GB T 20160-2006 旋转电机绝缘电阻测试.pdf
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1、ICS 29.160.01 K 20 每昌中华人民主t/、和国国家标准G/T 20160-2006 旋转电机绝缘电阻测试Recommended practice for testing insulation resistance of rotating machinery 2006-03-14发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2006-09-01实施发布GBjT 20160-2006 目次TLTiTi1itiqMndququA吐RUEdnbnOPO巧,巧tQUQUOOQdQdQdQdQdnununVAu-1-1iqquA哇phu正校的源验电释.uu.试量向解值数
2、压测如的荐指电阻果.推化流电制接结性小极交流EHH验行性最u的与直论成性响酬剧试可限的生流于u理组特口数uu影电件绕去uu数的局阻H派直用U般的的HU因响川的组条的方指验的电一流流数数的影值绕的时的uu化况试验缘H和和和瞅翩翩顺顺札明刷刷树翩翩阻地四i国时胁时由甘苦思四LM四L缸附加悟出口耻跚地带rzzzz叫喇喇言概规定安在影测绝测、1预绝123极J言12123451234512JJJ录录录前1LL2345旦旦旦旦旦6队6.队丘队7899.9.四川口口luuuu附附附GB/T 20160-2006 前言本标准等同采用IEEEStd 43-2000。本标准是测量旋转电机绝缘电阻及评价旋转电机绝缘
3、电阻和极化指数的依据。本标准的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会发电机分技术委员会归口。本标准由哈尔滨大电机研究所负责起草。本标准主要起草人:隋银德、白亚民、阮玲、孙树敏、皮如贵、董蜀元、姚国萍、张生德。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会发电机分技术委员会负责解释。I GBjT 20160-2006 旋转电机绝缘电阻测试1 概述1. 1 范围本标准规定了额定功率750W(lhp)及以上旋转电机电枢和磁场绕组绝缘电阻的测量方法。本标准适用于同步电机、感应电机、直流电机和同步调相机(不适用于分马力电机)。本标准还阐述了旋转电机
4、绕组去给脱惯酣睡响也些特性与绕组状况的关系。并推荐了交流电机和直流电机绕组绝缘电与绝缘电阻测量有关的1. 2 目的2 本标准的目的在于a) 定义旋转电fb) 阐述影响到c) 规定统一d) 规定测f) IEEE Std 56-197 IEEE Std 62- 1995 IEEE Std 67- 1990(1 12000 GB/T 20160-2006 2 5005 000 5 00010 000 压和绝缘的基压可能会超过a对于三相交流电机为额定线电压;对于单相电机为线对地电压;对于直流电机或磁场绕组为额定直流电压。5.4 极化指数读数当最初施加电压时被测绝缘的电阻通常会迅速增加,尔后随时间的延续
5、逐渐逼近于一个相对恒定的电阻值(见图的。处于良好状态的干燥绕组的绝缘电阻读数可能会随施加的恒定试验电压连续增加数小时。对于较老类型的绝缘,合理的稳定值通常在10min 15 min内达到。,现代类型的薄膜绕包线以及环氧云母或聚醋云母绝缘的定子绕组的绝缘电阻,可在4min或更少的时间内达到恒定值。如绕组受潮或污染,通常在施加试验电压后的1min或2min内电阻达到一个较低的稳定值。5 GB/T 20160一2006100 告101灵i! 电导电流(1G)坦。飞泄漏电流(h): 施加电压时间/min圄3某种(具有相对较低表面泄漏电流且无电导电流的)环氧云母绝缘电流的类型极化指数通常定义为10min
