关于高压电动机预防性试验的几点思考

周越

（安徽省淮南市淮浙煤电凤台发电分公司安徽凤台232100）

关于高压电动机预防性试验的几点思考

周越

（安徽省淮南市淮浙煤电凤台发电分公司安徽凤台232100）

高压电动机的预防性试验是保证电机运行稳定性、安全性的重要措施。通过试验可以掌握电机的绝缘情况，及时发现绝缘缺陷，以便于及时进行维护和检修，防止电机绕组在运行中被击穿，从而发生事故。交、直流耐压试验是破坏性试验，能有效地揭露危害性较大的集中性缺陷，成为是电机预防性试验不可缺少的环节。同时，交、直流耐压以其性质的差异在试验中担负着不同作用。

电动机；绝缘；直流耐压；交流耐压

1 高压电动机预防性试验项目及其标准

1.1 绕组的绝缘电阻和吸收比

（1）额定电压3000V以下者，室温下不应低于0.5MΩ。

（2）额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于UnMΩ（取Un的千伏数，下同）；投运前室温下（包括电缆）不应低UnMΩ。

（3）转子绕组不应低于0.5MΩ。

1.2 绕组的直流电阻

（1）3kV及以上或100kW及以上的电动机各相绕组直流电阻值的相互差别不应超过最小值的2%；中性点未引出者，可测量线间电阻，其相互差别不应超过1%。

（2）应注意相互间差别的历年相对变化。

1.3 定子绕组泄漏电流和直流耐压试验

（1）试验电压：全部更换绕组时为3Un；大修或局部更换绕组时为2.5Un。

（2）泄漏电流相间差别一般不大于最小值的100%，泄漏电流为20μA以下者不作规定。

1.4 定子绕组的交流耐压试验

（1）大修时不更换或局部更换定子绕组后试验电压为1.5Un，但不低于1000V。

（2）全部更换定子绕组后试验电压为（2Un+1000）V，但不低于1500V。

1.5 耐压后绕组的绝缘电阻和吸收比

（1）额定电压3000V以下者，室温下不应低于0.5MΩ。

（2）额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于Un（MΩ）（取Un的千伏数，下同）；投运前室温下（包括电缆）不应低于Un（MΩ）。

2 高压电机的绝缘测量

2.1 为何高压电机测绝缘需要测吸收比甚至有的还要测极化指数

某些单一材质的绝缘物体（如：塑料、瓷等）在直流电压作用下，其电导电流瞬间即可达到稳定值，所以测绝缘时很快达到稳定值。但对于发电机、变压器、电动机、电缆等电器设备，它们的绝缘是由复合介质构成。在直流电压作用下，会产生多种极化现象。极化开始时电流很大，随着加压时间的增大，电流衰减至电导电流，这种现象称为吸收现象。

在整个充电过程中，衰减最快的电流称为电容电流i1，它由于弹性极化所产生，弹性极化建立很快，电荷移动迅速，电流也很大，持续时间也很短，并且无能量损耗；而随时间缓慢变化的电流称为吸收电流i2，它是由于松弛极化所产生，而且更多是由于夹层极化，衰减时间比较慢，并伴有能量损耗；最后不随时间变化的稳定电流是由介质的电导所决定的称为电导电流i3。

而设备的容量愈大，吸收现象愈明显。正是由于吸收、极化衰减到稳定值需要时间，所以在测试绝缘电阻和泄漏电流时要规定时间，一般用60s时所读取的绝缘电阻值与15s时的绝缘电阻比值，也就是吸收比来反映介质的电流吸收全过程，而有些更大容量设备由于极化、吸收时间更长，则选择600s时的绝缘电阻值与60s时的绝缘电阻的比值，也就是极化指数来反映（见图1）。

2.2 影响绝缘电阻有哪些因素

图1

2.2.1 温度

温度对绝缘电阻影响较大，一般绝缘电阻随温度上升而减小。由于温度上升，电介质中极化加剧，电导增加，致使绝缘降低。

2.2.2 湿度

绝缘表面吸附潮气，形成水膜，绝缘降低。

2.2.3 放电不充分

测绝缘后，对被试品应充分放电，否则再次测量由于残电影响，充电电流和吸收电流比第一次小，造成吸收比减小，绝缘增大的虚假现象。

3 直流耐压、交流耐压试验及其之间的关系

3.1 直流耐压试验

试验回路一般是由自耦调压器、试验变压器、高压二极管和测量表计组成半波整流试验接线。

图2

3.2 在对电气设备做直流耐压试验时，为何所加的直流电压多采用负极性

（1）在极不均匀的电场中，气体的击穿电压与电极所带电荷的极性有很大的关系。在同一棒对板的间隙中，棒带负电时的击穿电压比带正电时要高一倍多。即在不均匀的电场中，棒对板间隙的放电电压与棒电压极性的关系：负棒时起晕电压低。

