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1、ICS29.160.01K20中华人民共和国国家标准GB/T20833.42021/IEC60034-27-4:2018旋转电机绕组绝缘第4部分：绝缘电阻和极化指数测量Rotatingelectricalmachines-Thewindinginsulation-Part4:Measurementofinsulationresistanceandpolarizationindex(IEC60034-27-4:2018,Rotatingelectricalmachines一Part27-4:Measurementofinsulationresistanceandpolarizationindex
2、ofwindinginsulationofrotatingelectricalmachines,IDT)2021-03-09发布2021-10-01实施国家市场监督管理总局咨国家标准化管理委员会发目次前言III弓I言IV1范围12规范性引用文件13术语和定义14绝缘电阻组成部分及影响因素25极化指数36绝缘电阻的测试37测量结果的说明88绝缘电阻和极化指数极限推荐值99试验报告10附录A（资料性附录）其他直流测试12附录B（资料性附录）直流电的电流分量16附录C（资料性附录）合成树脂绝缘高压绕组的测试结果实例20附录D（资料性附录）利用测试数据作图估算温度修正的斜率参数X24附录E（资料性附录
3、）测试泄漏电流评估相间绝缘电阻25参考文献27图1直流电压试验中绕组绝缘的等效电路图3图2整体绕组测试的连接方式6图3相对地测试的连接方式6图A.IDAR计算结果为1.09时电流和绝缘电阻的测试13图A.250MYA水轮发电机的三相绕组上施加2.5kV阶跃电压后的充电电流和放电电流13图B.1不同电流与时间的关系16图C.1以对数刻度表示清洁干燥绝缘中合成电流与时间的关系20图C.2清洁干燥绝缘中绝缘电阻与时间的关系20图C.3受潮和污染绝缘中合成电流与时间的关系21图C.4受潮和污染绝缘中绝缘电阻与时间的关系21图C.5在干燥清洁表面具有连续端部防晕层绝缘中合成电流与时间的关系23图C.6在
4、干燥清洁表面具有端部防晕层绝缘中电阻与时间的关系23图D.1对数坐标纸上作图估算斜率参数X24图E.1相间测试的连接方式，测试设备不与地相接，也可采用其他相间的组合方式25图E.2使用带有保护连接的测量仪器测量相间泄漏电流26Ikqqw.图E.3使用不带有保护连接的测量仪器测量相间泄漏电流26表1用于修正温度的参数X的值4表2绝缘电阻测量时施加的直流电压范围指导准则7表3基准温度40C时绝缘电阻的最小推荐值9表4高压绝缘结构极化指数的最小推荐值10表D.1不同绕组温度下的绝缘电阻测试结果实例24IIGB/T20833旋转电机绕组绝缘分为4个部分： 第1部分：离线局部放电测量；一第2部分：在线局
5、部放电测量； 第3部分：介质损耗因数测量； 第4部分：绝缘电阻和极化指数测量。本部分为GB/T20833的第4部分。本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC60034-27-4:2018旋转电机第27-4部分：旋转电机定子绕组绝缘电阻和极化指数测量。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T2900.252008电工术语旋转电机(IEC60050-411:1996及AMD1:2007,IDT)本部分做了下列编辑性修改：一为与我国技术标准体系一致，将标准名称改为旋转电机绕组绝缘第4部分：绝缘电阻和极化指数测量。本部分由中国电器工业
