周越

（安徽省淮南市淮浙煤電鳳臺(tái)發(fā)電分公司安徽鳳臺(tái)232100）

關(guān)于高壓電動(dòng)機(jī)預(yù)防性試驗(yàn)的幾點(diǎn)思考

周越

（安徽省淮南市淮浙煤電鳳臺(tái)發(fā)電分公司安徽鳳臺(tái)232100）

高壓電動(dòng)機(jī)的預(yù)防性試驗(yàn)是保證電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性的重要措施。通過(guò)試驗(yàn)可以掌握電機(jī)的絕緣情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，以便于及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和檢修，防止電機(jī)繞組在運(yùn)行中被擊穿，從而發(fā)生事故。交、直流耐壓試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，能有效地揭露危害性較大的集中性缺陷，成為是電機(jī)預(yù)防性試驗(yàn)不可缺少的環(huán)節(jié)。同時(shí)，交、直流耐壓以其性質(zhì)的差異在試驗(yàn)中擔(dān)負(fù)著不同作用。

電動(dòng)機(jī)；絕緣；直流耐壓；交流耐壓

1 高壓電動(dòng)機(jī)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目及其標(biāo)準(zhǔn)

1.1 繞組的絕緣電阻和吸收比

（1）額定電壓3000V以下者，室溫下不應(yīng)低于0.5MΩ。

（2）額定電壓3000V及以上者，交流耐壓前，定子繞組在接近運(yùn)行溫度時(shí)的絕緣電阻值不應(yīng)低于UnMΩ（取Un的千伏數(shù)，下同）；投運(yùn)前室溫下（包括電纜）不應(yīng)低UnMΩ。

（3）轉(zhuǎn)子繞組不應(yīng)低于0.5MΩ。

1.2 繞組的直流電阻

（1）3kV及以上或100kW及以上的電動(dòng)機(jī)各相繞組直流電阻值的相互差別不應(yīng)超過(guò)最小值的2%；中性點(diǎn)未引出者，可測(cè)量線間電阻，其相互差別不應(yīng)超過(guò)1%。

（2）應(yīng)注意相互間差別的歷年相對(duì)變化。

1.3 定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)電壓：全部更換繞組時(shí)為3Un；大修或局部更換繞組時(shí)為2.5Un。

（2）泄漏電流相間差別一般不大于最小值的100%，泄漏電流為20μA以下者不作規(guī)定。

1.4 定子繞組的交流耐壓試驗(yàn)

（1）大修時(shí)不更換或局部更換定子繞組后試驗(yàn)電壓為1.5Un，但不低于1000V。

（2）全部更換定子繞組后試驗(yàn)電壓為（2Un+1000）V，但不低于1500V。

1.5 耐壓后繞組的絕緣電阻和吸收比

（1）額定電壓3000V以下者，室溫下不應(yīng)低于0.5MΩ。

（2）額定電壓3000V及以上者，交流耐壓前，定子繞組在接近運(yùn)行溫度時(shí)的絕緣電阻值不應(yīng)低于Un（MΩ）（取Un的千伏數(shù)，下同）；投運(yùn)前室溫下（包括電纜）不應(yīng)低于Un（MΩ）。

2 高壓電機(jī)的絕緣測(cè)量

2.1 為何高壓電機(jī)測(cè)絕緣需要測(cè)吸收比甚至有的還要測(cè)極化指數(shù)

某些單一材質(zhì)的絕緣物體（如：塑料、瓷等）在直流電壓作用下，其電導(dǎo)電流瞬間即可達(dá)到穩(wěn)定值，所以測(cè)絕緣時(shí)很快達(dá)到穩(wěn)定值。但對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電纜等電器設(shè)備，它們的絕緣是由復(fù)合介質(zhì)構(gòu)成。在直流電壓作用下，會(huì)產(chǎn)生多種極化現(xiàn)象。極化開始時(shí)電流很大，隨著加壓時(shí)間的增大，電流衰減至電導(dǎo)電流，這種現(xiàn)象稱為吸收現(xiàn)象。

