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GB／T 34665-2017 电机线圈绕组绝缘介质损耗因数测量方法PDF文本

1Cs29.080.30K15中华人民共和国国家标准GB/T34665-2017电机线圈/绕组绝缘介质损耗因数测量方法Measurement method of dielectric dissipation factor of electric machinerycoil/winding insulation2017-11-01发布2018-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会理甄Z.ZC.ET
GB/T34665-2017目次前言…1范围…2规范性引用文件3术语和定义……4测量原理与测量设备……25单支线圈测量76整机绕组测量…127分析与报告…参考文献……15J.NEI理到素前阀Z.ZC.ET
GB/T34665-2017前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。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(SAC/TC301)归。本标准起草单位：东方电气集团东方电机有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、嘉兴市新大陆机电有限公司、哈尔滨电机厂有限责任公司、渐江荣泰科技企业有限公司、佛山市顺德区质量技术监督标准与编码所、上海电气电站设备有限公司上海发电机厂、苏州太湖电工新材料股份有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、哈尔滨电气动力装备有限公司、山东济南发电设备有限公司、上海福伊特水电设备有限公司。本标准主要起草人：漆临生、刘亚丽、黄绍波、郭振岩、吴晓蕾、潘延明、陈吴、胡波、刘凤娟、吴化军、魏景生、祁世发、狄宁宇、李军生、朱玉珑、夏宇、张春琪、王立军、杨坤霞、刘晖、陈阳、夏智峰、沈彬、王文。J.NE闐素衬网Z.
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GB/T34665-2017电机线圈/绕组绝缘介质损耗因数测量方法1范围本标准规定了电机线圈/绕组绝缘介质损耗因数及其增量的测量方法。本标准适用于不同额定电压等级的旋转电机定子成型线圈/绕组，如额定电压等级为6kV及以上的电机，也适用于单支定子线圈在铁心内外（即下线前后）和定子绕组的介质损耗因数及其增量的测量。本标准适用于已完成绝缘固化的线圈/绕组，不适用于未固化的线圈和绕组。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/T7354局部放电测量GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电容capacitance0导体间存在电势差时，导体和电介质的装置能够储存电荷的特性。注1：C是电荷数量9与电势差U之间的比率，见式(1)。电容值永远为正，当电荷量与电势差的单位分别为库伦和伏特时，电容单位为法拉c-8…………………(1)注2：见GB/T31838.1一2015的3.4。3.2介质损耗因数dielectric dissipation factortan o复相对电容率的虚部与实部之比的绝对值，见式(2)：tanδ=Z7…………………(2）注：见GB/T31838.12015的3.3.4.3.3介质损耗因数增量incremental of dielectric dissipation factor△tand1筑素衬网Z.ZS沁.ET