6、协会提出。本部分由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归口。本部分起草单位：上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、铜陵精达特种电磁线股份有限公司、山西电机制造有限公司、中车永济电机有限公司、山东华力电机集团股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、哈尔滨大电机研究所、上海电器设备检测所有限公司。本部分主要起草人：张生德、彭春斌、杨创i刘冠芳、王庆东、张跃、高鑫、胡春秀、汪双灿。Ill本部分为旋转电机定子和转子绕组绝缘的绝缘电阻和极化指数的测量提供了指导。文中描述了典型的绝缘电阻特性、影响或改变这些特征的因素，以及这些特征是怎样表明绕组的状态，并且给出了交流和直流旋转电机绕组的
7、绝缘电阻最小可接受值。此说明将取决于绝缘材料的性质一特别是热固性或热塑性类型绝缘。绝缘电阻测量用来评估电气绝缘状态已超过50年。宜跟踪长期使用的旋转电机或与其维护和检修有关的周期性测量。根据实践经验中验证的极限值可作为评价制造过程中定子绕组绝缘结构的质量依据。此外，趋势评估可作为绝缘结构功能评估或与旋转电机的维护和检修有关的诊断测试，也可提供关于老化过程、维修方案和测试时间的信息。这些测量无法显示绝缘结构的局部缺陷，趋势评估也不能用来预测绕组绝缘的失效时间。旋转电机绕组绝缘第4部分：绝缘电阻和极化指数测量1范围GB/T20833的本部分规定了旋转电机的定子和转子绕组绝缘电阻及极化指数的测试程序
8、。本部分规定了额定功率750W及以上旋转电机绕组绝缘电阻和极化指数的最小推荐值。本部分适用于低压、高压交流和直流旋转电机。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC60050-411国际电工词汇第411章：旋转电机(InternationalelectrotechnicalvocabularyChapter41LRotatingmachinery)3术语和定义IEC60050-411界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1额定电压ratedvoltage对
9、三相交流电机，指两相之间的额定线电压；对单相电机，指额定线电压；对直流电机和励磁电机，指额定直流电压。3.2能蛹阻insulationresistanceR绕组抵抗直流电流的电气绝缘能力。施加电压后的某一特定时刻(t),所施加的直流电压除以通过绝缘的总直流电流的商。注1:电压施加时间通常为Imin(Ra)和10min(Ro),但也可使用其他值。时间t的单位规定：1至10的单位为分，15及以上的单位为秒。注2:绝缘甩阻有时简写为IRo3.3极化指数polarizationindexPI在两个不同时间测量的绝缘电阻的商。通常，用施加直流电压后t2和t1分别为10min和1min的值，这是绝缘状态的
10、一项指标。注：其他时间参见附录A的A.2。3.4极化电流polarizationcurrentip极化过程中产生的电流。随施加直流电压的时间，以一定的衰减速率从初始值衰减至接近于零。注：极化电流也称为吸收电流。3.5电导曲布CCnductiencurrentIa通过主绝缘主体，不随时间变化的电流。3.6surIeekagBcurrentI不随时间变化的电流。若两者之间有导电物质（如潮湿或污染物）,它通常存在于定子绕组端部的表面，或绝缘转子绕组的裸露导体与转子本体之间。3.7电容电流capacitivecurrentIc电流幅值较高且持续时间短（通常小于1S）的电流，随施加直流电压的时间按指数规
11、律衰减。3.8stresscontrolcoatingarrentIs不随时间变化的电流，通过导体与地之间的绕组端部绝缘表面上连续端部防晕层，平行于表面泄漏电流流动。3.9合成电流totalcurrentI所有电流分量的总和，随时间变化。一般在测量绝缘电阻的同时测得。注：合成电流是测量绝缘电龈）和极化指数PI的基础。3.10极性效应polarityeffect改变绝缘电阻计的极性时，测得不同绝缘电阻值Ra的效应。注：当辘材料中存在湿气时可观察到。它是由一种称为电内渗的现象引起的。4绝缘电阻组成部分及影响因素旋转电机绕组的绝缘电阻与绝缘材料的种类和状况、绝缘结构的设计以及绕组的生产工艺有关。绝缘
