GB T 20833-2007 旋转电机定子线棒及绕组局部放电的测量方法及评定导则.pdf
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1、ICS 29.160.01 K 20 国家标准国手口民华人中、-、GB/T 20833-2007 旋转电机定子线棒及绕组局部放电的测量方法及评定导则The guide for partial discharge measurements and evaluation on stator bar and winding insulation of ,.otating machinery 2007-08-01实施2007-01-16发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检技总局中国国家标准化管理委员会在争ph叫由同囹唰问。电总HMGB/T 20833-2007 目次前言 . . . . 四1 范围
2、.2 规范性引用文件3 术语和定义.,1 旋转电机中局部放电的性质. . . .a . . . . . . 3 5 测量系统和仪器 4 6 测量的可视化, 7 试验囚路 . . . . . . . -. 8 8 标准化测量. ., . . . . 10 9 试验程序.-. 12 10 试验结果的评价.,.,.,. . . . -. . 15 11 试验报告. . 17 附录A(规范性附录评价标准. . 20 附录(资料性附录使用非电视l量法进行局部放电的检测和1定位. . 21 附录c(资料性附录)局部放电在线测量.,.,.,. u . . 22 附录D(资料性附录)外部噪芦、骚扰和灵敏度 .
3、-. 23 附录E(资料性附录喋声抑制方法. . . 25 附录F(资料性附录)周放数据和相位可辨识的局放模式的评价 29 参考文献 . . 32 G/T 20833-2007 前言局部放电(pm测量是一种评价设备绝缘优劣的灵敏方法特别在检验新电机定子绕组绝缘质量时.可以评判绕组部件(例如.成型线固和l线榜等及整体统组和整体没渍定子的绝缘质量。目前旋转电机的局部放电测量已经为大多数J、所接受.但它是从儿种不同的研究发展而来的.有着多种不同的测量方法.同时也有多种不同的评定标准和分析万法。因此.需要给那些正在考虑利用局部放电扭:!l:来评价旋转电机绝缘系统的用户提供一个测量导则舍以统一测量方法。
4、本标准主要参照JEC60034-27 E. 1 (草案时旋转电机定子统组绝缘局部放电离线测量和JEEE 14342000(旋转电机的局部放电测量试用导则。局部放屯的评价标准根据国内寸几家制造厂和l试验单位的试验结果统汁得到。本标准附录A为规范t!1:附录.附录B附录F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归口c本标准负责起草单位:华东电力试验研究院、华东电网公司、哈尔滨大电机研究所、广东中试所、辽宁省电力科学研究院、上海汽轮发电机奋限公司、山东齐鲁电机制造公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、东方电机股份有限公司、华北电科院、湖北电试院、河南cr-1i式
5、所、国家中小型电机检测中心。本标准主要起草人李ffi兴、徐光腻、隋银德、杨主主明、王i1i军飞击J武庆、院刚、董蜀元、活庆辉、自亚民、阮辫、潘勇、张生德。本标准为首次发布。m 旋转电机定子线棒及绕组局部放电的测量方法及评定导则GB/T 20833-2007 1 范围导体问绝缘仅被部分桥接的电气l点也c这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生e本标准中的局部放电包括梢放电、绝缘内部放电、线棒脱壳放电和精i部表面放屯。3. 2 离线测量。ff-linemeasurement 在旋转电机停机状态下进行的测盘。指出r到一电机的电r;m试验电压由一个组立的电源供应。3. 3 在线测量on-lin