（2）在直流高压的试验中，检验设备的绝缘主要以其所含的潮气和水分是影响绝缘好坏的关键，由于水分有电渗析现象（即水分子在电场中具有正离子的性质），测试时，高压都施加在带电部件，由于高压是负极性的，因此，水份易吸附在高压极附近，从而容易检测出被测物的缺陷。

简单来说：电力系统中雷电过电压多为负极性。考虑水的弱电负性，施加负极性电压时更易于发现受潮缺陷负极性电压易于放电（助于更容易发现绝缘缺陷），不易击穿（被试品相对安全）；正极性电压不易放电，易于击穿。

3.3 交流耐压试验（见图3）

3.4 直流耐压和交流耐压为何不能互相替代

（1）交流耐压试验：电导电流、电容充放电电流、吸收电流一直存在，因而反映的是介质中电容绝缘情况。直流耐压试验：电容电流、吸收电流只在试验初始产生，只有电导电流一直存在，因而反映的是介质中电阻绝缘情况。

（2）电机对地电容较大，而电容隔直通交，因而交流耐压需要容量较大的设备，而直流耐压试验时稳定后提供的电流只有电导电流。

（3）交流耐压破坏性大：①交流耐压过程中一直存在极化损耗；②交流耐压由于电压不断改变方向，因而如气隙放电后每个半波里都会发生局部放电，这种放电往往造成有机绝缘材料的分解、老化变质、从而降低绝缘性能，使局部缺陷逐渐扩大。

图3

（4）直流耐压根据三相电流与电压的伏安特性曲线可以有效判断绝内部的集中性曲线。而交流耐压电容电流比电导电流大很多倍，由缺陷引起的泄露电流增加对于总电流是很微小的。

（5）直流耐压不如交流更实际，交流耐压能够更好地模拟电机绝缘在实际运行中承受的过电压情况。

（6）交流耐压试验更容易发现电机槽部和槽口的缺陷，直流耐压试验更容易发现电机端部缺陷。因为定子绕组端部与绝缘表面间存在分布电容，在交流耐压时，绕组端部的电容电流沿绝缘表面流向定子铁芯，在绝缘表面沿电容电流的方向产生了显著的电压降，因此离铁芯较远的端部导线与绝缘表面间的电位差便减小，不能有效地发现离铁芯较远的绕组端部绝缘缺陷。而在直流耐压试验时，不存在电容电流，沿绝缘表面没有显著的电压降，使得端部主绝缘上的电压分布均匀，因而在端部各段上所加的直流试验电压都比较高，容易发现端部绝缘的局部缺陷。

4 电机试验安全注意事项

（1）试验设备的布置要紧凑合理，连接要短、高压试验线最好用屏蔽接线，与非被试设备及地要有足够的距离，接地线要保证牢固可靠，实验前可用万用表测量确认。

（2）耐压前耐压装置一定要归0。直流耐压加压速度均匀缓慢，每升0.5倍的被试电压时待电流稳定记录泄露电流后再升压；降压时速度不宜太快，以免反向电势对试验设备造成伤害。而交流耐压升压必须从开始，不可冲击合闸，升压速度在40℅试验电压内不受限制，其后应均匀升压（当耐压时间到达蜂鸣器报警时，应先降压，再复位）。

（3）对于中性点可以拆开的电机绕组，进行绝缘测量、交、直流流耐压，需要将被试绕组首尾短接，非被试相短接接地。

（4）先进行直流耐压，再进行交流耐压。

（5）直流耐压后对被试品务必放电充分，放电时间大于充电时间。

[1]李建明，朱康.高压电气设备试验方法第二版.北京：中国电力出版社.

[2]《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996）.

TM307

A

1004-7344（2016）30-0144-02

2016-10-7