12、电阻用直流电压测试，电阻测量随时间的变化，反映了不同物理机制引起的电流分量的信息。图1是不同直流电流分量的示意图，各种电流分量的说明参见附录Bo配有内电阻和引线5极化指数极化指数是指施加直流电压后的t2时刻绝缘电阻除以时刻绝缘电阻的商，见公式（1）,其中t2=10min,t=1min。PI*（1）在特殊的应用场合中，也可采用其他时刻的绝缘电阻计算得到的商值作为极化指数，这时要加以说明（参见附录A）10min内读取更多的数据可以提供更多信息。极化指数反映了两个特定时间点之间的绝缘电阻变化，因此，比单个的绝缘电阻值更好，它还可表明绕组表面的污染物和水分沉积状况，以及绕组吸收潮气的状况。但是它可能无
13、法判断由于不合理的浸渍工艺和热损坏所导致的内部孔隙。极化指数可用来评估绕组是否能进行耐压试验以及是否能够投入运行，还可提供绝缘结构状态评定所需要的信息。由于极化电流在施加电压后的Imin到10min内可以忽略不计，因此极化指数的测试可能无法用于散绕的小型电机、发电机转子的励磁绕组、非绝缘励磁、鼠笼式转子绕组以及直流电机电枢。极化指数取决于绝缘结构的类型，特别是绝缘材料的性质以及绕组生产的工艺（对合成树脂类、虫胶漆类和沥青类，见7.1）。同时还取决于端部防晕层的种类（参见附录C的C.3）以及测试电压的大小（见6.4.1）。如果在Imin到10min之间绕组温度保持恒定，那么温度对极化指数的影响不
14、大（见6.1.2）o极化指数宜达到最小值的要求（推荐值见&3）后，方可进行耐压测试或投入运行。6绝缘电阻的测试6.1 影响绝缘电阻测试的因素6.1.1 酬绝缘电阻测试结果取决于环境因素，主要是绕组温度和空气湿度。绕组温度对绝缘电阻的影响可用经验数据或试验测量来评估，可用于不同温度下绝缘电阻测试结果的修正（见6.1.2）O空气的相对湿度会影响表面泄漏电流，这种影响通常难以评估，因为空气的相对湿度主要取决于空气温度、绝缘的表面性质和表面污染物的性质。因此测试绝缘电阻时，绕组的温度在露点以上。6.1.2 绕组温度的修正温度的变化对电容电流Ic以外所有的电流分量都有影响，这是因为温度的升高提供了热能，
15、提升了载流子的自由度，从而降低了电阻率。因此绕组的绝缘电阻值取决于绕组温度。为了比较不同温度下的绝缘电阻值，宜将所有的绝缘电阻测量值修正到常用基准温度40(如适用，见表1)。如果电压施加Imin后的绝缘电阻值大于5GQ,或者在40C以下测得的合成树脂类绝缘结构的绝缘电阻值，都不需要修正(参见参考文献4)。否则修正因子按公式(2)计算：式中：X40一一基准温度，单位为摄氏度(C);T-绕组温度，单位为摄氏度CC);6.1.3 绝缘结构的斜率参数，单位为开尔文(K)。公式(2)是在公式(B.3)的基础上，对所有相关的电流分量加以考虑的结果。注1:该式表明，绕组温度T上升X(K),绝缘电阻下降一半。
16、这种经验关系可以用其他底数(如e)的恭函数来等效表示。例如以e为底数时，用一In(O.5)除以X来直接变换斜率参数。注2:也可用40C以外的其他基准温度，如20。基准温度下的R;为在绕组温度T下测得的电阻值与修正因子K相乘得到，见公式(3)。Re=RK式中：Re-修正至基准温度的绝缘电阻值，单位为兆欧(MQ);R-绕组温度T时测得的绝缘电阻值，单位为兆欧(MQ);K-温度修正因子。公式(2)中的斜率参数X表明单个绝缘结构对绝缘电阻温度的依赖性，该参数最好由试验测得。方法是在可能涉及的温度范围内，测得一系列绕组温度点(其中包括40,并且所有测试点都在露点以上)对应的绝缘电阻值，然后将结果记录在半
17、对数坐标纸上，通过指数拟合的方法得到斜率参数X。附录D举例说明了这一过程。如果无法得到试验数据，可以使用表1中提供的X值。表1以经验数据为基准，尚无法说明40C时X值不连续的原因。使用公式(2)和公式(3)的温度修正指数拟合可能会随着绕组温度和基准温度之间的差异的增大导致明显误差。此方法宜仅限于表1中给出的由试验测量得出的绕组温度范围。注3:如果槽内和绕组端部使用了不同的绝缘结构，那么槽内绝缘结构与温度修正有关。表1用于修正温度的弁数X的值绝缘结构种类斜率参数X温度范围KC虫胶基和沥青基绝缘101060合成树脂基绝缘（例：环氧、聚酯、聚酯亚胺等）无需修正（Kr=I）10-401740-60表1
