JB/T 7589-2007 高压电机绝缘结构耐热性评定方法

ICS 29.160.30K 22备案号: 20383- 2007JB中华人民共和国机械行业标准JB/T 7589- -2007代替JB/T 7589- -1994高压电机绝缘结构耐热性评定方法Thermal evaluation methods of insulation systems for high-voltageelectrical machines2007-03-06发布2007-09-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布JB/T 7589- -2007目次1范围2规范性引用文件.3高压电机框式线圈绝缘结构耐热性评定方法 ...3.1试样 .......3.2热老化试验 ......3.3 诊断试验3.4分析、 报告和定级4高压电机条式线圈绝缘结构耐热性评定方法4.1试样......4.2 热老化试验......4.3 诊断试验.4.4分析、 报告和定级.......5高压电机对地绝缘热寿命和耐热等级的快速评定方法.5.2试验设备及要求 ......5.3试样制备 .5.4试验方法.5.5试验结果的计算，附录A (资料性附录)成型模型线圈结构(示例) .......图A.1典型槽装配图图A.2典型槽装配图表2建议的温度 和老化分周期JB/T 7589- -2007前言本标准代替JB/T 7589--1994《高压电机绝缘结构耐热性评定方法》。本标准与JBT 7589- 1994 相比，主要变化如下: .-一--增加了前言;-一-增加了第 2章“规范性引用文件”:一-将“第一篇..”、“第二篇..”、“第三篇..”改成章目录:-3.1.1中“10MW、7kV"改成“50MW、15kV";--增加 3.1.3“质量保证试验”和3.1.4“初始诊断试验”;- - - 3.3.3中2UN试验电压明确为对地试验电压，并取消匝间电压试验;---4.1.1 中“实际电机线圈”改为“实际电机线棒”;---4.3.3中耐电压试验时间为1min改为10min;-5.5.2中热寿命方程中寿命L改为工。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(SACTC26) 归口。本标准负费起草单位:上海电器科学研究所 (集团)有限公司。本标准参加起草单位:哈尔滨大电机研究所、山东齐鲁电机制造有限公司、苏州巨峰绝缘材料有限公司。本标准主要起草人:邵爱凤、朱玉珑、隋银德、魏景生、徐伟红、李锦梁。本标准所代替标准的历次版本发布情况:一-JB/T 7589- -1994。mJB/T 7589- -2007高压电机绝缘结构耐热性评定方法1范围本标准规定了高压电机(3kV及以上)绝缘结构耐热性评定方法。本标准规定的耐热性评定方法是以被试结构与具有实际运行经验的参考结构在同样试验条件下相对比较为基础的。本标准适用于高压电机绝缘结构的耐热性评定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 11026.4确定电 气绝缘材料耐热性的导则第4部分:老化烘箱单室烘箱 (GB/T 11026.4- 1999，idt IEC 60216-4-1: 1990)GB/T 17948- 2003 旋转电机绝缘结构功能性评定 总则(IEC 60034-18-1: 1992, IDT)3高压电机框式线 圆绝缘结构耐热性评定方法3.1试样3.1.1试样结构试样可以是实际电机上使用的框式线圈，也可以是模型线圈或线棒。若是模型线圈或线棒，则必须能充分体现实际框式线圈基本组合的特性。采用本标准进行评定的试样，其使用的绝缘材料和组件，应当首先进行适当的筛选。必须指出，单- -绝缘材料和组件的热寿命并不等同于绝缘结构的热寿命。附录A是--种典型模型线圈组合结构图,这种尺寸的模型线圈常用于评定50MVA、15kV 及以下的高压电机绝缘结构。3.1.2试样数量为了获得有效的统计数据，对每个绝缘结构在每个老化温度下宜采用足够数量的试样进行老化试验，该数量不能少于五个。.3.1.3质量保证试验在开始第一一个热老化分周期前,应对试样外观进行肉眼观察检查和常规电性能试验检查,只有通过检查的试样，才能投人热老化试验。3.1.4初始诊断试验在开始第-个热老化分周期前，每个完整的试样应进行试验规程规定的全部诊断试验。