在整個(gè)充電過(guò)程中，衰減最快的電流稱為電容電流i1，它由于彈性極化所產(chǎn)生，彈性極化建立很快，電荷移動(dòng)迅速，電流也很大，持續(xù)時(shí)間也很短，并且無(wú)能量損耗；而隨時(shí)間緩慢變化的電流稱為吸收電流i2，它是由于松弛極化所產(chǎn)生，而且更多是由于夾層極化，衰減時(shí)間比較慢，并伴有能量損耗；最后不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定電流是由介質(zhì)的電導(dǎo)所決定的稱為電導(dǎo)電流i3。

而設(shè)備的容量愈大，吸收現(xiàn)象愈明顯。正是由于吸收、極化衰減到穩(wěn)定值需要時(shí)間，所以在測(cè)試絕緣電阻和泄漏電流時(shí)要規(guī)定時(shí)間，一般用60s時(shí)所讀取的絕緣電阻值與15s時(shí)的絕緣電阻比值，也就是吸收比來(lái)反映介質(zhì)的電流吸收全過(guò)程，而有些更大容量設(shè)備由于極化、吸收時(shí)間更長(zhǎng)，則選擇600s時(shí)的絕緣電阻值與60s時(shí)的絕緣電阻的比值，也就是極化指數(shù)來(lái)反映（見圖1）。

2.2 影響絕緣電阻有哪些因素

圖1

2.2.1 溫度

溫度對(duì)絕緣電阻影響較大，一般絕緣電阻隨溫度上升而減小。由于溫度上升，電介質(zhì)中極化加劇，電導(dǎo)增加，致使絕緣降低。

2.2.2 濕度

絕緣表面吸附潮氣，形成水膜，絕緣降低。

2.2.3 放電不充分

測(cè)絕緣后，對(duì)被試品應(yīng)充分放電，否則再次測(cè)量由于殘電影響，充電電流和吸收電流比第一次小，造成吸收比減小，絕緣增大的虛假現(xiàn)象。

3 直流耐壓、交流耐壓試驗(yàn)及其之間的關(guān)系

3.1 直流耐壓試驗(yàn)

試驗(yàn)回路一般是由自耦調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、高壓二極管和測(cè)量表計(jì)組成半波整流試驗(yàn)接線。

圖2

3.2 在對(duì)電氣設(shè)備做直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，為何所加的直流電壓多采用負(fù)極性

（1）在極不均勻的電場(chǎng)中，氣體的擊穿電壓與電極所帶電荷的極性有很大的關(guān)系。在同一棒對(duì)板的間隙中，棒帶負(fù)電時(shí)的擊穿電壓比帶正電時(shí)要高一倍多。即在不均勻的電場(chǎng)中，棒對(duì)板間隙的放電電壓與棒電壓極性的關(guān)系：負(fù)棒時(shí)起暈電壓低。

（2）在直流高壓的試驗(yàn)中，檢驗(yàn)設(shè)備的絕緣主要以其所含的潮氣和水分是影響絕緣好壞的關(guān)鍵，由于水分有電滲析現(xiàn)象（即水分子在電場(chǎng)中具有正離子的性質(zhì)），測(cè)試時(shí)，高壓都施加在帶電部件，由于高壓是負(fù)極性的，因此，水份易吸附在高壓極附近，從而容易檢測(cè)出被測(cè)物的缺陷。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：電力系統(tǒng)中雷電過(guò)電壓多為負(fù)極性?？紤]水的弱電負(fù)性，施加負(fù)極性電壓時(shí)更易于發(fā)現(xiàn)受潮缺陷負(fù)極性電壓易于放電（助于更容易發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷），不易擊穿（被試品相對(duì)安全）；正極性電壓不易放電，易于擊穿。

3.3 交流耐壓試驗(yàn)（見圖3）

3.4 直流耐壓和交流耐壓為何不能互相替代

（1）交流耐壓試驗(yàn)：電導(dǎo)電流、電容充放電電流、吸收電流一直存在，因而反映的是介質(zhì)中電容絕緣情況。直流耐壓試驗(yàn)：電容電流、吸收電流只在試驗(yàn)初始產(chǎn)生，只有電導(dǎo)電流一直存在，因而反映的是介質(zhì)中電阻絕緣情況。