18、中的X值为试验得到的实测值，被认为是保守的方法（取试验数据的最小值），实际情况中与温度相关性公式（2）较小（即X值较大）。对于极化指数Pl的评估，不应进行温度修正，因为在测试Ra和Rao期间，绕组温度的差异可以忽4略不计。6.2检测设备对于直接测量法，优选的设备是欧姆表。Ra读数小于5000MQ时，数字式高阻计宜满足以下条件：显示：三位数；一一精度：读数精度5%,量程精度5。如果没有绝缘电阻计，绝缘电阻能通过测量电压和电流得到(间接法)。该方法可能用到稳压直流电源、伏特表、微安表。实际上，直流电压源输出的电压会有波动，导致电流也会变化：io(t)=CodUo/dto由于大部分高压电机的电容C。
19、很大，所以直流电源应具有最小的稳定性和噪声以忽略这种影响。根据电压和电流的读数，按公式计算得到绝缘电阻：Ra=UZI(4)式中：R-1时刻的绝缘电阻值，单位为兆欧(MQ);U一直流电压源的测量电压(电压表读数)，单位为伏特(V);I-t时刻的测量的电流(电流表读数)，单位为微安(U)o测量较大的绝缘电阻值时，为了避免测试电缆泄漏电流和电容的影响，宜使用带有保护的仪表。整套仪器设备应在5s内将电压升至试验值。6.3试品和测试电路6.3.1 献根据试验目标及其设计，采用不同的试验电路。为检查绝缘电阻最小的推荐值，应对绕组整体进行测试；为检查各相绕组和绕组相互间的绝缘问题，如果各相绕组之间能够很容易
20、地断开，则应逐相进行测量。为达到试验目的，应使用相同的连接方式。如果可能，如电缆、开关、电容器和电流互感器等所有的外接设备都应与绕组断开连接。要记录与绕组连接的设备。对直接水冷绕组进行绝缘电阻测试，宜完全排干水使内部电路完全干燥。可能有些水冷绕组制造商已经提供不必排出冷却水进行绝缘电阻测量方法。通常，如果水不排除则水的电导率宜小于生产厂家的推荐值。在此情况下，水的电导率会极大程度上影响绝缘电阻值，因此可预估，PI=LRu=1MQo任何情况下，未测试的绕组元件都应接地，以避免不良影响，例如补偿电流或测试回路的感应交流电流。6.3.2三相定子辘6.3.2.1 整体统组对地测试的孰方式所有相的绕组连
21、接在一起，如图2所示。图2整体绕组测试的连接方式6.3.22相对地测试的睡方式用于趋势分析以及获得单相之间的对比，分别对每相绕组进行测试(见图3)是首选方法。此电路可测试多个相绕组的对地绝缘，只要将待测相绕组与测试设备连接，其他两相绕组接地。如果测试设备配有保护装置，那么其他相可以接在保护装置上来代替接地，这样可以消除绕组相互间的电流影响，比如泄漏电流和端部防晕层电流。由于该方法与标准流程有偏差，所以应在测试报告中注明。图3相对地测试的连接方式63.2.3相间测试的我方式该试验为非标准测试流程，但可为诊断电机状况提供附加信息，详情参见附录Eo6.3.3其他8留其他绕组，如励磁绕组或高压转子绕组
22、，应采用与定子绕组相对地测试类似的连接方式(见6.3.2.2)。所有不属于测试回路的元件，如与静止励磁相连的电刷，都要与测试对象断开，例如移走电刷。旋转二极管应桥接，以避免测试过程中绕组损坏时出现故障。对安装的固定监测设备，如转子电流监测仪或在线温度测试仪，也应做上述处理。6.4 三S6.4.1 类型和幅值绝缘电阻的测试应施加直流电压。电压幅值应限制在与绕组的额定电压以及基准绝缘的状况相适应的范围内。对于低压电机和湿绕组，这点尤为重要。电压幅值过高，可能使绝缘过载并导致绝缘损坏。电压范围的指导准则如表2所示。表2绝缘电阻测时施加的直流电压范围指导准则额定电压V直流电压范围V1200050001
23、0000注：只有在测试方与客户共同协定的情况下，才能采用较高的直流电压范围进行测试。6.4.2 极性绝缘电阻的测量通常在恒定直流负极性电压下进行。当绝缘结构内部潮湿时，宜采用负极性，以适应电内渗现象。6.5 测试时间在施加测试电压后的特定时间读取电阻值。例：Imin时的绝缘电阻值为Ra,10min时的绝缘电阻值为RUO。6.6 由于极化效应，绕组绝缘与直流电源断开后很长一段时间内都会存在电荷。因此在试验结束后，将试验电压降至零，并在试验仪器断开前将试验对象接地是非常重要的。相端部或绕组接地时间至少应为电压施加时间的4倍。6.7 MOS6.7.1 标准规程电压宜快速升至测试值并在测试期间保持恒定