6、c mcaS lIlement 在旋转电机正常运行时进行的测量。GB/T 20833-2007 3. 4 端部防晕涂层51时55ntl.olcoating 在高压电矶的定子法律和统组上,从稽部低阻层向端部延伸出来的用于主绝缘外面的涂层豆豆带子。防晕层部分搭接在低阻层上守在二者之间应有良好的电气接触,以形成一个均匀的电场。3. 5 槽部防晕层conductive. sl川atillg覆在!I:涂子定子钱棒(线圈)j阳1111主绝缘夕|、的半导体带/i菜。通常称作半导体层。i主层与定子铁心形成良好的电气接触。3. 6 3 7 3. 8 3. 9 电阻型检温元件(-sistanctempcratur
7、e detettor; RTD 用于定子统组温度测量的电阻型元件通常位于1节目内上层和T层绞棒之间。槽放电slot discharges 在定子榴内线图或主主棒的绝缘表团与接地铁心登片之间发生的放电。绝缘内部放电internal disch.lI吕es绝缘内部空隙发生的放电。端部表面放电surface dischargcs 伸出定子铁心培部的定子线圈或线棒的绝缘表面上发生的放电。3. 10 脉冲高度分布pulse h C ight distribution 在设定的相位问言内,系列幅值在定范围内的脉冲数目。3. 1 1 脉冲相位分布puls,-: phast distributon 在设定的1
8、1位间隔内一系列相位在一定范围内的脉冲数目c3. 12 局部放电模式(1 .rtial distribution pattern 预先设定的时间间隔内,一系列相位和幅值在一定范围内的脉冲数目。3. 13 锅台装置couplin在devict锅台装置通常是指一个有jj且或无源的囚端网络,它把输入电流转换成输出电压信号。这些信号出传输系统传给测量仪器。制台装置的频率响应按输出电压与输入电流之比定义,其选择至少要有效防止试验电压及其谐波:顷二字进入Wii主系统c3. 14 局放辑合单元PD cupling unft 一个局放*合单元由个任感的高压锅台电容和个低压鹊合装觉串联而成。3. 15 重复出现
9、的最大局放Rlargest repeatedly occ盯ringPD m吨nitucQ 重复出现的最大局放值为由测量系统记录到的最大脉冲序列的响应(GB/T7354-2000.4.3.3)。或者认为具有每秒10个脉t中重复率(ps)(l一个j司放脉冲值,它可以直接从一组脉冲高度分布定是出。GBjT 20833-2007 4 旋转电机中局部放电的性质4. 1 局部放电的机理通常,局部放电(PDl发生在绝缘材料介电特性不均匀的部位。在这些部位.局部电场强度可能集中。由于局部电场强度过高.会导致该部位局部击穿。这种局部击穿并不会导致绝缘系统的完全崩溃。局部放电的发展一般需要一个空气穴.例如绝缘内部
10、的、靠近导体的或者绝缘分界面的气体孔穴.在有交流电压源的情况下.绝缘系统中某个部位的局部电场强度将随着电压升高而增加?一旦局部场强附变超过该部位的击穿场强罔jiJ部放电就开始发生。因此在交流电压的个周期内可能会严生大量的局部放电脉冲s放电时传递的电荷:!il:与不均匀介质的具体特性有密切关系.诸如尺寸、击穿电压和相关材料的特有绝缘性质(例如表丽特性、气体种类、气体压力等等)。高压电机定子统组绝缘系统通常会有一些局部放电活动而无机云母成分对局部放电具有固有的抵抗性。因此,在电机中出现严重的放电通常是绝缘缺陷的征兆,但不是故障的直接原因。例如制造质量问题或者服役后的劣化。然而在特Md!l况下电机中
11、的局部放电也可能直接损害绝缘并影响老化过程。引发以障的时间可能与局部放电水平无关.但与其他的因素有关-例如运行温度、槽模情况、污染程度等等。局部放电的测量和分析能有效地用于新绕组和绕组苦11件的质:!i!控制以及绝缘缺陷的早期检测,这些绝缘缺陷由运行中的热、电、环境和机械应刀等因素引起并可能导致绝缘故障。4.2 旋转电机中局部放电的类型因制造工艺、制造缺阳、服役中的正常老比或非正常老化的情况-局部放也可能最终会对定于绕组绝缘系统产生贯穿性的破坏。电机设+1、使用材料的特性、制造工艺、运行状况等等会直接影响主要局部放电的大小、位置、特性、发展趋势。对于一台成型的电机各种局部放电源可以根据他们特有