GB/T34665-2017在两个指定电压下测量的绝缘介质损耗因数(ta6)的差值，高电压介质损耗因数相对于低电压介质损耗因数的增量。3.4介质相角dielectric phase angle施加于介质的正弦交流电压和由此产生的与该电压周期相同的交流电流分量之间的相位差。3.5局部放电partial discharge;PD导体间绝缘部分桥接的电气放电。注：绝缘系统中当电场强度超过临界值出现的短暂气体电离是一种典型局部放电。3.6等位层inner grading system内均压层Internal stress-grading system沿导体直线长度或全部线圈长度，导线局部或导线外全部的半导电层或导电层。4测量原理与测量设备4.1测量理论介质损耗因数是特定电压、频率、温度下的介质损耗角正切（余弦）值。绝缘系统的介质损耗在电气等效电路可以表宗为无源无充砰的单联或手联知图)和图2)所示，绝缘的介质损耗用一个无损耗电容和电阻的并联或串联电路来表示，其关系式如式(3)~式(8)所示：tan 6=cos 0=_X:-G1 IRR,wC。aR,C,=I………(3）UIR一Rg…………………(4)Ic=wC U………(5)式中：C。一并联电容，单位为法拉(F):G等效交流电导，单位为西门子(S);R。—等效交流并联电阻，单位为欧姆（Ω）；Xp等效交流并联阻抗，单位为欧姆（Ω）：2π「（正弦波）：0相角：一损耗角。tan 6=wR.C.………………(6)Ug =IR.…………………(7)u记…(8)式中：C,一—串联电容，单位为法拉(F)；R.一等效交流串联电阻，单位为欧姆（Ω）：Z.ZC.NE可
GB/T34665-2017w—2πf(正弦波)；一损耗角。G)绝缘介质的并联等效回路b)电流矢量图图1绝缘介质的并联等效回路和矢量图R爱?Z96.NE)绝缘介质的串联等效回路b)电压矢量图图2绝缘介质的串联等效回路和矢量图如图1b)和图2b)所示，电流矢量和电压矢量可分解为两个相互垂直的分量，即相位超前电压90°的电容电流分量I、相位与电压相同的电阻电流分量IR;相位移角由附加在电容分量上的电阻分量引起。介质损耗因数tan6可以表示为式(9)：1tan=wRC…………(9)wRpCp电容分量C,或C。表示被试绝缘系统的无损电容，电阻分量R,或R。汇集了各种损耗。损耗特征测量应考虑与导体结构、槽部防晕层或接地定子槽间主绝缘相关的因素。在测量定子槽外的单支线圈的介质损耗因数时，若使用保护电极，则仅考虑与对地绝缘在电气上是串联的介质；在测量定子槽内的单支线圈或绕组绝缘的介质损耗因数，应考虑端部防晕层和周边表面状态的影响。在对比不同测量条件下的测量结果时，应考虑这些影响因素。当施加的试验电压低于局部放电起始电压时，测得的介质损耗因数表示由介质吸收和电导损耗构成的绝缘固有损耗，以及其与测量电极电接触状态的损耗。通常介质损耗分量引起的介质损耗因数随3理到素前阀Z.ZC.ET
GB/T34665-2017电压升高的变化非常小，任何明显高于正常介质损耗因数的情况意味着绝缘的变化，如树脂组成不同或固化不合适。随着试验电压升高，介质损耗会呈现如下两种形式的变化，如图3所示：一绝缘材料固有损耗（介质极化和电导）的增加：绝缘材料附带气体（气隙）的局部放电引起介质损耗因数值增加；更多气隙放电引起介质损耗因数值进一步增加。介质总损耗电离损耗固有损耗质损耗因(介质吸收和电导)介质损耗因数增量00.a30.304T65060:70.869:0111.2施加测试电压×比，kV图3介质损耗因数随电压升高的关系4.2测量应用及其影响测量介质损耗因数及其增量，是确认线圈绝缘一致性的重要保证手段之一。可以测量在定子槽内的绕组的单支线圈的介质损耗因数当作维护测试，检测确定线圈下线或运行的介质损耗因数变化。介质损耗因数的初始值用于表征绝缘系统的固有状态，若介质损耗因数初始值一致，则表明线圈绝缘制造正确且稳定。介质损耗因数随试验电压升高而增大是正常现象，表示增大的气隙局部放电。彩响介质损耗因数增量幅度的因素有很多，如绝缘分层、浸渍不良、固化不完全、粘接胶不够、起皱和污秽等。线圈表面，如保护绝缘层、附加绝缘层、表面涂层等处理状况及端部防晕也会影响介质损耗因数增量的幅度。由于加工工艺的原因，气隙可能在采用相同工艺制造的线圈的绝缘层中产生，气隙的多少会影响介质损耗因数增量。如图3所示，含有较多气隙的线圈绝缘层，介质损耗因数增量较大。线圈或绕组在运行期间的介质损耗因数增量变化是绝缘劣化过程的反映，此时，电、热、机械和环境等因素共同影响绝缘系统。线圈长度或电极长度会影响介质损耗因数测量的灵敏度，通常，测不到局部异常高的介质损耗因数及其增量。线圈的介质损耗因数增量被视为线圈全长或电极全长的介质损耗因数增量的平均值，且试验灵敏度随被试线圈/棒的长度增加而降低。线圈/棒的介质损耗因数受试样的形式和几何尺寸、温度、理到素前阀Z.ZC.ET
