新聞主題	柴油發電機組耐交流電壓試驗方法和操作規定

 

摘要：交流耐壓試驗是對柴油發電機組絕緣外加交流試驗電壓，該試驗電壓比設備的額定工作電壓要高，并持續一定的時間（一般為1分鐘）。交流耐壓試驗是一種最符合柴油發電機組的實際運行條件的試驗，是避免發生絕緣事故的一項重要的手段。因此，交流耐壓試驗是各項絕緣試驗中具有決定性意義的試驗。但是，交流耐壓試驗也有缺點，它是一種破壞性的試驗；同時，在試驗電壓下會引起絕緣內部的累積效應。因此，對試驗電壓值的選擇是十分慎重的，對于同一設備的新舊程度和不同的設備所取的數值是不同的，應按照《大型高壓交流電機定子絕緣耐電壓試驗規范》JB 6204—1992標準執行。

 

一、耐壓試驗標準

 

1、耐電壓試驗的要求

      根據《大型高壓交流電機定子絕緣耐電壓試驗規范》JB 6204—1992標準，以下方法適用于同步發電機、同步調相機和交流電動機定子線圈及繞組絕緣對地交、直流耐電壓試驗。不適用于無溶劑整體浸漬型和防爆安全型大型交流電機。

（1）試驗電壓頻率應為50Hz，波形盡可能接近正弦波。試驗時施加的電壓應從不超過試驗電壓全值的一半開始，然后，以不超過全值的5%均勻地或分段地增加至全值，試驗電壓自半值增加至全值的時間應不少于10s。在全值電壓下，其試驗時間應持續1min，然后迅速降到全值的50%以下，再斷開電源。

（2）線圈耐電壓試驗時，對未防暈的線圈，其值線部位應包以錫箔或鋁箔(或放入模擬鐵芯)。包扎長度對于電機額定電壓在3kV及以下的線圈為鐵芯長加10mm，對3kV以上的線圈為鐵芯長加20mm。對防暈的線圈，其耐電壓試驗應在防暈處理后進行，試驗時，允許利用低阻層作接地電極，但需多點接地。

（3）耐電壓試驗時，電壓應施加于繞組與機殼之間，此時不參與試驗的繞組、測溫元件及鐵芯等均應與機殼連接并接地。

（4）電機如需要進行超速、偶然過電流、短時過轉矩及短路機械強度試驗時，出廠耐電壓試驗應在這些試驗后進行；如需要進行溫升試驗，則耐壓試驗應在溫升試驗后立即進行。

（5）電機在裝配后進行工頻交流耐電壓試驗前，應用相應的兆歐表測量繞組的絕緣電阻。冷態下測得的絕緣電阻值按電機的額定電壓計算應不低于1MΩ／kV。

2、工頻交流耐電壓試驗電壓(有效值)

（1）耐電壓試驗采用符號及單位規定如下：

      P為電機的額定功率，發電機：MVA；電動機：MW；調相機：Mvar；

      U為電機繞組的額定電壓：kV。

表1    線圈及定子試驗電壓kV 

（2）完全重繞的繞組，應與新電機一樣用全值試驗電壓作試驗。部分重繞的繞組，除成品線圈和線圈下線前階段的試驗電壓按全值試驗電壓外，其他試驗階段的試驗電壓應為各階段試驗電壓的75%。試驗前應對未重繞的部分進行清潔和干燥。

（3）同一臺電機不應重復進行耐電壓試驗，但如用戶對在制造廠已經進行裝配并試驗的電機提出要求，允許再進行一次試驗。其試驗電壓應為電機裝配后試驗電壓的80%。

（4）發電機的相間連接線和引出線未與線圈連接和焊接前應進行1min耐電壓試驗，試驗電壓為2.5U＋1.0kV。

（5）發電機定子繞組出線端絕緣子在電機制造廠內應單獨在空氣中進行工頻干法耐電壓試驗，試驗電壓不低于電機裝配后試驗電壓的1.5倍，歷時1min。

（6）對于額定電壓24kV以上的電機，試驗電壓按專門協議。

3、直流耐電壓試驗并測量泄漏電流

（1）額定功率為10MW(或MVA、Mvar)及以上且額定電壓6kV以上的發電機、同步調相機和發電機，在制造廠內應進行3.5U，在安裝工地應進行3.0U的1min直流耐電壓試驗。

