電機定子線圈表面干燥檢測技術研究及應用

摘 要：研究電機定子線圈浸水絕緣電阻檢測后，是否能夠通過監測線圈溫濕度的變化和浸水前后表面電阻的變化判斷線圈表面及匝間是否干燥。通過試驗表明，以上兩種試驗方法均能作為判定線圈是否干燥的依據。

關鍵詞：浸水;干燥;環境溫度;相對濕度;表面電阻

引言

交流電機定子線圈匝間絕緣采用聚酰亞胺或聚酯薄膜繞包在銅導線上，然后加熱熔敷，使薄膜與導線粘接緊密。近年來，為了提高電機定子線圈匝間絕緣的可靠性，定子線圈成型后，將定子線圈浸泡在水中，水作為電極，使用絕緣電阻測試儀測量線圈各匝對水的絕緣電阻值，檢測導線絕緣性能，即線圈匝間絕緣性能，以降低電機運行過程中的匝間故障率，提升電機運行的可靠性。

為避免潮氣進入導線絕緣內部，引起線圈匝間絕緣受潮造成絕緣性能下降，定子線圈浸水絕緣電阻檢查后需立即進行干燥作業。不論采用烘箱加熱干燥或是真空干燥作業，線圈進行干燥處理后，是否已經干燥，除了目測、手感線圈表面干燥情況等定性檢查外，怎樣定量檢測線圈是否已經干燥成為棘手的問題。

1 試驗

為驗證線圈進行浸水電阻檢測后是否已經干燥，本研究采用兩種方法進行試驗：一種是濕度對比法，另一種是線圈表面電阻測量法[1]。濕度對比法線圈干燥標準為相同溫度下，線圈浸水干燥后濕度不高于浸水前濕度作為線圈干燥的標準。表面電阻測量法是相同溫度下，線圈浸水干燥后表面電阻不低于浸水前濕度作為線圈干燥的標準。

1.1試驗樣品和檢測儀器

選取某型號電機未絕緣的成型定子線圈作為本次試驗的樣品線圈。線圈在進行試驗前檢查所有線圈尺寸誤差在3mm內，線圈匝間絕緣良好，導線薄膜完好。每5支線圈為一個試驗線圈組，濕度對比法和表面電阻測量法各兩個試驗線圈組。

濕度對比法采用生產使用的精度等級為0.1℃的溫濕度計和透明密封袋。表面電阻測量法采用量程5kv、型號為1550C的FLUKE絕緣電阻測試儀作為測量儀器，同時扔使用精度等級為0.1℃的溫濕度計。兩種使用方法均在相對恒溫的工作場所進行，前后測量溫差不大于1℃。

1.2試驗方法

1.2.1濕度對比法

試驗在相對恒溫的工作環境中進行。將干燥后的線圈放置在密封袋內，通過對線圈浸水前和浸水干燥后相同溫度下的相對濕度（下稱濕度）的對比，確定線圈表面及匝間是否干燥。具體的試驗方法為：（1）線圈樣本數量為10，均分為兩組，編號分別為1#、2#。（2）兩個線圈組的線圈執行相同的浸水作業，1#線圈組干燥時間為10min，2#線圈組干燥時間為20min。（3）線圈干燥結束后按組放進透明密封袋內，記錄此時環境溫度和濕度值，然后將溫濕度計隨線圈放入密封袋內，將袋口密封。（4）每隔0.5h觀察密封袋內的溫度和濕度值并記錄，直至密封袋內溫度與初始環境溫度一致后（溫度差值小于0.5℃），繼續按照0.5h的時間間隔記錄5組溫濕度值，作為濕度不再發生變化的標準，試驗結束。

1.2.2表面電阻測量法

試驗在相對恒溫的工作環境中進行。使用絕緣電阻測試儀測量相同溫度下、線圈浸水前和浸水干燥后表面電阻值，確定線圈表面及匝間是否干燥。具體試驗方法為：（1）線圈樣本數量為10，均分為兩組，編號分別為1#、2#。（2）鋁箔紙包扎在線圈兩端鼻部的相同位置。鋁箔紙寬度20mm，長度150mm，可在鋁箔紙上纏繞細銅絲試制貼合緊密。（3）兩個線圈組的線圈執行相同的浸水作業，1#線圈組干燥時間為10min，2#線圈組干燥時間為20min。（4）將絕緣電阻測試儀的兩個輸出線分別固定在鋁箔紙上，測量線圈浸水前、浸水干燥后2.5kv、1min下的表面電阻值。需要注意的是浸水前、干燥后測量電阻時的線圈溫度差值不大于1℃。

2 試驗結果

2.1溫濕度對比法

1#、2#線圈組的溫濕度值見表1、表2。

從上面數據中可以看出：（1）線圈所處的密封環境的濕度隨密封環境的溫度的變化呈反向變化，溫度穩定后，濕度也相對穩定;（2）1#線圈組：相同溫度下，：線圈濕度略大于初始濕度，說明干燥10min并不能使線圈干燥;（3）2#線圈組：相同溫度下，線圈濕度略小于初始環境濕度，說明干燥20min，線圈浸水后比浸水前更干燥。

2.2表面電阻測量法

兩組線圈浸水前、浸水干燥后的表面電阻值如下表3示。

從表3數據可以看出：1#線圈組浸水干燥后的表面電阻值比浸水前表面前阻值略小，說明線圈浸水作業后并未完全干燥（與浸水前相比）;2#線圈組浸水干燥后的表面電阻值遠高于浸水前表面電阻值，說明線圈已完全干燥（與浸水前相比）。

3 結論與應用

試驗表明，溫濕度檢測法和表面電阻測量法均可作為線圈浸水作業后的干燥檢測。溫濕度檢測法時間較長，且受環境、密封程度影響較大。表面電阻測量法雖然也受環境溫度計濕度影響較大，但其測量時間短，且線圈制造是在干凈、相對恒溫、恒濕的環境中進行，可作為首選檢測方案。

2021年我司購買線圈自動浸烘設備代替手工浸水作業，設備投入使用前采用上述兩種干燥驗證方法進行工藝驗證，根據產品結構的不同確定了合理的干燥時間（節拍），通過線圈嵌線、浸漆后各項性能指標檢測，完全滿足要求，取得良好效果。目前設備已正式投產運行。

參考文獻：

[1]GB/T3048.16-2007 電線電纜電性能試驗方法第16部分：表面電阻試驗

作者簡介：

裴曉梅，女，1976年生，山西永濟人，1999年畢業于重慶大學，本科學歷，高級工程師，主要負責電機線圈成型與絕緣工藝研究工作。