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新闻主题	柴油发电机组耐交流电压试验方法和操作规定

 

摘要：交流耐压试验是对柴油发电机组绝缘外加交流试验电压，该试验电压比设备的额定工作电压要高，并持续一定的时间（一般为1分钟）。交流耐压试验是一种最符合柴油发电机组的实际运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重要的手段。因此，交流耐压试验是各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。但是，交流耐压试验也有缺点，它是一种破坏性的试验；同时，在试验电压下会引起绝缘内部的累积效应。因此，对试验电压值的选择是十分慎重的，对于同一设备的新旧程度和不同的设备所取的数值是不同的，应按照《大型高压交流电机定子绝缘耐电压试验规范》JB 6204—1992标准执行。

 

一、耐压试验标准

 

1、耐电压试验的要求

      根据《大型高压交流电机定子绝缘耐电压试验规范》JB 6204—1992标准，以下方法适用于同步发电机、同步调相机和交流电动机定子线圈及绕组绝缘对地交、直流耐电压试验。不适用于无溶剂整体浸渍型和防爆安全型大型交流电机。

（1）试验电压频率应为50Hz，波形尽可能接近正弦波。试验时施加的电压应从不超过试验电压全值的一半开始，然后，以不超过全值的5%均匀地或分段地增加至全值，试验电压自半值增加至全值的时间应不少于10s。在全值电压下，其试验时间应持续1min，然后迅速降到全值的50%以下，再断开电源。

（2）线圈耐电压试验时，对未防晕的线圈，其值线部位应包以锡箔或铝箔(或放入模拟铁芯)。包扎长度对于电机额定电压在3kV及以下的线圈为铁芯长加10mm，对3kV以上的线圈为铁芯长加20mm。对防晕的线圈，其耐电压试验应在防晕处理后进行，试验时，允许利用低阻层作接地电极，但需多点接地。

（3）耐电压试验时，电压应施加于绕组与机壳之间，此时不参与试验的绕组、测温元件及铁芯等均应与机壳连接并接地。

（4）电机如需要进行超速、偶然过电流、短时过转矩及短路机械强度试验时，出厂耐电压试验应在这些试验后进行；如需要进行温升试验，则耐压试验应在温升试验后立即进行。

（5）电机在装配后进行工频交流耐电压试验前，应用相应的兆欧表测量绕组的绝缘电阻。冷态下测得的绝缘电阻值按电机的额定电压计算应不低于1MΩ／kV。

2、工频交流耐电压试验电压(有效值)

（1）耐电压试验采用符号及单位规定如下：

      P为电机的额定功率，发电机：MVA；电动机：MW；调相机：Mvar；

      U为电机绕组的额定电压：kV。

表1    线圈及定子试验电压kV 

（2）完全重绕的绕组，应与新电机一样用全值试验电压作试验。部分重绕的绕组，除成品线圈和线圈下线前阶段的试验电压按全值试验电压外，其他试验阶段的试验电压应为各阶段试验电压的75%。试验前应对未重绕的部分进行清洁和干燥。

（3）同一台电机不应重复进行耐电压试验，但如用户对在制造厂已经进行装配并试验的电机提出要求，允许再进行一次试验。其试验电压应为电机装配后试验电压的80%。

（4）发电机的相间连接线和引出线未与线圈连接和焊接前应进行1min耐电压试验，试验电压为2.5U＋1.0kV。

（5）发电机定子绕组出线端绝缘子在电机制造厂内应单独在空气中进行工频干法耐电压试验，试验电压不低于电机装配后试验电压的1.5倍，历时1min。

（6）对于额定电压24kV以上的电机，试验电压按专门协议。

3、直流耐电压试验并测量泄漏电流

（1）额定功率为10MW(或MVA、Mvar)及以上且额定电压6kV以上的发电机、同步调相机和发电机，在制造厂内应进行3.5U，在安装工地应进行3.0U的1min直流耐电压试验。