（2）直流耐電壓試驗電壓按每級0.5倍額定電壓分階段升高，每一階段要停留1min，以記錄泄漏電流值及其變化。

      出現下述情況之一時，應盡可能找出原因，但不作不合格處理。

① 泄漏電流隨時間增大；

② 在2.5U的試驗電壓下，最大泄漏電流在20μA及以上，各相泄漏電流的差別大于最小值的50%。

 

圖1  交流耐壓試驗電路接線

圖2  發電機泄漏電流試驗接線圖

 

 

二、試驗方法

 

1、定子繞組的直流電阻測量

      用QJ44電橋或變壓器直阻測試儀測量，試驗接線如圖3所示。各相或各分支的直流電阻值在校正了由于引線長度不同而引起的誤差后相互間差別以及與歷史測量值比較：相差不得大于最小值的1.5%，如大于1%時，應引起注意。

      在測量時的溫度不同情況下對絕緣電阻應進行溫度換算。換算公式如下

Rc＝KTRT (1-1)

KT＝0.5(40－T)/10

式中，Rc一一修正到40℃的絕緣電阻，MΩ；

KT一一溫度修正系數；

 

RT一一測量的絕緣電阻。

2、定子繞組交直流耐壓前絕緣電阻、吸收比測量

      用兆歐表分相測量，非被測相應可靠接地。如在相近試驗條件下，絕緣電阻值降低到歷年正常值的1/3以下時，應查明原因。各相間不平衡系數不應大于2，吸收比應大于1.3。

3、定子繞組直流耐壓和直流泄漏試驗

（1）試驗前定子線圈應充分放電

（2）直流耐壓前應進行空載分段加壓試驗并測量空載電流值。

（3）應分相進行試驗，非被試驗相應可靠接地。試驗電壓按每級0.5Un分段升高，間隔1分鐘。

（4）泄漏電流值的不平衡系數不能大于2，在同電壓等級下的泄漏電流不應隨時間延長而增大。

（5）每相試驗結束后應注意斷開電源，放電。

4、定子繞組交流耐壓試驗

（1）檢查接線、表計倍率等是否正確。

（2）分相進行耐壓試驗，非被試相應可靠接地。按規范進行升壓，時間1分鐘。讀取電容電流值，加壓過程中嚴密監測各表計及被試設備，如發生設備擊穿、放電或其它異常情況應立即停止加壓，并斷開試驗電源。

5、定子繞組耐壓后絕緣電阻吸收比測量

（1）絕緣電阻值與耐壓前相比誤差不能大于30%。

（2）定子繞組的直流電阻測試，相間差別與初次測量值比較，相差不得大于最小值的1.5%

6、串級式高壓發電機交流耐壓試驗

      在交接、大修、局部更換繞組以及常規試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓試驗，對發電機端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更有效。其原因是在工頻電壓下，由于從線流出的電容電流在流經絕緣外面的半導體防暈層時造成了較大的電壓降，因而使端部的中試控股線絕緣上承受的電壓減小；中試控股而在超低頻情況下，此電容電流大大減小了，半導體防暈層上的壓降也大為減小，故端部絕緣上電壓較高，便于發現缺陷。

 

圖3  發電機繞組絕緣電阻試驗接線示意圖

圖4  發電機高壓串級式試驗示意圖

 

三、注意事項及結果分析

 

1、操作規定

（1）試驗前應了解柴油發電機組的非破壞性試驗項目是否合格，一殷應在所有非破壞試驗項目全部做完，且合格以后才做交流耐壓試驗，若有缺陷或異常，應在排除缺陷（如受潮時要干燥）或異常后再進行試驗。

（2）試驗現場應圍好遮欄，掛好標志牌，并派專人監視。

（3）試驗前應將柴油發電機組的絕緣表面擦拭干凈。對多油設備應按有關規定使油靜止一定時間，如大容量變壓器，應使油靜止12-20小時，3~10kV變壓器，應使油靜止5~6小時后再做試驗。