3.2热老化试验3.2.1老化温 度和试验周期试样的热老化至少应在三个温度点进行。绝缘结构的耐热等级与等级温度的关系见表1。表1耐热等级等级温度耐热等级05120JB/T 7589- -2007表1(续)等级温度耐热等级1301S5H180200老化温度与老化分周期的选择按表2 (GBT 17948)的规定。表2建议的温 度和老化分周期老化分周期天数预期等级温度105C120'C130'C155C180C200C1<1A≤12112121 12170 18185 195| 195 205220 230245 255 265 27 51~2老化温度的160 17075 185 185 195210220| 235 245 255 2652~3.I50 160165 175175 185200 21225235 245 2554~6建议范围140 15(155 165| 165 175190 200 215 225| 235 2457~ 101p130 140145 15555 165180 190205215| 225 23 ;14~21°C20 130135 145 .145 155170180195 205| 215 22528~ -35110 120125 135 135 14560 170| 185 195 205 21545~60必须保证最低老化温度点的试样寿命不低于5 000h,最高温度点的试样寿命不低于100h,两个相邻温度点的温度间隔应为20K或20K以上,如果试验在三个以上温度点进行，则温度间隔不应小于10K。对每一-温度点的老化分周期(天数)的选择，应考虑大致能使试样在10个周期左右寿终破坏(按表2选择温度与老化分周期，实际经验表明一般试样寿命在10周期左右)。3.2.2热老化烘箱用热老化烘箱对试样加热是既方便又经济的方法。但烘箱内必须能保持恒定的温度和均匀的温度分布，同时应保证在烘箱中的分解产物能及时地被通风带走。本标准要求烘箱温度在180C以下时，其波动范围为士2C，在180C ~300C时，其波动范围为士3C (GBT 11026.4)。3.2.3热老化程序热老化周期开始，试样应直接放人已达到设定温度的烘箱内，并开始计时。热老化周期结束，试样应立即从烘箱内取出放人室温环境，或用其他方式冷却到室温，然后开始诊断试验。3.3 诊断试验3.3.1机械振动试验机械振动试验应在室温下的振动台上进行，试验时不在试样上施加电压。首选振幅为峰-峰0.2mm或0.3mm，相应的试验频率分别为60Hz和50Hz,该量值对应于大约1.5g的加速度( 15m/s3),振动时间为1h。3.3.2常规潮湿试验常规潮湿试验是将试样放人温度在室温(15'C~35"C) 范围、相对湿度在95%以上的潮湿环境中至少48h,该环境必须保证能使试样上有可见凝露。3.3.3耐电压试验耐电压试验应在潮湿试验之后立即进行。此时试样应保持潮湿并大致保持在室温。如果因试样表面水分存在而使试验电压不能施加，可以在施加电压前将水分擦去。JB/T 7589- -2007试验电压应为工频电压，其频率范围在49Hz~ 62Hz之间。试验电压应施加在试样导体与试样框架(接地)之间，如有必要，也可施加在线圈导体与另- -线圈导体及匝与匝之间。对地试验电压的数值为2UN (UN为该绝缘结构的预期电压等级)，试验时间为10min.耐电压试验中试样的任何对地、匝间、层间的击穿都认为是整个试样的破坏，并作为试样寿终的判据。3.4分析、 报告和定级每一试样的寿终时间应取其最后两个周期的中间值(例如该试样在第十一周期击穿，则其寿终时间取10.5周期)。热老化中每一 -个试样在每-老化温度点上的寿命小时数均应记录，并以热老化温度(用热力学温度表示，单位为K)的倒数为横坐标值，以其寿命小时数的对数值为纵坐标值，进行线性回归分析，作出阿仑尼乌斯热寿命图。阿仑尼乌斯图可适当外推，但外推时不应大于最低温度点25C。在阿仑尼 乌斯图上，以20 00为纵坐标所对应的横坐标温度值即为该绝缘结构的等级温度。按表1的规定，取该等级温度相邻的较低的附热等级为其耐热等级。例如岩该结构的等级温度为139C,则其耐热等级为B级。