（2）直流耐电压试验电压按每级0.5倍额定电压分阶段升高，每一阶段要停留1min，以记录泄漏电流值及其变化。

      出现下述情况之一时，应尽可能找出原因，但不作不合格处理。

① 泄漏电流随时间增大；

② 在2.5U的试验电压下，最大泄漏电流在20μA及以上，各相泄漏电流的差别大于最小值的50%。

 

图1  交流耐压试验电路接线

图2  发电机泄漏电流试验接线图

 

 

二、试验方法

 

1、定子绕组的直流电阻测量

      用QJ44电桥或变压器直阻测试仪测量，试验接线如图3所示。各相或各分支的直流电阻值在校正了由于引线长度不同而引起的误差后相互间差别以及与历史测量值比较：相差不得大于最小值的1.5%，如大于1%时，应引起注意。

      在测量时的温度不同情况下对绝缘电阻应进行温度换算。换算公式如下

Rc＝KTRT (1-1)

KT＝0.5(40－T)/10

式中，Rc一一修正到40℃的绝缘电阻，MΩ；

KT一一温度修正系数；

 

RT一一测量的绝缘电阻。

2、定子绕组交直流耐压前绝缘电阻、吸收比测量

      用兆欧表分相测量，非被测相应可靠接地。如在相近试验条件下，绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3以下时，应查明原因。各相间不平衡系数不应大于2，吸收比应大于1.3。

3、定子绕组直流耐压和直流泄漏试验

（1）试验前定子线圈应充分放电

（2）直流耐压前应进行空载分段加压试验并测量空载电流值。

（3）应分相进行试验，非被试验相应可靠接地。试验电压按每级0.5Un分段升高，间隔1分钟。

（4）泄漏电流值的不平衡系数不能大于2，在同电压等级下的泄漏电流不应随时间延长而增大。

（5）每相试验结束后应注意断开电源，放电。

4、定子绕组交流耐压试验

（1）检查接线、表计倍率等是否正确。

（2）分相进行耐压试验，非被试相应可靠接地。按规范进行升压，时间1分钟。读取电容电流值，加压过程中严密监测各表计及被试设备，如发生设备击穿、放电或其它异常情况应立即停止加压，并断开试验电源。

5、定子绕组耐压后绝缘电阻吸收比测量

（1）绝缘电阻值与耐压前相比误差不能大于30%。

（2）定子绕组的直流电阻测试，相间差别与初次测量值比较，相差不得大于最小值的1.5%

6、串级式高压发电机交流耐压试验

      在交接、大修、局部更换绕组以及常规试验时，均可进行此项试验。用0.1Hz超低频对电机进行耐压试验，对发电机端部绝缘的缺陷比工频耐压试验更有效。其原因是在工频电压下，由于从线流出的电容电流在流经绝缘外面的半导体防晕层时造成了较大的电压降，因而使端部的中试控股线绝缘上承受的电压减小；中试控股而在超低频情况下，此电容电流大大减小了，半导体防晕层上的压降也大为减小，故端部绝缘上电压较高，便于发现缺陷。

 

图3  发电机绕组绝缘电阻试验接线示意图

图4  发电机高压串级式试验示意图

 

三、注意事项及结果分析

 

1、操作规定

（1）试验前应了解柴油发电机组的非破坏性试验项目是否合格，一殷应在所有非破坏试验项目全部做完，且合格以后才做交流耐压试验，若有缺陷或异常，应在排除缺陷（如受潮时要干燥）或异常后再进行试验。

（2）试验现场应围好遮栏，挂好标志牌，并派专人监视。

（3）试验前应将柴油发电机组的绝缘表面擦拭干净。对多油设备应按有关规定使油静止一定时间，如大容量变压器，应使油静止12-20小时，3~10kV变压器，应使油静止5~6小时后再做试验。