GB/T34665-2017环境、电极系统、试验电压的波形、频率及绝缘系统中所采用绝缘材料等影响，因此，在相同条件下的测量结果才具有可比性。4.3测量原理图介质损耗因数典型测量原理图如图4所示，可采用西林电桥或相当类型的电桥进行测量。按试样是否与地脱离，试验电路可分为试样不接地和试样接地。使用不具备试样接地测量功能的测量仪器进行接地介质损耗因数测量时，需要专业的技能。因此，本标准推荐使用具有支持试样接地测量功能的测量仪器。场高电源容器介质损耗因数测试仪吉a)不接地试样介质损耗因数测量原理图测量单元十典第圭J.E可介质损耗因数测试仪b)接地试样介质损耗因数测量原理图图4介质损耗因数的典型测量原理图4.4测量设备4.4.1试验电压源工频高压试验设备和输出工频电压应满足GB/T16927.1的规定。4.4.2试验电压测量装置使用精度为3.0%及以上的交流电压测量装置，试验电压波形的有效值应满足GB/T16927.2的规定。4.4.3介质损耗因数电桥测量仪器可以是数字式或模拟量式，应能测量被试线圈/绕组的介质损耗因数和电容值，误差不超5理到素前阀Z.ZC.ET
GB/T34665-2017过0.2%或不超过测量值的10%或两者中较大值。4.4.4标准电容标准电容为一个确定电容值的高压电容器，其额定电压值高于最高试验电压值，电容精度等级为0.05或以上，其在额定电压时的局部放电量按照GB/T7354应小于5pC,标准电容的介质损耗因数小于或等于0.01%。标准电容的典型值为100pF或1000pF。4.4.5条件处理进行介质损耗因数测量前，宜对试样进行条件处理，即试样在测试的湿度和温度条件下，进行环境预处理和施加1.1倍的最高试验电压、持续时间为20s~240s的电预处理。4.4.6电压施加方式在测量不同电压下的介质损耗因数时，议在电压升压过程中测量，也可在电压逐渐降压过程测量。在电压升压过程中测量，能测量更准确的介质损耗因数增量；在电压下降过程中测量，介质损耗因数在低电压时偏高，介质损耗因数增量偏小，因空隙的局部放电熄灭电压低于局部放电的起始放电电压。应采用相同的电压施加方式和升压速度。进行预处理后，将施加的条件电压降至零，再升到最低的测量电压，以保证所有局部放电在测量初始电压分质损興皆凳筑J.NE可4.4.7施加电压值和测量点数因介质损耗因数随施加电压值变化而变化，测量介质损耗因数的施加电压值和测量点数可以是多样的，但应测量两个电压点的介质损耗因数，且第一个电压点（低电压值）选择低于线圈局部放电的起始放电电压值，但要足够高，以保证能够产生一定的介质损耗：第二个电压点应高于线圈的局部放电起始电压且接近线圈的实际运行电压。介质损耗因数优先按每级0.2U、或更大的电压阶梯进行测量，其可得到足够数量的数据点和完整的介质损耗因数与电压的关系，当在初始电压02U、的电压值高于4kV时，允许按照4kV计算。现代测量仪器技术已具备连续电压升高和连续介质损耗因数测量功能，采用电压连续升压测量介质损耗因数可获得连续电压与介质损耗因数的关系，电压升压速度应根据介质损耗测量设备相应速度来确定，以便测得稳定的介质损耗因数值。为了便于比较，应采用相同的升压速度和电压范围。测量介质损耗因数的电压可根据试样的额定电压选择以下序列：在室温条件下，试样为线圈时：两个电压点：25%U。和100%U。:两个电压点：2kV和U:两个电压点：0.2U×和0.6U;多个电压点：0.2U×0.4UN、0.6UN、0.8UN、1.0Ux。在高温条件下，试样为线圈时：两个电压点：25%U。和100%U。:两个电压点：2kV和U。:两个电压点：0.2U×和0.6U、。理甄Z.ZC.ET
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