關于高壓電動機預防性試驗的幾點思考

周越

（安徽省淮南市淮浙煤電鳳臺發電分公司安徽鳳臺232100）

關于高壓電動機預防性試驗的幾點思考

周越

（安徽省淮南市淮浙煤電鳳臺發電分公司安徽鳳臺232100）

高壓電動機的預防性試驗是保證電機運行穩定性、安全性的重要措施。通過試驗可以掌握電機的絕緣情況，及時發現絕緣缺陷，以便于及時進行維護和檢修，防止電機繞組在運行中被擊穿，從而發生事故。交、直流耐壓試驗是破壞性試驗，能有效地揭露危害性較大的集中性缺陷，成為是電機預防性試驗不可缺少的環節。同時，交、直流耐壓以其性質的差異在試驗中擔負著不同作用。

電動機；絕緣；直流耐壓；交流耐壓

1 高壓電動機預防性試驗項目及其標準

1.1 繞組的絕緣電阻和吸收比

（1）額定電壓3000V以下者，室溫下不應低于0.5MΩ。

（2）額定電壓3000V及以上者，交流耐壓前，定子繞組在接近運行溫度時的絕緣電阻值不應低于UnMΩ（取Un的千伏數，下同）；投運前室溫下（包括電纜）不應低UnMΩ。

（3）轉子繞組不應低于0.5MΩ。

1.2 繞組的直流電阻

（1）3kV及以上或100kW及以上的電動機各相繞組直流電阻值的相互差別不應超過最小值的2%；中性點未引出者，可測量線間電阻，其相互差別不應超過1%。

（2）應注意相互間差別的歷年相對變化。

1.3 定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗

（1）試驗電壓：全部更換繞組時為3Un；大修或局部更換繞組時為2.5Un。

（2）泄漏電流相間差別一般不大于最小值的100%，泄漏電流為20μA以下者不作規定。

1.4 定子繞組的交流耐壓試驗

（1）大修時不更換或局部更換定子繞組后試驗電壓為1.5Un，但不低于1000V。

（2）全部更換定子繞組后試驗電壓為（2Un+1000）V，但不低于1500V。

1.5 耐壓后繞組的絕緣電阻和吸收比

（1）額定電壓3000V以下者，室溫下不應低于0.5MΩ。

（2）額定電壓3000V及以上者，交流耐壓前，定子繞組在接近運行溫度時的絕緣電阻值不應低于Un（MΩ）（取Un的千伏數，下同）；投運前室溫下（包括電纜）不應低于Un（MΩ）。

2 高壓電機的絕緣測量

2.1 為何高壓電機測絕緣需要測吸收比甚至有的還要測極化指數

某些單一材質的絕緣物體（如：塑料、瓷等）在直流電壓作用下，其電導電流瞬間即可達到穩定值，所以測絕緣時很快達到穩定值。但對于發電機、變壓器、電動機、電纜等電器設備，它們的絕緣是由復合介質構成。在直流電壓作用下，會產生多種極化現象。極化開始時電流很大，隨著加壓時間的增大，電流衰減至電導電流，這種現象稱為吸收現象。

在整個充電過程中，衰減最快的電流稱為電容電流i1，它由于彈性極化所產生，彈性極化建立很快，電荷移動迅速，電流也很大，持續時間也很短，并且無能量損耗；而隨時間緩慢變化的電流稱為吸收電流i2，它是由于松弛極化所產生，而且更多是由于夾層極化，衰減時間比較慢，并伴有能量損耗；最后不隨時間變化的穩定電流是由介質的電導所決定的稱為電導電流i3。

而設備的容量愈大，吸收現象愈明顯。正是由于吸收、極化衰減到穩定值需要時間，所以在測試絕緣電阻和泄漏電流時要規定時間，一般用60s時所讀取的絕緣電阻值與15s時的絕緣電阻比值，也就是吸收比來反映介質的電流吸收全過程，而有些更大容量設備由于極化、吸收時間更長，則選擇600s時的絕緣電阻值與60s時的絕緣電阻的比值，也就是極化指數來反映（見圖1）。

