GB T 22718-2008 高压电机绝缘结构耐热性评定方法.pdf

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1、ICS 2916030K 20 囝雷中华人民共和国国家标准GBT 227 1 82008rj同 压电机绝缘结构耐热性评定方法2008-1 2-30发布Thermal evaluation methods of insulation systemsfor highvoltage electrical machines2009-10-01实施宰瞀髅鬻黼警矬瞥翼发布中国国家标准化管理委员会况19前 言GBT 227 182008本标准的附录A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(SACTC 26)归口。本标准负责起草单位：上海电器科学研究所(集团)有限公司

2、、山东齐鲁电机制造有限公司、上海电科电机科技有限公司、江门市江晟电机厂有限公司、浙江金龙电机股份有限公司、苏州巨峰绝缘材料有限公司。本标准参加起草单位：哈尔滨电机厂交直流电机有限责任公司、桂林电器科学研究所。本标准主要起草人：张生德、李锦梁、戎伟康、张妃、王鹏、刘权、叶叶、徐伟宏、于龙英、方建国。本标准为首次发布。高压电机绝缘结构耐热性评定方法GBT 227 1 820081范围本标准规定了3 kV及以上高压电机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。本标准适用于电压等级3 kV及以上三相交流旋转电机的绝缘结构

3、耐热性评定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 11021 2007电气绝缘耐热性分级(IEC 60085：2004，IDT)GBT 1102641999确定电气绝缘材料耐热性的导则 第4部分：老化烘箱 单室烘箱(idt IEC 60216 41：1990)GBT 17948 2003旋转电机绝缘结构功能性评定总则(IEC 60034 181：1992，I

4、DT)GBT 179483 2006旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程50 MVA、15 kv及以下电机绝缘结构热评定和分级(IEC 600341831：1992，IDT)JBT 15441999 电气绝缘浸渍漆和漆布快速热老化试验方法热重点斜法JBT 9238-1999工业热电偶技术条件3 105 kV及以下的高压电机圈式线圈绝缘结构耐热性评定方法31试样311试样结构试样可以是实际电机上使用的圈式线圈，也可以是模型线圈或线棒。若是模型线圈，则必须能体现实际线圈基本组合的特性。采用本标准进行评定的线圈样品，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

5、的耐热等级不等于绝缘结构的耐热等级。附录A是一种典型模型线圈组合结构图，这种尺寸的模型线圈常用于评定50 MVA、15 kV及以下的高压电机绝缘结构。312试样数量为了获得有效的统计数据，对每个绝缘结构在每个老化温度下宜采用足够数量的试样进行老化试验，该数量不能少于5个。313质量保证试验在开始第一个热老化分周期前，应对试样外观进行肉眼观察检查和耐压试验，只有通过检查的试样，才能投入热老化试验。314初始诊断试验在开始第一个热老化分周期前，每个完整的试品应进行试验规程规定的全部诊断试验。32热老化试验321 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。电气绝缘的耐热性分级见表l(GB

6、T 11021 2007)。1GBT 227 1 82008表1 电气绝缘耐热性分级相对耐热指数(RTE) 耐热等级 以前表示方法：90 7090105 90 Y105120 10S A120130 120 E130155 130 B155180 】55 F180200 180 H200220 200220250 220250 250注：本表给出了耐热等级表示方法，对于电气绝缘材料(EIM)的RTE的不同温度范围，第3列字母表示等级，见较早的版本中，“Y”级也表示其应使用于RTE值低于90的范围。老化温度与老化分周期长度的选择按表2(GBT 17948-2003)的规定。表2建议的温度和老化分

7、周期预期等级105 120 130 155 180 200 老化分周期温度数值d(天数)tlttz f1 f2 fl f2 fl fz rl 屯 tl t2 r1 “170 180 185 195 195 205 220 230 245 255 265 275 12160 170 175 185 185 195 210 220 235 245 255 265 23老化温度 150 160 165 175 175 185 200 210 225 235 245 255 46建议范围 140 150 155 165 165 175 190 200 215 225 235 245 710tA 130

8、 140 145 155 15S 165 180 190 205 215 225 235 1421120 130 135 145 145 155 170 180 195 205 215 225 2835110 120 125 135 135 145 160 170 185 195 205 215 4560注：本表根据老化温度和老化分周期长度制定，可让实验室灵活选择老化时间和温度，以最佳利用人力和设备，本表适应理想情形(基于10 K规则)，允许老化温度每降低10K老化时间就加倍(如老化1 d、2 d、4 d、8 d、16 d、32 d和64 d)。还允许在较低老化温度时老化时间是一周的倍数(如老

9、化1 d、2 d、4 d、7 d、14 d、28 d和49 d)。也允许最大限度地利用5天工作制来进行老化，这就是老化分周期总是从星期五开始，而诊断试验在星期一(如老化3 d、10 d、17 d、35 d和59 d)。必须保证最低老化温度点的试样寿命不低于5 000 h，最高温度点的试样寿命不低于100 h，两个相邻温度点的温度间隔应为zo或20以上，如果试验在3个以上温度点进行，则温度间隔不应小于10。对每一温度点的老化天数的选择，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周期左右)。322热老化烘箱用热老化烘箱对试样加热是既方便又经

10、济的方法。但烘箱内必须能保持恒定的温度和均匀的温度分布，同时应保证在烘箱中的分解产物能及时地被通风带走。本标准要求烘箱温度在180以下时其波动范围为士2，在180300时，其波动范围为3(GBT 110264 1999)。2GBT 227182008323热老化程序热老化周期开始，试样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。33诊断试验331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。首选振幅为峰一峰02 rmn或03 mm，相应的试验频率分别为60 Hz或50 H