（2）電機(jī)對(duì)地電容較大，而電容隔直通交，因而交流耐壓需要容量較大的設(shè)備，而直流耐壓試驗(yàn)時(shí)穩(wěn)定后提供的電流只有電導(dǎo)電流。

（3）交流耐壓破壞性大：①交流耐壓過(guò)程中一直存在極化損耗；②交流耐壓由于電壓不斷改變方向，因而如氣隙放電后每個(gè)半波里都會(huì)發(fā)生局部放電，這種放電往往造成有機(jī)絕緣材料的分解、老化變質(zhì)、從而降低絕緣性能，使局部缺陷逐漸擴(kuò)大。

圖3

（4）直流耐壓根據(jù)三相電流與電壓的伏安特性曲線可以有效判斷絕內(nèi)部的集中性曲線。而交流耐壓電容電流比電導(dǎo)電流大很多倍，由缺陷引起的泄露電流增加對(duì)于總電流是很微小的。

（5）直流耐壓不如交流更實(shí)際，交流耐壓能夠更好地模擬電機(jī)絕緣在實(shí)際運(yùn)行中承受的過(guò)電壓情況。

（6）交流耐壓試驗(yàn)更容易發(fā)現(xiàn)電機(jī)槽部和槽口的缺陷，直流耐壓試驗(yàn)更容易發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部缺陷。因?yàn)槎ㄗ永@組端部與絕緣表面間存在分布電容，在交流耐壓時(shí)，繞組端部的電容電流沿絕緣表面流向定子鐵芯，在絕緣表面沿電容電流的方向產(chǎn)生了顯著的電壓降，因此離鐵芯較遠(yuǎn)的端部導(dǎo)線與絕緣表面間的電位差便減小，不能有效地發(fā)現(xiàn)離鐵芯較遠(yuǎn)的繞組端部絕緣缺陷。而在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，不存在電容電流，沿絕緣表面沒(méi)有顯著的電壓降，使得端部主絕緣上的電壓分布均勻，因而在端部各段上所加的直流試驗(yàn)電壓都比較高，容易發(fā)現(xiàn)端部絕緣的局部缺陷。

4 電機(jī)試驗(yàn)安全注意事項(xiàng)

（1）試驗(yàn)設(shè)備的布置要緊湊合理，連接要短、高壓試驗(yàn)線最好用屏蔽接線，與非被試設(shè)備及地要有足夠的距離，接地線要保證牢固可靠，實(shí)驗(yàn)前可用萬(wàn)用表測(cè)量確認(rèn)。

（2）耐壓前耐壓裝置一定要?dú)w0。直流耐壓加壓速度均勻緩慢，每升0.5倍的被試電壓時(shí)待電流穩(wěn)定記錄泄露電流后再升壓；降壓時(shí)速度不宜太快，以免反向電勢(shì)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備造成傷害。而交流耐壓升壓必須從開始，不可沖擊合閘，升壓速度在40℅試驗(yàn)電壓內(nèi)不受限制，其后應(yīng)均勻升壓（當(dāng)耐壓時(shí)間到達(dá)蜂鳴器報(bào)警時(shí)，應(yīng)先降壓，再?gòu)?fù)位）。

（3）對(duì)于中性點(diǎn)可以拆開的電機(jī)繞組，進(jìn)行絕緣測(cè)量、交、直流流耐壓，需要將被試?yán)@組首尾短接，非被試相短接接地。

（4）先進(jìn)行直流耐壓，再進(jìn)行交流耐壓。

（5）直流耐壓后對(duì)被試品務(wù)必放電充分，放電時(shí)間大于充電時(shí)間。

[1]李建明，朱康.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法第二版.北京：中國(guó)電力出版社.

[2]《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T596-1996）.

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1004-7344（2016）30-0144-02

2016-10-7