（包括额外选取的线圈）均应通过试验，如果在重复试验过程中仍有试品电老化时间小于电老化失效时间最小值的参考限值，应判定其所代表的产品不满足试验要求。6.3.3如果在不小于50%到不大于100%的电老化失效时间最小值的参考限值内，有试品失效，且失效的数量大于总数的26%，应判定其所代表的产品不满足试验要求。6.3.4如果有试品电老化时间小于50%的电老化失效时间最小值的参考限值，应判定其所代表的产品不满足试验要求，应对击穿线圈解剖分析，并制定改进措施重新进行试验。6.4失效6.4.1失效位置和验证NB/T42004—20134当主绝缘击穿时表示线圈失效，这将触发过电流检测系统断开流向高压变压器的电流。可通过从0起重新升压来确定线圈是否失效。当线圈绝缘击穿时，将无法施加全值试验电压。最好对失效位置进行定位，当重新施加电压时，经常可见失效部位的电弧放电或者升温现象。当已经确认线圈失效后，应将失效线圈隔离，从而对剩余部分继续进行试验。6.4.2失效线圈的观察应检查每一个失效线圈，确定是否为有效失效。如有可能，需要对线圈绝缘击穿的附近区域进行解剖，从而判断失效部位及其起因。6.4.3端部防晕层的维护在电老化试验过程中，包括槽部低电阻层和端部防晕层