6、的电阻值(RlO)与1min电阻值(Rj)的比值。(其他比值的使用见附录A)。极化指数表示曲线(见图的的倾斜度,同时可用来评价绝缘的状况(见第11和第12章)。为了提高1min点的精度允许将数据画在对数纸上。通常也在其他时刻读取读数,如:15 s、30s、45s、1 min、1.5 min、2min、3min、4min、和10mino 5.5 放电电流10 000 1 000 E S I? i! 100 清洁干燥的环氧一云母绝缘清洁干燥的沥青一云母绝缘受污染的绝缘(泄漏电流为主导施加电压时间/min圄4三种不同类型电机典型绝缘电阻的测量所施加的直流电压卸压后,应提供一个合适的放电回路(见第4章
7、)。放电回路包括两部分za) 容性放电电流部分,它几乎是瞬时衰减,取决于放电电阻。b) 吸收放电电流部分,它从较高的原始值衰减至接近零,与原始充电电流具有相同的特性,但极性相反。这个衰减可能会持续30min以上,取决于被试电机绝缘的类型和被试电机的大小。6 影晌绝缘电阻的因数6. 1 表面状况的影晌表面泄漏电流取决于外来杂质,如槽外绕组表面上的油和/或炭粉。由于大型透平发电机的转子和直流电机具有较大的漏电表面,其表面泄漏电流可能会相当大。对于绕组端部采用防晕层的电机,表面泄漏电流也会增大。GB/T 20160-2006 绝缘表面上的粉尘(或盐)在干燥的情况是不导电的。只有暴露于潮气或油中才会部
8、分导电,所以绝缘电阻会降低。如绝缘电阻或极化指数因污染而降低,可通过清理和干燥而达到允许值。6.2 潮湿的影响在不考虑绕组表面清洁程度的情况下,当绕组温度在环境空气的露点或露点以下时,绝缘表面就会形成潮气膜,从而降低绝缘电阻或极化指数。如表面被污染或绝缘有裂缝存在,则这种影响会更明显。应注意,无缺陷的绕组在受潮的情况下也可能获得可接受的读数。某些老式的绕组绝缘系统是吸潮性的(容易吸水),潮气可能从潮湿的环境空气中进入绝缘体内。尤其是沥青云母和虫胶云母绝缘材料以及大型透平发电机转子禾绝缘导体之间使用的一些绝缘板。吸潮加大了电导电流(Ic),导致绝缘电阻明显地降低。电机通常在露点以上的温度运行。若
9、对于己运行过的电机进行试验,应该在电机绕组温度降至露点以下之前进行试验。对于不运行(没有空间加热器)的电机绕组在露点以下的温度试验,由于潮湿污染(见第11章)通常会得到比预期值低的绝缘电阻和极化指数的读数。为能获取可接受的读数使电机能重新投入运行或进行高电压试验,对电机进行干燥处理是必要的。可与制造商协商合适的干燥工艺。由于潮湿污染而导致绝缘电阻和/或极化指数读数偏低,这时,电机的历史、可视检查和其他结果可帮助评估电机投入运行的潜在风险。同时建议,对于P.I.和RI读数低的电机不宜做进一步的高电压试验。6.3 温度的影晌6.3.1 一艘理论对于给定系统在任意给定的时间点的绝缘电阻,随绕组温度呈
10、指数规律相反变化。对于金属和非金属,温度对电阻率的影响是有差异的,特别是好的绝缘体。在金属中有大量的自由电子,较高的温度引发热搅动,随着电子移动能力的减弱致使电子运动的平均自由路径缩短,从而导致电阻率提高。而在绝缘体中,温度的提高提供了热能,这使得额外的电荷载体获得释放从而降低了电阻率。这个温度变化影响着在5.1条所述的除几何电容电流以外的所有电流分量。绕组的绝缘电阻值取决于绕组的温度和所施加电压的时间。一般被试电机的热容量足够大,这样在lmin和lOmin绝缘电阻读数之间绕组的温度差可以忽略,除非在额定电流下干燥期间进行测量。为防止趋势分析时温度的影响,随后试验的温度应与前面试验的温度接近。
11、然而,如果两次试验时的温度不能控制一致,则建议所有绝缘电阻试验值用式(2)校正到一个统一的基础温度40.C。尽管校正值是近似的,但是它可以将在不同温度下获得的绝缘电阻值进行更有意义的比较。校正可以使用式(2)进行。Rc = KTRT ( 2 ) 式中:Rc 校正到40.C的绝缘电阻值,单位为欧(0); KT一一在温度TC时绝缘电阻的温度系数(取自6.3.2条或6.3.3条hRT一一在温度rc时所测量的绝缘电阻值,单位为欧(0)。对于温度在露点以下的绕组,很难预测表面凝结的潮气的影响,因此校正到40.C对于趋势分析产生了一个不可接受的误差。在这种情况下,建议将电机在相似条件下试验的历史数据作为投
