【GB国家标准】 旋转电机 绕组绝缘第1部分:离线局部放电测量

本网站 发布时间: 2023-06-09 18:43:30
  • GB/T 20833.1-2021
  • 现行

基本信息

  • 标准号:

    GB/T 20833.1-2021

  • 标准名称:

    旋转电机 绕组绝缘第1部分:离线局部放电测量

  • 标准类别:

    国家标准(GB)

  • 标准状态:

    现行
  • 出版语种:

    简体中文
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GB/T 20833.1-2021.Rotating electrical machines-The winding insulation-Part 1: Off-line partial discharge measurements.
1范围
GB/T 20833的本部分规定了旋转电机绕组绝缘离线局部放电测量的通用基础规范:
测量方法和仪器;
试验回路的布置;
试验规程的标准化;
噪声的降低;
试验结果文件编制;
试验结果评价。
GB/T 20833.1中描述的试验方法适用于槽部有或无防晕层电机的定子绕组,以及采用成型绕组或散绕绕组制造的电机定子绕组。在特殊情况下,本部分也适用于高压电机转子励磁绕组。测量方法适用于频率为0.1 Hz~400 Hz的正弦交流电压下试验。参见附录A。
本部分给出的解释指南只有满足下述要求时适用:
在50Hz/60Hz工频下或在45Hz~65Hz的电源频率范围内进行测量;
成型绕组及绕组组件,如线棒及线圈;
带有槽部防晕结构的绕组,通常对额定电压6kV及以上的电机有效。
对于散绕绕组电机,无槽部防晕层的成型绕组,以及非工频下的试验,解释指南不适用。本部分离线局部放电测量规程可用于评估制造质量的一致性或该类绕组的趋势,变频电机绕组也同样适用。
注: I型绝缘结构低压电机测试的规定见IEC 60034-18-41。 II 型绝缘结构高压变频电机的鉴定试验规程见
IEC 60034-18-42(不包括可选测试部分)。

标准内容标准内容

部分标准内容:

ICS 29.160.01
中华人民共和国国家标准
GB/T20833.1—2021/IEC60034-27-1:2017代替(G13/T20833.12016
绕组绝缘
旋转电机
第1部分:离线局部放电测量
Rotating electrical machines-The winding insulation-Part 1: Off-line partial discharge measurements(IEC 60034-27-1:2017, Rotating electrical machinesPart 27-1:Off-line partial discharge measurements on the winding insulation,IDT2021-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-10-01实施
-riKacerKAca-
规范性引用义件
术语和定义
电机中局部放电性质
测量技术和仪器
测量可视化
试验叫路
测量标准化·
试验规程·
试验结果的评定
试验报告
GB/T 20833.1—2021/IEC 60034-27-1:201710
附录A(资料性附录)试验频率的参数对试验过程的影响附录B(资料性附录)
确定局部放电幅值的其他方法
附录C(资料性附录)其他离线局部放电检测和离线定位的方法附录D(资料性附录)外部噪声、十扰和灵敏度附录E(资料性附录)噪市抑制方法附录F(资料性附录)
局部放电数据和位可辨识的局部放电图的评价附录G(资料性附录)
完整绕组试验电路
附录H(资料性附录)宽带和窄带测量系统·参考文献
图1不时问常数下耦合单儿与局部放电脉冲的频率响应图2局部放电量与测量电压的函数关系Q=(U/Um图3PRPD谱图示例
图1符合IEC60270的基本试验回路图5完整绕组局部放电测量的试验回路图6S1.1诚验回路的标准化
图7局部放电测量期间对试品施加的电压图8局部放电源的辩识和定位示例图3.1
极化效应指标示例
图B.2A/D转换精度的影响及Q的计算实例-rrKaeerkca-
GB/T 20833.1—2021/IEC 60034-27-1:2017图D.1
多个电流分量对试品再充电
光相位窗遮蔽
有相位窗遮蔽
通过测量装置的脉冲电流
噪声抑制的示例
抑制交叉噪声示例
局部放电图示例
星形和三角形连接的说明图.参见7.3宽带和窄带局部放电系统的典型脉冲响应衣 1开路星形点连接图 S1
表2闭路星形点连接图S2
表3开路星形点连接图E1
表4闭路星形点连接图E2
表5在高压测量的开路星点连接I1衣6作星点测量的开路星点连接I2表7闭路星形点连接图I3
衣A.1宜使用的最小测试时问和最大转换率表F.1
旋转电机中主要局部放电源相关的危险性-rrKaeerKa-
GB/T20833旋转电机统组绝缘》分为4个部分:第1部分:离线局部放电测量;
第2部分:在线局部放电测量;
第3部分:介质损耗因数测量:
第4部分:绝缘电阳和极化指数测量。本部分为(G[3/T20833的第部分。本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。GB/T20833.1—2021/IEC60034-27-1:2017本部分代替GB/T20833.1一2016《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第1部分:离线局部放电测量》,与(13/T20833.1—2016杆比主要技术变化如下:修改了标准适用范围和规范性引用文件(见第1章和第2章,2016年版的第1章和第2章);增加了术语和定义(见第3章);一修改了电机中局部放电性质(见第1章.2016年版的第4章):修收了测量仪器的影响(见5.4,2016年版的5.4):修改『局部放电数据表达的最小范围(见6.2,2016年版的6.2);一增加了校准脉冲等级和允许误差(见7.1):修收了标准测量(见7.3.2和7.3.3.2016年版的7.3.2):增加厂使用集成试验设各(见7.3.4);修改了绕红及统组部件局部放电测量(见9.1,2016年版的9.1):删除了电磁探头(见2016年版的9.2.2);修改试验结果的评定(见10.1、10.2.1和10.3.1.2016年版的10.1、10.2.1和10.3.1);删除了附录在线局部放电测量(见2016年版的附录A);增加了试验频率参数对试验过程的影响(见附录A);一增川确定局部放电幅估的其他方法(见附录B);修改了离线局部放电检测和离线定位的方法(见附录(,2016年版的附录13):增加了从接线端和星接中性点解释局部放电测量和感应放电/振动火花(见附录D);增川厂完整绕组测量连接电路(见附录());修改了宽带和窄带系统(见附录H,2016年版的5.4)。本部分使用翻译法等同采用IEC60034271:2017《旋转电机第271部分:绕组绝缘离线局部放电测量》
与本部分中规范性用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:-GB/T7354—2018高电压试验技术局部放电测量(IEC60270:2000,MOD);—G13/T16927.1—2011高电压试验技术第部分:一般定义及试验要求(1EC60060-1:2010.MOD);