（4）调整保护球隙，使其放电电压为试验电压的105%~110%，连续试验三次，应无明显差别，并检查过流保护装置动作的可靠性。

（5）根据试验接线图接好线后，应由专人检查，确认无误（包括引线对地距离、安全距离等）后方可准备加压。

（6）加压铅要检查调压器是否在“零位”，若在“零位”方可加压，而且要在高呼“加高压”后才能实施操作。

（7）升压过程中应监视电压表及其他表计的变化，当升至0.5倍额定试验电压时，读取柴油发电机组的电容电流；当升至额定电压时，开始计算时间，时间到后缓慢降下电压。

（8）对于升压速度，在1/3试验电压以下可以稍快一些，其后升压应均匀，约按每秒3%试验电压升压，或升至额定试验电压的时间为10~15秒。

（9）实验中若发现表针摆动或柴油发电机组、实验设备发出异常响声、冒烟、冒火等，应立即降下电压，在高压侧挂上地线后，查明原因。

（10）柴油发电机组无明显规定者，一般耐压时间为1分钟，对绝缘棒等用具，耐压时间为5min，实验后应在挂上接地棒后触摸有关部位，应无发热现象。

（11）试验电压值要认真确定，特别是发电机的耐压试验，一定要严格监督不要升高到规定值以上。

（12）实验前后应测量柴油发电机组的绝缘电阻及吸收比，两次测量结果不应有明显差别。

2、试验注意事项

（1）必须在柴油发电机组的非破坏性试验都合格后才能进行此项试验，如果有缺陷（例如受潮），应排除缺陷后进行。

（2）柴油发电机组的绝缘表面应擦干净，对多油设备应使油静止一定的时间。

（3）应控制升压速度，在1/3试验电压以前可以快一些，其后应以每秒钟3%的试验电压连续升到试验电压值。

（4）实验前后应比较绝缘电阻、吸收比，不应有明显的变化。

（5）应排除湿度、温度、表面脏污等影响。

（6）试验时，非试验人员严禁进人试验区。试验人员应分工明确、统一指挥、精力高度集中，所有人员距被试发电机的距离都应在1m以上。除控制试验电压的试验人员能切断电源外，还应在其他位置设置可切断电源的装置（例如脚踏开关），并由另一个试验人员控制，以确保试验人员的人身安全。

（7） 试验前应对试验接线进行详细检查，造成试验仪器或设备损坏。

（8）试验开始前未做好防止其他人员闯入试验现场的安全措施、试验后未停掉试验仪器电 源并对试验设备充分放电或单独一人进行高压试验，造成人员触电伤害

（9）在试验过程中不严格按照试验标准进行试验分析，造成试验结果测量不准。

（10） 试验人员检查试验仪器正常及试验接线正确后方可再进行试验。

（11）试验后必须停掉试验仪器电源并对试验设备充分放电后方可接触试验设备并确保至少由两人以上进行高压试验工作。

（12）试验人员在试验过程中必须严格按照《电气设备预防性试验规程》标准进行试验分析。

3、结果分析

（1）绝缘击穿的判定，参考电路如图5所示；

（2）过流保护动作跳闸；

（3）发电机内部有放电响声；

（4）闻到有又烧焦气气味或发现冒烟等；

（5）电压表指示剧烈摆动或电压值下降；

（6）电流表的指示急剧增加；

（7）正弦振荡波形和非振荡波形，如图6所示。

       发现上述情况，可能是发电机的绝缘要击穿或已经击穿，必须及时采取应急措施并找出原因。

防止误判断：若电源电压稍微升高，电流急剧增加，意味将要产生串联谐振，若电源电压略微升高，而电流反而下降，说明将要产生并联谐振，串并联谐振引起的现象可能引起误判断并造成错误操作。

 

图5  发电机绝缘电阻击穿等值电路

图6  发电机绝缘电阻非振荡正弦波形图

 

总结：

      在发电机试验过程中，如果发现电压表指针摆动很大，电流表指示急剧增加，绝缘烧焦味或冒烟，发电机发出响声等异常现象时，应立即降低电压，断开电源，对被试绕组进行放电后再检查绕组，发现问题及时处理，合格后再试。总之，只要我们掌握了上述耐压试验的要点，合理分析，准确判断发电机是否符合标准数值，交付给用户满意、质量合格的产品。

 

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