2.2 影響絕緣電阻有哪些因素

圖1

2.2.1 溫度

溫度對絕緣電阻影響較大，一般絕緣電阻隨溫度上升而減小。由于溫度上升，電介質中極化加劇，電導增加，致使絕緣降低。

2.2.2 濕度

絕緣表面吸附潮氣，形成水膜，絕緣降低。

2.2.3 放電不充分

測絕緣后，對被試品應充分放電，否則再次測量由于殘電影響，充電電流和吸收電流比第一次小，造成吸收比減小，絕緣增大的虛假現象。

3 直流耐壓、交流耐壓試驗及其之間的關系

3.1 直流耐壓試驗

試驗回路一般是由自耦調壓器、試驗變壓器、高壓二極管和測量表計組成半波整流試驗接線。

圖2

3.2 在對電氣設備做直流耐壓試驗時，為何所加的直流電壓多采用負極性

（1）在極不均勻的電場中，氣體的擊穿電壓與電極所帶電荷的極性有很大的關系。在同一棒對板的間隙中，棒帶負電時的擊穿電壓比帶正電時要高一倍多。即在不均勻的電場中，棒對板間隙的放電電壓與棒電壓極性的關系：負棒時起暈電壓低。

（2）在直流高壓的試驗中，檢驗設備的絕緣主要以其所含的潮氣和水分是影響絕緣好壞的關鍵，由于水分有電滲析現象（即水分子在電場中具有正離子的性質），測試時，高壓都施加在帶電部件，由于高壓是負極性的，因此，水份易吸附在高壓極附近，從而容易檢測出被測物的缺陷。

簡單來說：電力系統中雷電過電壓多為負極性。考慮水的弱電負性，施加負極性電壓時更易于發現受潮缺陷負極性電壓易于放電（助于更容易發現絕緣缺陷），不易擊穿（被試品相對安全）；正極性電壓不易放電，易于擊穿。

3.3 交流耐壓試驗（見圖3）

3.4 直流耐壓和交流耐壓為何不能互相替代

（1）交流耐壓試驗：電導電流、電容充放電電流、吸收電流一直存在，因而反映的是介質中電容絕緣情況。直流耐壓試驗：電容電流、吸收電流只在試驗初始產生，只有電導電流一直存在，因而反映的是介質中電阻絕緣情況。

（2）電機對地電容較大，而電容隔直通交，因而交流耐壓需要容量較大的設備，而直流耐壓試驗時穩定后提供的電流只有電導電流。

（3）交流耐壓破壞性大：①交流耐壓過程中一直存在極化損耗；②交流耐壓由于電壓不斷改變方向，因而如氣隙放電后每個半波里都會發生局部放電，這種放電往往造成有機絕緣材料的分解、老化變質、從而降低絕緣性能，使局部缺陷逐漸擴大。

圖3

（4）直流耐壓根據三相電流與電壓的伏安特性曲線可以有效判斷絕內部的集中性曲線。而交流耐壓電容電流比電導電流大很多倍，由缺陷引起的泄露電流增加對于總電流是很微小的。

（5）直流耐壓不如交流更實際，交流耐壓能夠更好地模擬電機絕緣在實際運行中承受的過電壓情況。

（6）交流耐壓試驗更容易發現電機槽部和槽口的缺陷，直流耐壓試驗更容易發現電機端部缺陷。因為定子繞組端部與絕緣表面間存在分布電容，在交流耐壓時，繞組端部的電容電流沿絕緣表面流向定子鐵芯，在絕緣表面沿電容電流的方向產生了顯著的電壓降，因此離鐵芯較遠的端部導線與絕緣表面間的電位差便減小，不能有效地發現離鐵芯較遠的繞組端部絕緣缺陷。而在直流耐壓試驗時，不存在電容電流，沿絕緣表面沒有顯著的電壓降，使得端部主絕緣上的電壓分布均勻，因而在端部各段上所加的直流試驗電壓都比較高，容易發現端部絕緣的局部缺陷。

4 電機試驗安全注意事項

（1）試驗設備的布置要緊湊合理，連接要短、高壓試驗線最好用屏蔽接線，與非被試設備及地要有足夠的距離，接地線要保證牢固可靠，實驗前可用萬用表測量確認。

（2）耐壓前耐壓裝置一定要歸0。直流耐壓加壓速度均勻緩慢，每升0.5倍的被試電壓時待電流穩定記錄泄露電流后再升壓；降壓時速度不宜太快，以免反向電勢對試驗設備造成傷害。而交流耐壓升壓必須從開始，不可沖擊合閘，升壓速度在40℅試驗電壓內不受限制，其后應均勻升壓（當耐壓時間到達蜂鳴器報警時，應先降壓，再復位）。

（3）對于中性點可以拆開的電機繞組，進行絕緣測量、交、直流流耐壓，需要將被試繞組首尾短接，非被試相短接接地。

（4）先進行直流耐壓，再進行交流耐壓。

（5）直流耐壓后對被試品務必放電充分，放電時間大于充電時間。

[1]李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法第二版.北京：中國電力出版社.

[2]《電力設備預防性試驗規程》（DL/T596-1996）.

TM307

A

1004-7344（2016）30-0144-02

2016-10-7