—GB/T16927.2-—2013高电压试验技术第2部分:测量系统(IEC600602:2010,MOD);-G13/T17918.1—2016旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电压耐久性评定(IEC 60034-18-32:2010.IDT);GB/T22720.22019旋转电机电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构(Ⅱ型)的鉴定试验(IE60034-18-12:2017,IDT):-riKaeerkca-
GB/T20833.1—2021/1EC60034-27-1:2017第2部分:在线局部放电测量
GB/T20833.2—2015旋转电机
旋转电机定子绕组绝缘
(IEC/TS 60031-27-2:2012.IDT);G3/T20833.42021旋转电机
(IEC 60034-27-4:2018,IDT)
本部分做了下列编辑性修改:
绕组绝缘
第1部分:绝缘电阻和极化指数测量为与我国技术标准体系致,将标准名称修改为旋转电机绕组绝缘第1部分:离线局部放电测量》。
本部分由中国电器工业协会提出。本部分山全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口。本部分起草单位:上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、安徽省电机品及零部件质量监督检验中心、山西电机制造有限公司、铜陵精达特种电磁线股份有限公司、卧龙电气驱动集团股份有限公司、山东华力电机集团股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、哈尔滨人电机研究所、「海电器设备检测所有限公司。
本部分主要起草人:张生德、赵云峰、张文和、彭春斌、王国龙、张义斌、张嵌、马赫然、陈阳、汪双灿。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:—GB/T20833—2007;
GB/T 20833.1—2016.
-rKaeerkca-
GB/T20833.1—2021/1EC60034-27-1:2017多来,局部放电(PD)测量一占是评估新绝缘结构的质量和绝缘结构老化状态的于段,它也被用作探测、定位电气绝缘绕组在运行过程中山动态应力激发的局部放电源。与其他绝缘测试方法(如介质损耗角或绝缘电叫的测量)相比,局部放电测量川识别绝缘结构内部的放电源,在电机的维护和检修方而.局部放电的测量和分析也可提供下列信息:一绝缘结构是否存在老化或潜在缺陷;老化进程;
检修方式和大修问隔。
虽然旋转电机的局部放电试验被广泛应用.但一些研究衣明,不仅存在不同的测量方法,而且标准和分析方法以及测量数抛的最终评估也往往不同且不具可比性。因此,对于采用局部放电测量方法评估绝缘结构状态的用户,有必要提供一些指南。定了绕组局部放电试验可分为两人类:离线测量,定子绕组与电网隔离且使用独立的电源为绕组施加电压在线测量,旋转电机接人电网且正常运行(IEC60034272),这两种方法各有利弊。尽管在线测量的方法在全球成用广泛且其对工业的价值已被证实·但本部分仅限于离线测量技术。考患到该方法对于PD)测试领域中的非专业人十的可用性·有必要对其充分简化。
局限性:
当对定子绕组逆行局部放电测量时,有些外界因素不可避免地会影响测量结果。因此,只有在特定条件下,局部放电测量才其有可比性,在生产制造或运行现场坏境下.假如不采取减少噪声的措施.那么局部放电测量结果会受到影响,受测量频率带宽或降噪算法的影响,各类测量系统将PD信号从噪音中分离所采用的软硬件是有差只的。局部放电测量方法中将已测到的信号再转化为等效电荷的环节所采用的标准化测量校准设备也会影响测量结果。
温湿度和试样的装配对PD结果影响较大。对于定子绕组而言,局部放电脉冲在传播过程中的衰减和弥散.取决于组的设计和脉冲信的初始值。基于「述原因,确定电机绕组局部放电幅值的限值是很难的,例如生产或运行的验收标准。此外,绝缘结构劣化的程度和失效的风险取决丁局部放电的类型以及作定子绕组绝缘中的位置,这两者都会对测量结果产生很天影响测试人员宜注意,本部分局部放电测量方法的原理,不是所有定子绕组有关的绝缘问题都可通过测量局部放电检测到(例如由于绝缘中不同组分间形成导电通道而不伴随脉冲信号的绝缘失效机理)。由于电了噪声的影响和其他干扰限制了检测的灵敏度,在实际应用中脉冲信更难被探测到。对丁单个线桥和线圈,出丁测量设备和设置的差异,局部放电幅值的限值也很难规定。因此,本部分没有给出固定的限值。
-riKacerKAca-
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1范围
GB/T20833.1—2021/1EC60034-27-1:2017旋转电机绕组绝缘
第1部分:离线局部放电测量
GB/T20833的本部分规定了旋转电机绕组绝缘离线部放电测量的通用基础规范:测量方法和仪器:
一试验路的布置;
一试验规程的标准化;
一噪声的降低;
一试验结果义件编制;
试验结果评价。