12、的局部放电行为加以1II别和l区分出来。4.2. 1 内部放电4.2. 1. 1 内部孔穴高压旋转电机设计在制造过程尽盘便绝缘系统内部孔穴最小号但在树脂夜渍云母带绝缘系统中仍不可避免I也存在一些孔穴。实际上电机绝缘系统中的云母阻止了局部放电发展成贯穿性击穿。因此绝缘内部孔穴只要足修小t并且未,lo若埔大.就不会降低电机运行的百J菲性。4.2. 1.2 内部分层主绝缘内的分层是由绝缘系统制造过程回化不够彻底或者受运行期间机械或热的过应力而引起的。在个大的面积t可能发展出大面积的孔隙-从而导致相当高的自旨是放电这将严重地损害绝缘。特别是,分层将减少绝缘的热传导性.并导致绝缘的加速老i七甚至热击穿。
13、因此z在评定局部放电行为时.分层应特别重视。4.2. 1. 3 绝缘与导体问分层二E绝缘与铜导体间的交界面处的分层是危险的2它会引起热惯环恶化.并造成导体臣l司jjJZ股|泻的绝缘严亟损坏。4.2.2 t曹放电囚槽部或槽口区域的线棒/TIX线圈的振动.而导致导电层损坏引起的放电。例如由于沉降使榕模松动、材料腐蚀、磨损、化学侵蚀或者i创造缺陷。高压电机中的槽放电将会加快友展。在出现严重的机械损伤时3将会产生高能的放电.导致主绝缘的损坏并最终引发绝缘故障,在梢放电的发展初期放电像是楼m火花放电而不像典型的局部放电击这种接触火花放电也可以在低电位发生9IJ(UI庄统组的中性GB/T 20833-20
14、07 Ii附近。尽管检测到的放电现象与最终的绝缘失效之间的时间无法确定,但可能会很短。因此.为了预防该损坏,在早期阶段有必要进行可靠地检测。4.2.3 绕组端部表面放电绕组端部区域的局部放电可能集甲在几个局部电场强度较高的位置。这种放电通常发生在定子统组端吉11不同元件的交界陌上。如果交界面设计不周、污染、孔隙、热效应等使统组端部的防晕j丢失效,就不能保证也场分布均匀,统棒端部表面放也将会发展.并将逐渐脱蚀绝缘材料。虽然由于表面彤响可能使局部放电行为发展相对较快,但这通常仍然是个非常缓慢的失效过程。此外,局部放电也可能发生在相间,例如在清理不干净的交界面上、在端部之间的放电。4.2.4 导电粒
15、子导电颗粒,特别是小的会导致绝缘内出现针4.3 绕组中的脉冲传局部放电发生刊、1昔较宽,而定子统象,因此需考虑局.号波形和幅值与a) 周放局放泌1;10) 定子特iiEc c) 当行上也、因此哩上述关?这将大大影响5 测量系统和仪5.1忌、JjlIJo j担据GJ3/才354气传导测量是最通常的局部放电视f主系统可以仪器以及校正装置c一般情况下,对这部分不做特别考虑c5.2 测量系统频率响应的影响撑系统的元件上.或者在绕组端部表面上对地强烈的局部放电的。这可能冲。由于短脉冲的频录的周放信,在试品的终端,这是因为局部放电的电将在附录且中介绍&连接的电筑或光缆)和测量局部放电检测系在(包括局部放电
16、销合单元)的频率响应决定了能检测到多少来自绕组的局部放电信号能量。因此,系统的频率响应,特别是使用的锅台单元的类型,对检测的整体灵敏度有相当大的影1司U由于下限截止频导的不同t下列定性关系对整体统组测盘基本是适用的4 a) 低频测量.灵IiiJ度较高-不仅能测主IJ线棒/线圈中近传感器的局部放电2也能测到那些).自于统组中更远处的局音1I)立电。然而低频范围会较多地受到噪声和骚扰的影响e10) 特高频测量只能获得局部放电全部能量一小部分,仅对源自于近传感器的信号具有较好的T lfil度。然而这个频率范围可能较少受到噪声和骚扰的影响。G/T 20833-2007 对于离线局部放电试验.为了获得源
17、自于整体绕组的局部放电信号的合适的灵敏度可在较高频率范围内改善信噪比.但建议使用宽带局部放电测量系统.其频率响应具有上限截止频率约1MHz,根据GB丁735斗-2003,r限截止频率应该在几卡kHz的范围。为丁详细分析在终端附近发生的局部放电.可采用更广的高额范围辅助测试.以提供更有用的信息。应该注意绕组的结构和l使用的测量回路在局部放电测量设备的频率范围内可能发生谐振现象因此也会影响局部放电测量结果e5, 3 局部放电辑合单元的影响定子统组的离线局部放电测量和l绕组部件的局部放电试验草常使用电容式搞合单元。它由个高压电容和一个低压锅台装置串联+句I,J!Z:霄雪古雪古贺组部件H才.销合装置也
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