11、z，该量值对应大约15 g的加速度(15 ms2)，振动时间为1 h。332常规潮湿试验潮湿诊断试验是将试样放人温度在室温(1535)范围，相对湿度在95以上的潮湿环境中至少48 h，该环境必须保证能使试样上有可见凝露。333耐电压试验耐电压试验应在潮湿试验之后立即进行。此时试样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份擦去。试验电压应为工频电压，其频率范围在45 Hz65 Hz之间。试验电压应施加在线圈导体与接地的槽模型(或夹板)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2 U。(u。为该绝缘结构的预期电压等级)

12、，匝间试验电压值为115 V，试验时间均为10rain。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。34分析、报告和定级每一试样的寿终时间应取其最后2个周期的中间值(例如该试样在第11周期击穿，则其寿终时问取105周期)。热老化中每一个试样在每一老化温度点上的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)的倒数为横座标值，以其寿命小时数的对数值为纵座标值，进行线性回归分析，做出阿仑尼乌斯热寿命图。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。在阿仑尼乌斯图上，以20 000 h为纵标所对应的横标温度值即为该绝缘结构的等级温度。

13、按表1的规定，取该等级温度相邻的较低的耐热等级为其耐热等级。例如若该结构的等级温度为139，则其耐热等级为B级。报告上要记录下试验的所有相关细节，包括下述各项：a) 引用的国家标准和IEC试验标准；b)被试绝缘结构(基准结构和待评结构)的描述；c) 每种绝缘结构的老化温度和老化分周期长度；d) 每种绝缘结构采用的诊断试验项目，包括应用试验或应力水平；e)试样和试品的结构；f) 每种绝缘结构在每一温度下的试样数量；g)烘箱类型及其他设备情况；h)单一试样的失效时间和失效模式；i)寿终时间的平均对数值，和对数均方误差，或较低置信界限；j) 阿仑尼乌斯方程及热寿命图；k)耐热等级。3GBT 227

14、1820084 105 kV及以上的高压电机线棒绝缘结构耐热性评定方法41试样411试样结构试验样品可以是实际电机线圈，也可以是试验线棒。若是试验线棒，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，试样的试验电极两宽边用3 mm厚的钢板夹紧，而试验电极的上下两窄边用半导体垫条楔紧。412试样数量同312。413质量保证试验同313。414初始诊断试验同314。42热老化试验同32。43诊断试验431机械振动试验同331。432常规潮湿试验同332。433耐电压试验耐电压试验应在受潮试验之后立即进行。试验电压应施加在线棒

15、或线圈的导体与钢夹板之间。试验电压的数值为2 U。，试验时间为10 rain。耐压试验中线圈或线棒任何部位的击穿均被认为是整个试样的破坏，并作为试样寿终的判据。44分析、报告和定级同34。5 105 kV及以下的高压电机对地绝缘热寿命和耐热等级的快速评定方法51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热寿命值，用逸气分析法或热重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温度等级。52试验设备及要求521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。这些设备应能符合第3章常规老化试验的技术要求。522逸气分析仪和气相色

16、谱仪，此设备要求能匀速升降温，并在浓度为(1105)10“的逸出气体范围内，保证有1 000 mYmLmg灵敏度。523热分析天平。热分析天平感量为01 mg，电炉升温方式为匀速升温，升温速度偏差小于5，在试验温度范围内，热分析天平的零点漂移小于01 mg，重量自动记录准确度为01 mg，温度自动记录仪的精度不低于10级，热电偶符合JBT 9238-1999的规定，温度记录系统应进行校准。53试样制备531 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或线棒。532逸气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100目200目。4GBT 227 1 820085

17、33热重分析法的试样同逸气分析法，但细度要求为100目。54试验方法541 模型线圈单点常规老化试验5411概述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，机械振动试验，耐潮试验，耐电压试验。5412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1 d-2 d或2 d3 d。5413机械振动试验同331。5414常规潮湿试验同332。5415耐电压试验同333或同433。542用逸气分析气相色谱仪求热寿命方程的斜率5421试样的预处理取试样粉末约150 mg，置于一金属小盒之中，在流动的氮气气氛中从室温升至2

18、50后保温1 h，再降温到室温。5422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30 mLmin。加热炉以2rain的速率升温。约在到达预期等级温度时开始测量，每隔1520测一点，至少测得4组数据，在每一测量点应保持该点温度5 min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60目80 El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1。543用热重分析法求热寿命方程的斜率5431试验预处理将细度为lOO目的试样在高于预计温度指数30的温度下烘培8 h24 h，然后降至室温，取8 mg20 mg备用。5432

19、试样活化能(E，)的测定按JBT 15441999的第622、72和82进行试验并计算求取试样活化能(EP)。55试验结果的计算551 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。552当采用逸气分析法时，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lgrA+BT(r为寿命小时数，T为热力学温度，A为常数)的斜率B。553当采用热重分析法时，热寿命方程斜率的计算采用热重分析法时，热寿命方程的斜率Bi?彘。554等级温度或热寿命计算将上述已知的单点寿命和斜率值代人寿命方程，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等级温度或热寿命。5GBT 2271820086附录A(资料性附录)成型模型线圈结构(示例)图A1和图A2表示典型的槽装配图。单位为毫米支架；一动槽壁定槽壁筋；螺栓；一一螺母。穿过在上钻12个儿mm的孔，用和装配图A1典型槽装配图底座；支架；动槽壁；定槽壁。每以用块上9钻5两min个X42：1，：；：髻k栓固定GBT 227 1 82008单位为毫米图A2典型槽装配图