本部分中描述的试验方法适用丁部有或无防晕层电机的定子绕组,以及采用成型绕组或散绕绕组制造的电机定子绕组,在特殊情况下,本部分也适用丁高压电机转子励磁绕组,测量方法适用丁频率为0.1I1z~400IIz的止弦交流电压下试验。参见附录A。本部分给出的解释指南只有满足下述要求时适用-在50Hz./60Hz.工频下或在45Hz~65Hz的电源频率范固内进行测量:成型绕组及绕组组件,如线棒及线圈;带有槽部防晕结构的绕组,通常对额定电压6kV及以上的电机有效对丁散绕绕组电机,无槽部防晕层的成型绕组,以及非工频下的试验,解释指南不适用。本部分离线局部放电测量规程可用于评估制造质量的致性或该类绕组的追势.变频电机绕组也同样适用,注:I型绝缘结构低压电机测试的规定见IFC600341841。I型绝缘结构高压变频电机的鉴定试验规程见IEC60034-1S-42(不包括可选测试部分)。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的成用是必不可少的,凡是注期的引用文件,仅注的版本适用于本文件。凡是不注Ⅱ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。IEC60034-18-32旋转电机第18-32部分:绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电压耐久性评定(Rotating electrical machines-Part18-32:Functional evaluation of insulationsystemsTest procedures for form wound windings-Evaluation by electrical endurance)IEC600341842施转电机第1842部分:电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构(Il型)鉴定试验Rotating clcctrical machincs-—Part 18-12:Partial dischargc rcsistant clectricalinsulation systens (Type I) used in rotating electrical machines led from voltage converters Qualifi-cation tests]
IECTS60034272旋转电机:第272部分:旋转电机定子绕组绝缘在线局部放电测量(Rotating eleetrical machines—Part 27 2: On line partial discharge measurements on the stator winding insulation of rotating electrical machines)1EC60034-27-1旋转电机第27-1部分:旋转电机绕组绝缘的绝缘电阻和被化指数测量1
-riKacerKAca-
GB/T20833.1—2021/IEC60034-27-1:2017(Rotating electrical machines-Part 27 4: Measurement of insulation resistance and polarization inclexof winding insulation of rotating clcctrical machincs)IEC60060-1高电压试验技术第1部分:一般定义和试验要求(High-voltagctesttcchniqucsPart I: General delinitions anl test requirements)IEC60060-2高电压试验技术第2部分:测量系统(High-volagetestlechninques-Part2:Measuring systens)
IEC60270:2000高电压试验技术局部放电测量(Ilighvoltagetesttechniques—Partial discharge measurements)
3术语和定义
IEC60270界定的以及下列术语和定义适用丁本文件:3.1
局部放电partialdischarge;PD
导体间绝缘仪被部分桥接的电气放电,这种放电会在导体附近发生也可以不在导体附近发生,3.2
离线测量
off-line measurement
对处于停止状态且与电源系统断开的旋转电机进行测量。注:需要的试验压由独文的电压源施加到绕组上3.3
on-line measurement
在线测量
对处于正常运行状态的旋转电机进行测量。3.4
stress control coating
端部防晕层
在高压定子线棒和线圈中,从槽部防晕层延伸出的主绝缘表而上的漆或带,其作用是使表而电场均勾。
注:端部防导层使绕组端部的电场强度降低至表面产牛局部放电的临界值以下,端部防晕层部分重叠于槽部防晕层以提供它们之问电气接触。
槽部防晕层conductiveslot coating在线圈或线棒的槽内部分,与主绝缘紧密接触的导电漆或带,通常称作半导体涂层。注:该涂层与定子心良好的接触。3.6
槽放电slot discharges
线圈或线棒槽部分的外衣面和接地铁心叠片之问发生的放电。3.7