24、，升压时间不能超过5So达到规定的测试电压时开始计时，记录特定时刻的读数。对于多相绕组，同时测试所有绕组相和单相逐个测试，所用的流程是不同的。对多相绕组或单相绕组测试时，试验结束后，为了安全起见测试电压宜降至0,测试对象宜立即短路、接地和放电，放电时间不少于绕组充电时间的4倍（见6.6）。对多相绕组中的每一个单相逐个测试（其他相接地）时，第一相测试结束后，应立刻接地，接地时间不少于施加电压时间的4倍；只要第一相保持接地，第二相和其他相可以通过将测试仪器与接地相连接的方式依次进行测试。如果终端接地的放电电流足够小（例如10nA）时，也可以选择别的连接方式。绝缘测试是电机校准的一项重要内容，宜在试
25、验前和试验后进行，用100M左右的高压电阻检查设备的运行。这对电池供电的设备尤为重要。6.7.2 械流程为了获得绝缘状况的更多信息，也可以使用其他测试流程，详情参见附录A。7测结果的说明7.1 螭绝缘电阻和极化指数可用于以下几个方面，但不限于：评估一台电机是否适合进行耐压试验或投入运行，可基于获得绝缘电阻和极化指数的最小推荐值（见7.2）;一只要所涉及的可控变量测试条件相同，给定电机的绝缘电阻和极化指数的历史资料可以用来判断若干年后其绝缘状态变化趋势的有效方法（见7.3）;一只要所涉及的可控变量测试条件相同，通过测试绝缘电阻和极化指数来比较每相绕组或相同设计的不同电机的绝缘状况。基于以上几点，
26、测试时应充分考虑影响测试结果的因素（见7.4）o7.2 试验和运行的可行性绝缘电阻和极化指数可用来对电机耐压试验和投入运行的可行性进行评估。电机的绝缘电阻和极化指数宜大于最小推荐值（见表3和表4）。如果测试值小于最小推荐值，则不宜对电机进行耐压试验或投入运行，除非存在设计原因或有此类较低数值的记录。绝缘电阻也可以用来判断绕组是否在耐压试验中被破坏。假如耐压试验后的绝缘电阻值远小于试验前，说明耐压试验过程中绝缘可能被破坏，即使由于高故障电流的存在，测试电压并不会迅速下降。如果测试值因污染或过分受潮而低于最小推荐值，排除存在绝缘缺陷的可能性后，可以通过清洗和干燥的措施改善测量结果。绝缘电阻数值可用
27、于监测干燥过程的有效性。如果40时的绝缘电阻Ra值大于5000M2,那么极化指数值可不做规定且可不考虑。对虫胶和沥青基绝缘结构，过高的极化指数（如大于8）说明绝缘可能已经热老化，发生失效的风险会很高。如果物理检查（如敲击绝缘）发现绝缘干枯及脆化，那么最好不要对绕组清洗或进行耐压试验。如果电机重新投入运行，随时可能发生故障。7.3 绝缘状况趋势分析如果能得到电机绝缘电阻（Ra）的历史资料，将当前的试验结果与之前的比较有助于了解绝缘的状况，然而具备相似条件的比较试验是非常重要的，即绕组温度、电压范围、测试持续时间和相对湿度（见6.Do同时，尽可能使用相同的测试设备。对在不同绕组温度下的试验结果进行
28、比较，宜将结果修正到相同的基准温度（见6.L2）。如果Ra或PT与之前的读数相比急剧下降则说明表面污染或受潮。当温度提高（60以上）时PT值较低，为了检查真实的绝缘状况，宜在露点以上且40C以下进行第二次测量。7.4 不同电机或不同相之间的比较如果整个绕组的Ra小于5000MQ,则相同电机之间Ra或Pl的显著差异可能表示表面污染、受潮或绝缘损坏。在此情况下，宜查明导致差异的原因。87.5 绝缘电阻过大时的影响根据测试电压的范围和绝缘状况，测试电流可能不会超出亚微安范围，此时任何外部干扰（如测试设备的电压波动、温度波动以及潮湿引起的电化学反应）引起的电流都可能超出通过绝缘物的电流，从而导致错误的