12、入运行的主要判据。虽然潮气污染降低了绝缘电阻和/或极化指数的读数,但可以校正到40.C按标准进行比较(见第12章)。没有有效的方法将在特定湿度下测得的绝缘电阻值转化为其他湿度下的绝缘电阻值。6.3.2 用于确定KT的现场测量获取绝缘电阻与绕组温度曲线数据的建议方法是,在绕组的露点以上测量几个温度点并将结果画在半对数坐标上。当绝缘电阻用对数坐标,温度用线性坐标,试验点应近似直线。通过这条直线的外推可获得40.C的校正值。7 GB/T 20160-2006 6. 3.3 KT的近似值如果试验时不知道温度对绝缘系统的影响,可应用图5按温度每提高+100C二等分法获得温度系数KT的近似值。应注意这仅仅
13、是一种近似,而不能用于计算离400C很远点的绝缘电阻,否则将产生较大的误差。注:温度每增加10C绝缘电阻降低一半的二等分法,是在20世纪50年代后期的一些绝缘系统上进行试验所建立的,而并非对所有绝缘系统都是完全正确的。更进一步的测量得出一个绝缘电阻在5C-20C范围内二等分的校正系数。KT系数的变化能够导致由于绕组温度和40C之间的温差而使Rc值误差增大。也可通过应用式(3)近似计算KT值。例如:如果试验时绕组的温度是350C,绝缘电阻按每升高100C二等分,则校正到400C的KT按如下方式导出:即6.3. 4 极化指当极化指数在1min和10响导致绕组原始间电阻读数实质测量,以检查极化点,在
14、解释的时6. 4 试验电压幅值试验电压指导准处于良好状态和经过干相同的。绝缘电阻随所施电压的裂、存在有严重的脏污或潮气;或的。试验电压超过额定电压时电阻的6.5 剩余电荷对绕组电阻测量的影晌. ( 3 ) 。因为电机温度,由于温度的影和10min之而稍有降低;然而,对得的绝缘电阻都应该是题可以是绝缘不完好或有开成的,或者由其他劣化现象造成如剩余电荷存在于绝缘中,绝缘电阻的测量将会产生误差。因此,在测量绝缘电阻之前绕组必须彻底放电。在试验开始时应测量放电电流以确保绕组彻底放电。在接线之后施加电压之前,剩余电荷将使电阻计显示一个反向的偏转。任何反向偏转都不应忽略。在直流高电压卸压后,绕组接地对于安
15、全和后续试验的准确都是非常重要的。接地时间至少应为充电时间的4倍(见5.5)。7 测量绝缘电阻的条件应记录试验时的环境温度、相对湿度、露点、绕组温度、停止运行的时间间隔和试验线路。为与将来8 GB/ T 20160-2006 的数据进行比较,将测量结果校正至400C也是非常重要的(绝缘电阻校正的方法见6.3条)。进行绝缘电阻试验时电机不必停止运行。在绕组承受与运行时相似的离心力作用的状态下,经常需要进行绝缘电阻测量。某些情况下,为干燥电机而进行短路运行时可做周期性的绝缘电阻测量。在绝缘电阻试验的时候,无论停机与否都应预防设备损坏和人员伤害。对水冷绕组直接进行绝缘电阻测量,应该排干水并使内部电路
16、完全干燥。对有些使用水冷绕组,可能绕组制造商已经提供不必排出冷却水而进行绝缘电阻测量的方法。一般情况下,如果水不排出则水的电导率应低于0.25s/cm。更多的信息可从绕组制造商的手册中获取。8 绝缘电阻试验时的绕组连接9. 1 直接测量可以应用下a) 于动或b) 山验允许相间进行比较。当一相当同时对所有相进行、验而其他两相接地时,才4以所有所响响在影影。的的地利大接不很备何成设任对试验结果造成以由此而导致的偏通过测量施加于绝缘要稳定的直流电压源,电压求的微安表。在充电的前几秒钟微安表必须损坏。当微安表处于试验电压状态时,应fi电阻值可由式(4)计算得到:一种简单的方法。但需流表通常选用量程满足
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