内部放电internaldischarges
绝缘结构内部发牛的放电,
表面放电surfacedischarges
在绕组端部或若电机绕组活动部分中绕组组分表面或君绝缘表而发生的放电。2
-rKaeerkca-
脉冲幅值分布pulsemagnitudedistributionGB/T20833.1—2021/1EC60034-27-1:2017在预先设定的测量时间内·一系列脉冲幅值等间距窗口内的脉冲数脉冲相位分布
pulse phase distrihutior
在预先设定的测量时间内·一系列脉冲相位等间距窗口内的脉冲数。局部放电图谱partialdischargepattern局部放幅值与交流周期相位的脉冲矩阵图.表征在顶先设定的测量时间内的局部放电现象,注:可川另一种表示方式,例如频率和时间的关系图,couplingdevice
耦合装置
通常是有源或者无源的四端网络,把输人电流转换成输出的电压信号。注:信通过传输系统传输到测量仪器,通带合装置频率响应的选择至少可以有效地阻止试验电压频率和谐波进人测量仪器。
局部放电耦合单元PDcouplingunit个低感高压耦合电容和个低压耦合装置串联而成。3.14
重复出现的最大局部放电值largestrepeatedlyoccurringPDmagnitudeQn
与每秒10个脉冲的局部放电脉冲重复率相关的最大幅值,它可以白接从脉冲幅值分布中推断出来。
注:其他重复率可用于宠义Q=如果使用其他重复率,则需要说明,例如每秒50或60个脉引.即Q5:或Q):参见附录B
加权局部放电幅值weighted occurringPmagnitudeQe
根据IEC60270,由测量设备记录的具有脉冲序列响应的加权幅值。注:在木部分中,符号Q用作定义电荷Q:和Q的符号、3.16
噪声noiseWww.bzxZ.net
不是脉冲H不是由定了绕组产生的信号。3.17
干扰disturhance
不是局部放电们可能具有类似局部放电特性的脉冲信号。4电机中局部放电性质
4.1局部放电的基本原理
通常,局部放电(PD)发生在绝缘材料介质性能不均勾的位置,在这些位置,局部电场强度会增强,出丁局部电场强度过大,将导致局部击穿。该局部击穿不会导致整个绝缘结构的击穿。通常局部放电3
-rrKaeerkAca-
GB/T20833.1—2021/1EC60034-27-1:2017需要,·定的气体空间来发展,例如填充在绝缘体内部、临近导体或者绝缘体分界而的气体孔隙当个不均的局部场强超过其击穿场强时.会出现局部放电·在施加电压的个周期内会导致数个局部放电脉冲产生。在使用云母绝缘的旋转电机中.不可避免地会有许多缺陷,例如出现在绝缘材料的孔隙和绕组绝缘分层处的老化部分。因此.测量到的信号往往是多个不同放电强度的局部放电源的叠加
放电时转移的电荷量与朴关材料的尺寸和材料特有的介电性能的不均匀特性密划朴关,如表而性质、气体类型、气压等
定子绕组绝缘结构(如IEC600341842中是义的Ⅱ型电机)在运行中会有局部放电现象:因为含有儿机云母组分.所以这种绝缘结构对局部放电具有大然的耐受性。然而.在电机中出现明显局部放电通常是绝缘缺陷的征兆,例如制造质量问题或者运行中的劣化,而这并非其失效的百接原因,此外,还取决丁特定条件下的局部放电源及其幅值,它能转化成为局部绝缘老化的重要因素,失效时问与局部放电水平无关.但与具他因素,例如运行温度、槽楔情况、污染程度等密切相关。特定局部放电测量和分析川用丁新绕组和绕组部件的质量控制以及绝缘缺陷的早期检测,绝缘缺陷山运行中的热、电、环境和机械应力等因素引起。川导致绝缘故障。4.2电机局部放电类型
4.2.1概述
高压电机的绝缘结构中通常会出现局部放电,但局部放电的大小、数量和位置取决于电机的设计、材料、制造工艺、质量、运行环境和老化状况:对丁特定的电机设计,所用绝缘材料的特性、制造方法、运行条件等能极大地影响局部放电的数量、位置、特征、发展趋势和意义。对丁给定的电机,在大多数情况下,通过局部放电的特征,可鉴别和区分不同的局部放电源,也可通过附加诊断测试和目视检查来验证。4.2.2内部放电
4.2.2.1内部孔隙
然牛产下艺的设计要使内部孔隙最小化,但是股用于高压旋转电机的树脂浸渍云丹带绝缘结构中不避免的有孔隙存在。出丁局部放电常见丁高压电机中,因此绝缘结构中的云母只在规定的老化条件下确保电机的运行寿命:详细信息见IEC600341832:4.2.2.2内部分层
主绝缘的内部分层可能是由于牛产期间树脂浸渍不当或绝缘结构不完全固化或者在运行期间机械或热应力过大导致的。绝缘老化也会导致分层,而老化引起的分层通常是一个长期过程。因此,老旧绝缘结构中的分层是绝缘老化的明显标志,大的孔隙会形成一个大的表面,该表面会引起相刘能量高的放电,会严重地损坏绝缘。特别是分层会降低绝缘的热传导,导致加速老化,因此当评估局部放电时;要存细考虑分层因素。
4.2.2.3绝缘导体和主绝缘的分离在导体和主绝缘之问(轴向)存在的空气或气体填充的细长问隙引发了分层局部放电。过热或极端的机械应力都会导致层与层之间大范围的分离。4.2.3槽放电
在高压电机中,当部分槽部防晕层受损时,会产生槽放电。槽放电可能是由丁防晕材料杂质引起的KaeerkAca-
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