29、读数。尤其是测试时间较长的情况下，外界条件发生变化，导致测试结果失真。当绝缘电阻值达到5000MQ及以上时，极化指数不作为评估绝缘状况的依据。参考测试设备的操作手册，所有生产厂家都宜提供设备精度，以便于判断测试结果。7.6 绝缘电阻试验的局限性绝缘电阻试验数据对评估某些绝缘问题是有用的，如：污染、受潮或严重开裂。然而也有一些局限性：绕组的绝缘电阻与它的介电强度没有直接联系，不能通过它来判断绕组的绝缘结构是否失效，也不能表明绝缘内部缺陷的（如：不良的浸渍工艺或热老化引起的较大气隙）分布情况；绕组端部表面积较大的大型或低速电机、隐极机励磁绕组以及带换向器电机的绝缘电阻可能低于推荐值，这种情况下，R
30、a的历史趋势对评估绝缘状况是有用的；由于绝缘电阻是电机处于静态时测量的，所以这些试验检测不到电机旋转时产生的问题，如：线圈固定不牢或振动导致端部绕组的松动。8绝缘电阻和极化指数极限推荐值8.1 廨以下绝缘电阻和极化指数值是绕组进行耐压试验和投入运行的最小值。在某些情况下，特殊的绝缘材料或设计可能导致它的值较低（端部防晕层的特殊设计，参见附录C的C.3）。此类电机的最小值宜与历史数据比较。这些推荐值不适用于评估尚未浸渍的完整绕组。8.2 绝缘电阻表3列出了全绕组修正至基准温度40时的绝缘电阻Ra的最小推荐值。表3基准温度40。C时绝缘电阻的最小推荐值试验对象最小绝缘电阻值MO虫胶和沥青基高压绝缘
31、结构及所有励磁绕组额定电压（kV）+l合成树脂基高压绝缘结构（成型绕组）100低压散绕绕组、成型绕组及直流电枢5如果表3的绝缘电阻的最小值不能满足整个绕组，可查阅6.3.2.2了解其他测量方法。更多相关信息可参见附录Eo8.3 极化指数表4列出了整体绕组的极化指数的最小推荐值，但只适用于高压电机的绝缘结构，这是由于该结构中的特征极化电流IP可以使1min时和10InirI时的绝缘电阻值导致显著的变化。如果在读取1min时和10min时的绝缘电阻之间，绕组温度发生了明显变化，那么应将数值修正至基准温度40后再计算极化指数。*4高压绝缘结构极化指数的最小推荐值高压绝缘结构种类最小极化指数Pl虫胶和
32、沥青基1.5合成树脂基（例：环氧、聚酯、聚酯亚胺等）2.0注：这些最小值为Iomin时和Imin时的绝缘电阻值的比值。表4中最小推荐值不适用于：散绕绕组的小型电机、无绝缘励磁绕组的电机、鼠笼型转子绕组以及直流电机电枢（见第5章）；一绕组连接与电流接触的带端部防晕层的电机（参见附录BftB.6和附录C的C.3）;Ra值5000MQ的绕组（见7.5）。9试验报告9.1 运行中的绕组试验报告中宜至少提供试验数据、试验结论。如果用于绝缘状况的趋势分析和比较，还要对试验结果加以说明。试验报告宜包括下列内容：a）标识信息：工厂名称；电机编号。b）测量日期c）环境状况：一环境温度； 绕组温度； 计算绝对湿度
33、和露点的相对温度和环境温度。d）测试仪器：一名称、型号；-生产厂家；一序列号； 计量有效日期。e）测试电路、仪器设置和试验条件： 测试电压、极性；测试时长（如有要求）。f）试验测量条件下的绝缘特性，并修正至基准温度:1min时的绝缘电阻； 10min时的绝缘电阻（如适用）；一一极化指数（如适用）； 温度修正（如适用）。g）绘制测量曲线（如适用）：一被测电流对时间的关系，对数坐标为佳；被测绝缘电阻对时间的关系，对数坐标为佳。h）试验人员姓名。D记录特定信息。j）注释（如与标准测试流程不同的地方、试验过程中观察到的现象等）宜将所有测试结果以原始数据的形式保存，以供将来参考。根据文件类型、独立检测认
34、证，或作为状态评估报告的一部分，报告内容可包括相应的附加信息，如工作模式、电机寿命等。9.2 新绕组对全新的绕组，绝缘电阻试验可作为耐压试验的补充，在耐压试验前后分别进行InIirl的绝缘电阻测试。因此，一份完整的测试报告所要求的大部分信息，都会成为耐压试验协议的一部分。9.1中定义的所需信息可能已经足够充分。Il附录A(资料性附录)其他期渊A.1概述本部分所述的绝缘电阻测试和极化指数计算，在实际操作中通过直流电压和直流电流来了解绕组状态并非唯一的方法。除了测定绝缘电阻和极化指数以外，新式的绝缘测试仪提供了其他方法。本附录总结了目前评估旋转电机绕组状态更好的方法，包括改变测试时间、直流测试电压