（4）調整保護球隙，使其放電電壓為試驗電壓的105%~110%，連續試驗三次，應無明顯差別，并檢查過流保護裝置動作的可靠性。

（5）根據試驗接線圖接好線后，應由專人檢查，確認無誤（包括引線對地距離、安全距離等）后方可準備加壓。

（6）加壓鉛要檢查調壓器是否在“零位”，若在“零位”方可加壓，而且要在高呼“加高壓”后才能實施操作。

（7）升壓過程中應監視電壓表及其他表計的變化，當升至0.5倍額定試驗電壓時，讀取柴油發電機組的電容電流；當升至額定電壓時，開始計算時間，時間到后緩慢降下電壓。

（8）對于升壓速度，在1/3試驗電壓以下可以稍快一些，其后升壓應均勻，約按每秒3%試驗電壓升壓，或升至額定試驗電壓的時間為10~15秒。

（9）實驗中若發現表針擺動或柴油發電機組、實驗設備發出異常響聲、冒煙、冒火等，應立即降下電壓，在高壓側掛上地線后，查明原因。

（10）柴油發電機組無明顯規定者，一般耐壓時間為1分鐘，對絕緣棒等用具，耐壓時間為5min，實驗后應在掛上接地棒后觸摸有關部位，應無發熱現象。

（11）試驗電壓值要認真確定，特別是發電機的耐壓試驗，一定要嚴格監督不要升高到規定值以上。

（12）實驗前后應測量柴油發電機組的絕緣電阻及吸收比，兩次測量結果不應有明顯差別。

2、試驗注意事項

（1）必須在柴油發電機組的非破壞性試驗都合格后才能進行此項試驗，如果有缺陷（例如受潮），應排除缺陷后進行。

（2）柴油發電機組的絕緣表面應擦干凈，對多油設備應使油靜止一定的時間。

（3）應控制升壓速度，在1/3試驗電壓以前可以快一些，其后應以每秒鐘3%的試驗電壓連續升到試驗電壓值。

（4）實驗前后應比較絕緣電阻、吸收比，不應有明顯的變化。

（5）應排除濕度、溫度、表面臟污等影響。

（6）試驗時，非試驗人員嚴禁進人試驗區。試驗人員應分工明確、統一指揮、精力高度集中，所有人員距被試發電機的距離都應在1m以上。除控制試驗電壓的試驗人員能切斷電源外，還應在其他位置設置可切斷電源的裝置（例如腳踏開關），并由另一個試驗人員控制，以確保試驗人員的人身安全。

（7） 試驗前應對試驗接線進行詳細檢查，造成試驗儀器或設備損壞。

（8）試驗開始前未做好防止其他人員闖入試驗現場的安全措施、試驗后未停掉試驗儀器電 源并對試驗設備充分放電或單獨一人進行高壓試驗，造成人員觸電傷害

（9）在試驗過程中不嚴格按照試驗標準進行試驗分析，造成試驗結果測量不準。

（10） 試驗人員檢查試驗儀器正常及試驗接線正確后方可再進行試驗。

（11）試驗后必須停掉試驗儀器電源并對試驗設備充分放電后方可接觸試驗設備并確保至少由兩人以上進行高壓試驗工作。

（12）試驗人員在試驗過程中必須嚴格按照《電氣設備預防性試驗規程》標準進行試驗分析。

3、結果分析

（1）絕緣擊穿的判定，參考電路如圖5所示；

（2）過流保護動作跳閘；

（3）發電機內部有放電響聲；

（4）聞到有又燒焦氣氣味或發現冒煙等；

（5）電壓表指示劇烈擺動或電壓值下降；

（6）電流表的指示急劇增加；

（7）正弦振蕩波形和非振蕩波形，如圖6所示。

       發現上述情況，可能是發電機的絕緣要擊穿或已經擊穿，必須及時采取應急措施并找出原因。

防止誤判斷：若電源電壓稍微升高，電流急劇增加，意味將要產生串聯諧振，若電源電壓略微升高，而電流反而下降，說明將要產生并聯諧振，串并聯諧振引起的現象可能引起誤判斷并造成錯誤操作。

 

圖5  發電機絕緣電阻擊穿等值電路

圖6  發電機絕緣電阻非振蕩正弦波形圖

 

總結：

      在發電機試驗過程中，如果發現電壓表指針擺動很大，電流表指示急劇增加，絕緣燒焦味或冒煙，發電機發出響聲等異常現象時，應立即降低電壓，斷開電源，對被試繞組進行放電后再檢查繞組，發現問題及時處理，合格后再試。總之，只要我們掌握了上述耐壓試驗的要點，合理分析，準確判斷發電機是否符合標準數值，交付給用戶滿意、質量合格的產品。

 

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