报告上要记录下试验的所有相关细节，包括下述各项:-引用的国家标准和IEC试验标准;一被试绝缘结构 (基准结构和待评结构)的描述;每种绝缘结构的老化温度和老化分周期;-每种绝缘结构采用的诊断试验项目，包括应用试验或应力水平;试样的结构;每种绝缘结构在每一温度下的试样数量;-烘箱类型及其他设备情况:一单一试样的失效时间 和失效模式;一阿仑尼 乌斯方程及热寿命图;--耐热等级。4高压电机条式线圈绝缘结构耐热性评定方法4.1试样4.1.1试样结构试样可以是实际电机线櫸，也可以是模拟线棒。若是模拟线棒，则必须能体现实际线圈绝缘结构的主要部分，并且其使用材料、绝缘规范和工艺过程应和生产制造过程相同。试样应按规程进行防晕处理，试验电极需用3mm钢板将线棒两侧夹紧，线棒的上下窄面需用半导体垫条楔紧。4.1.2试样数量 .同3.1.2。4.1.3质量保证试验同3.1.3.4.1.4初始诊断试验同3.1.4。4.2热老化试验同3.2.4.3诊断试验4.3.1机械振动试验JB/T 7589- -2007同3.3.1.4.3.2常规潮湿试验同3.3.2。4.3.3耐电压试验耐电压试验应在潮湿试验之后立即进行。试验电压应施加在线棒的导体与钢夹板之间。试验电压的数值为2UN.试验时间为10min。耐压试验中线棒任何部位的击穿均被认为是婆个试样的破坏，并作为试样寿终的判据。4.4分析、 报告和定级同3.4。5高压电机对地绝缴热寿命和耐热等级的快速评定方法5.1内容和范围本方法用常规老化试验求取高压电机模型线圈单点热寿命值，用仪器分析法求取热寿命曲线的斜率，从而得到寿俞曲线，将曲线外推以确定高压电机模型线圈对地绝缘的热寿命利耐热等级。5.2试验设 备及要求常规老化试验用的设备有烘箱、振动台、溜湿试验箱和耐电压试验装置。这些设备应能符合第3章常规老化试验的技术要求。仪器分析所用的设备有逸气分析仪和气相色谱仪，这些设备要求能匀速升降温，并在浓度为(1~105) x I0~5的逸出气体范围内，保证有1 00mV●mL/mg灵敏度。5.3试样制备常规老化试验用的试样为待评的绝缘结构的模拟定子线闔或线棒。仪器分析法所用的试样取自线图直线部分的主绝缴,将其加工成粉末，细度要求为100目~200目。5.4试验方法5.4.1模型线圈单点常规老化试验模型线圆单点常规老化试验按若干个相同的周期连续进行，直至试样损坏为止,每一-周期的试验顺序为热驟露-机械振动试验一常规潮湿试验- -附电压试验。5.4.1.1热曝露试样在烘箱内的热糜露温度与时间按表2选择，建议选择的温度的老化周期天数在1天~2天或2天~3天。5.4.1.2机械振动试验5.4.1.3常规潮湿试验5.4.1.4 耐电压试验同3.3.3或4.3.3.5.4.2用逸气分析一- 气相色谱仪求热寿 命方程的斜率5.4.2.1试样的预处理取试样粉末约150mg,置于- -金属小盒之中，在流动的氮气气氛中从室温升至250C后保温lh,再降温到室温。5.4.2.2逸出气体量的测定将处理过的试样置于分析仪的加热炉中，调节空气流量到30mL/min.加热炉以2C/mnin的速率升温。约在到达预期等级温度时开始测量，每隔15'C~20C测一点， 至少测得四组数据，在每-测量点应保持该点温度5min后再测量.测量时用分析仪的转换开关将逸出气体导人气相色谱仪中。气相色谱仪的JB/T 7589- -2007不锈钢柱内应充填60目~80目的活性炭。色谱仪应能自动记录逸出气体量，温度控制的精度为土1C。5.5 试验结果的计算5.5.1模型线圈 单点常规老化寿命模型线圈单点常规老化寿命时间取各试样损坏时间的中值或平均值。5.5.2热寿命方程斜率的计算以各测量点温度(用热力学温度表示，单位为K)的倒数为横坐标，相应的逸出气体量为纵坐标作图，用回归分析法作出直线，其斜率即为热寿命方程lgr=A+ BIT (r为寿命小时数，T为热力学温度，A为常数)的斜率B.5.5.3等级温 度或热寿命计算将上述已知的单点寿命和斜率值代人寿命方程，求取热寿命曲线，再将曲线延长外推，即可求得高压电机模型线閽的等级温度或热寿命。.JB/T 7589- -2007附录A(资料性附录)成型模型线圆结构(示例)图A.1和图A.2表示典型的槽装配图。406拼接.1912-O14026 I折穿过日在②上钻12个1Imm的孔，川⑥和⑦装配| 0F图A.1典型槽装配图6JB/T 7589- -2007每块，上钻两个Ilmm的孔_ 19以用9.5mm x22mm六角螺栓固定R(=6)3950°- R(=0.8). 13max320@365图A.2典型槽装配图