35、和环境条件等。A.2介电吸收比(DAR)极化指数(PD一般定义为10min时的绝缘电阻(Rao)和Imin时的绝缘电阻(Ra)之比。在老旧的绝缘结构(如：沥青-云母)，极化电流衰减至接近于0需要10min甚至更长的时间。然而在散绕组低压电机和励磁绕组中，极化电流可能在Imin内就衰减至接近于0。因此一些测试者会计算与传统极化指数Pl不同的派生极化指数。派生极化指数包括但不限于公式(A.1)的计算方法。DAR=RaR8(AJ)式中：DAR一一介电吸收比；Ra施加电压60S时的绝缘电阻读数；Ria施加电压30s时的绝缘电阻读数。图A.1举例说明了散绕定子绕组在施加电压后的Imin内测得的绝缘电阻值
36、，Ra为4083MQ,RaO为3745MQ,得到的DAR为1.09。一些绝缘电阻测试仪具有自动测试设置来执行DAR测量。与传统方法的区别在于其施加直流电压的时间较短，因此绕组接地的时间也较短(见6.6)。由于使用不含云母的绝缘结构，极化电流会在Imin内降至0,因此选用更短时刻的绝缘电阻来计算，可以大大缩短测试时间，同时几乎不损失绕组受污染或受潮程度的信息。测试R时，测试对象应在1s内升至试验电压。使用这些派生极化指数的局限性有：一一记录R;值的时间间隔没有标准，不同机构采用不同的比值(见3.3);不同于传统的极化指数，派生极化指数没有一致的判断标准。504OOO3OOO时间/$2OOO1OO
37、O-电阻/MQIR30sIRlmin图AJDAR计算结果为1.09时电流和绝缘电阻的测试A.3监刑充电电流和放电电流如附录B的B.4所述，极化电流主要取决于绝缘内部的界面极化，两者都与温度相关。当外加直流电压被移除后，使用合适的放电回路，放电电流可作为时间的函数被记录。放电电流分为两部分：电容放电电流（几乎瞬间衰减，取决于放电电阻）和极化放电电流（从高的初始值衰减至接近于0,与初始充电电流相似但极性相反）。通常情况下，表面泄漏电流和电导电流不会影响放电电流。图A.2所示为50MVA水轮发电机三相绕组的充放电电流（a）为线性坐标系，b为对数坐标系。充放电电流的分离使得更容易观察到泄漏电流的量级变
38、化。-0. 5 100.5X10充电放电时间/sa）线性坐标系图A.250MVA水轮发电机的三相绕组上施加2.5kV阶跃电压后的充电电流和放电电流b）正图A2（续）放电电流由退极化电流产生，充放电电流差别非常大可能表示内部绝缘问题，例如：内部绝缘固化不完全、热老化、机械损伤或绝缘壁内部水分子极化。假如极化电流IP与极性相反的放电电流相同，那么附录B中公式（B.5）中的经验参数就可以由试验来测得，并构建图1所示的等效模型。A.4高压流测试A.4.1概述绝缘电阻的测试一般是对绕组施加恒定电压（远低于运行时电压的峰值）来进行。然而有些绝缘测试仪渊是通过将直流电压增加到大于运行的峰值电压来测试电流。有
39、三种高直流电压测试技术：等时电压、阶梯电压、斜坡电压测试，这些测试可参见IEEE95:2002。宜注意以下几点：一一直流电压移除后，绕组接地时间宜足够长；一直流电压会使端部防晕层发生短路，导致绝缘结构内电场增强，可能产生不可逆的影响；一在条件未知的情况下对定子绕组进行高压直流测试会有闪络或绝缘击穿的风险。A.4.2等时阶梯升压测试本方法将施加直流电压按一定的时间间隔使电压上升相同的步长。每个时间间隔末尾记录电流读数，然后对电流与电压作图。测试中和测试后，如果发现曲线突然上升，或者电导电流对电压有其他变化，则表明绝缘可能存在缺陷。电介质的极化会影响电流测试，并掩盖电导电流的重要变化。为了使该影响
40、降到最低，每一个阶段的测试电压都应保持足够长的时间使得极化电流衰减至可忽略的值。对老旧的沥青-云母和虫胶云母层绕组，时间间隔至少为Imin;一般试验人员会采用6min的间隔。对新的环氧-云母绝缘结构，间隔一般为1min。14A. 4.3分时阶跃升压测试每一个阶段的测试电压都保持足够长的时间使极化电流衰减至可忽略的值，这一点在实践中经常难以实现。为了避免衰减不完全的极化电流造成测试误差，同时也为了缩短得到电流与电压曲线所需要的时间，开发出一种比较复杂的电压-时间程序。该程序的基本思路是按照极化电流的衰减时间逐步调整电压，使测试电流中的极化部分呈线性，如与施加电压成正比。根据预先确定好的测试程序，
41、电导电流的相对变化就更容易识别。尽管调压测试的操作难度比等时阶梯升压测试大，但确实能缩短试验时间并更精确地估算电导电流。阶跃电压的保持时间是可变的，并且由绝缘的特性决定。A.4.4斜坡升压阶跃测试斜坡升压测试法也可以看做一种阶跃电压测试，只不过电压阶跃和间隔非常小，接近于零，形成电压斜坡。可以用一种直流电压测试程序使电压以指定的速度自动上升或下降。记录绝缘电流与对应的施加电压，就可以对电流进行连续的观察和分析。用斜坡升压代替不连续的阶梯升压，可使几何电容和极化电流呈线性，可以很容易地观察到电流的变化。斜坡升压测试与传统的阶梯升压测试法相比，最大的优点是它能对即将发生的故隙进行更好的控制并发出预
42、警，以避免绝缘损坏；消除了时间、电压和电流参数的人为因素，使测试结果的重复性更好。电压的升压速率一般为1kV/min或2kV/minoA.5湿态绝缘电阻测试对可能受到严重污染的定子绕组，通常需要通过润湿绝缘表面并随后测量绝缘电阻和极化指数来检查绝缘结构是否密封，以防止绝缘表面受潮而被污染（参见NEMAMGl:2009）o可使用以下三种方法：一将含有无离子润湿剂的水溶液制成喷雾，对干燥清洁的绝缘结构局部润湿，在此期间测试绝缘电阻；一将含有无离子润湿剂的水溶液制成喷雾，对干燥清洁的绝缘结构的绕组全部润湿，然后测试绝缘电阻；一将含有无离子润湿剂的水溶液对清洁干燥的绝缘结构绕组完全润湿，然后测试绝缘电
43、阻。润湿剂的浓度要使水在25C下的表面张力下降至不大于30mN/m。绝缘电阻测量使用500V的直流电压。15附录B（资料性附录）直流电的电流分量B. 1合成电流IV:L合成赢是施加在试验对象上的直流测试电压产生的所有电流的总和。可由电压源与试验对象之间测得（见窗1）。合成电流与各电流分量随时间的变化关系如图B.1所示。具体绝缘状况的例子参见附录C。图B.1不同电流与时间的关系B.2电容电流I由于回路电阻（由电压源的内电阻和引线电阻组成）的存在，电容电流由绕组电容的充电或放电引起。根据公式（B.1）,电容电流i。（I）与时间t的关系：式中:Uo电压，单位为伏特(V);”(B.I)ft7e.Rm-
44、电压电源内电阻和引线电阻，单位为欧姆(Q);Co电容，单位为法拉(F)。当向绕组施加AlK的阶跃电压时，电容电流的峰值是4U与电阻Rm的商。电流指数级衰减函数的时间常数是Rm与C。的乘积。即使是电容达到微法级别的大型绕组，时间常数也不超过1s,而且一般的测试设备具有相对较低的Rm值，因此电容电流的持续时间极短，从而不会影响到绝缘电阻和极化kqqw.指数的测试。B. 3电导电流T电导电流是由电子和离子在电场中的定向移动产生的。在较低的电场强度下，电导电流主要由离子的定向移动产生；而在较高的电场强度下，达到电介质击穿强度时，电导电流主要由电子的定向移动产生。考虑到RmR.,平行电极间单位体积绝缘中
45、的电导电流1由公式(B2)计算得到。Jo-)式中：Uo电压，单位为伏特(V);Ry-体积电阻，RV=-I-,单位为欧姆(Q);Ky-体积电导率，单位为西门子每米(Sm);d一一电极间的距离，单位为米(m);A电极面积，单位为平方米(皿)。通过绝缘体的电导电流大小与电介质的材料、电场强度、温度和绝缘的含水量有关。只要测试期间的场强远低于击穿场强，那么体积电导率与电场强度关系不大。如果绝缘材料的活化能低，则温度没有明显影响，在这种情况下，活化能取决于绝缘材料中离子和电子的迁移率，与温度的关系如公式(B.3)所示：式中：Kv-体积电导率，单位为西门子每米(Sm);Ko材料电导率，单位为西门子每米(Sm);W.活化能，单位为电子伏特(eV);K-玻尔兹曼常数，单位为电子伏特每开尔文(eVK);T绝对温度，单位为开尔文(K)。可见，体积电导率和电导电流随活化能和温度呈指数级变化见公式(B2)和(B.3)。绝缘结构中存在水分会使电导电流增大，这是由于水本身的导电性，以及内部污染物的分解和水解产物增加了离子数量。含水量的增加会使体积电导率增大几个数量级。B.4极化电流IP固体电介质的极化是指在电场的存在下，使由电场诱导所产生的或是本身就存在的偶极子发生有序排列的过程。偶极子的排列过程(称为“松弛”)需要一定时间，
