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GB／T 20833.3-2018 旋转电机 旋转电机定子绕组绝缘 第3部分：介质损耗因数测量PDF文本

1CS29.160.01K20中华人民共和国国家标准GB/T20833.3—2018/1EC60034-27-3:2015旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量Rotating electrical machines-Stator winding insulation of rotating electricalmachines-Part 3:Dielectric dissipation factor measurement(IEC 60034-27-3:2015,Rotating electrical machines-Part 27-3:Dielectric dissipation factor measurement on stator windinginsulation of rotating electrical machines,IDT)2018-07-13发布2019-02-01实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布理到素村阀Z.Z心.ET
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GB/T20833.3-2018/1EC60034-27-3:2015目次前言Ⅲ引言N范围………12规范性引用文件……3术语和定义…4原理及测量技术……25试验规程………76试验结果………117试验报告……13附录A(资料性附录)功率因数和损耗因数的关系…16参考文献…17图并联电路和矢量图……2图2串联电路和矢量图………………图3试验电雪阶原损稀爽系意图卖网…忆…心忆心小………4图4高压西林电桥基础电路………5图5变压器比例臂电桥…6图6介质损耗测量系统试验装置示意图及电流波形图…7图70.2U、电压阶跃下测得的1an心与U/U的曲线……8图8有绝缘间隙保护电极的试品………………………………………9图9端部防晕层上的保护电极图A1矢量图………16表1额定电压为21kV及以下、具有保护电极的新线棒和线圈最大介质损耗因数……11表A.1介质损耗因数tan6及绝缘功率因数cosg的对比及两者之差…………16理筑素村网Z..ET
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GB/T20833.3-2018/1EC60034-27-3:2015前言GB/T20833《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘》拟分为4个部分：第1部分：离线局部放电测量；第2部分：在线局部放电测量：第3部分：介质损耗因数测量：第4部分：绝缘电阻及极化指数的测量。本部分为GB/T20833的第3部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分使用翻译法等同采用IEC60034-27-3:2015《旋转电机第27-3部分：旋转电机定子绕组绝缘介质损耗因数测量》。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：一GB/T16927.1一2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(IEC60060-1:2010.MOD):GB/T16927.2一2013高电压试验技术第2部分：测量系统(IEC60060-2:2010,MOD)本部分做了下列编辑性修改：一为与现有标准系列一致，将本部分名称改为《旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：本分格超黯箱J.NE丁本部分由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/T℃26)归。本部分起草单位：上海电器科学研究所（集团）有限公司、上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司、山东华力电机集团股份有限公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、山东济南发电设备厂有限公司、上海德驱驰电气有限公司、江苏环球特种电机有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、浙江沪龙科技股份有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、西安泰富西玛电机有限公司、中车永济电机有限公司。本部分主要起草人：赵超、张生德、周洪发、王庆东、徐伟红、卢启杰、陈仙根、朱文钦、黄慧洁。理筑Z.Z沁.E1
GB/T20833.3-2018/IEC60034-27-3:2015引言GB/T20833的本部分给出了成型绕组定子线棒、线圈及完整绕组介质损耗因数的测量方法。介质损耗因数是测量定子绕组绝缘的介电损耗。介质损耗因数测量是评估新的及老的旋转电机定子绕组绝缘质量适宜的方法，该方法也助于评估绝缘制造一致性及介电性能。对于老的定子绕组，介质损耗因数提供了关于绝缘状态的信息。相比于离线局部放电测量，介质损耗因数测量不能给出绝缘内损耗分布的信息，也不能确定绝缘结构弱点位置。在整个电压范围内测量介质损耗因数，将得到不同特性的介电损耗参数，这些参数将作为用于评定的基准。实际上，经验限值可用于评定定子绕组绝缘结构制造工艺的质量。而且，趋势评定也可提供关于老化进程、必要的测试及大修期间间隔的信息，如作为绝缘结构功能性评定部分的或与旋转电机运行或大修期间有关的诊断试验。然而，这些趋势评定不能用于预测定子绕组绝缘失效的时间。J.NE理筑素村阀Z.JZC.E1
GB/T20833.3-2018/1EC60034-27-3:2015旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分：介质损耗因数测量1范围GB/T20833的本部分规定了旋转电机定子绕组绝缘介质损耗因数测量的试验流程和试验结果评定导则，适用于额定电压6kV及以上且具有端部防晕层的旋转电机。本部分适用于已安装/未安装于铁心内的单个成型绕组定子线棒和线圈、新的或老化状态下的电机完整成型定子绕组。本部分适用于所有类型的真空浸渍或者多胶线棒、线圈及完整绕组，不适用于未浸渍的单个线棒和线圈或完整绕组。本部分给出了在工频交流电压下对额定电压为6kV及以上电机单个成型定子线棒和线圈进行介质损耗因数测量的必要条件。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。凡是不注期的拥维，其最新题本包括所有的修改单)适用于本义件。IEC60060高电压试验技术第I部分：般定义和武验要求(Higk-voltage test techniques-Part 1:General definitions and test requirements)IEC60060-2高电压试验技术第2部分：测量系统(High-voltage test techniques一Part2:Measuring systems)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1额定电压rated voltageUN对于规定运行条件的电机，电机端部线间的电压或电压范围（也称作线间电压），通常由制造商规定。3.2介质损耗因数dielectric dissipation factortano在预先规定的温度，频率、电压或介电应力下介质损耗角6（绝缘功率因数角的余角）的正切值注1：有时其他术语可用于表示该性能，如ta6、损耗角、介质损耗因数或者介质功率因数。介质损耗因数和功率因数（介质损耗角的正弦值或功毕因数角的余弦值）之间物理性存在差异.但当介质损耗因数小于100×10时，两个测量值几乎相等（见4.1）。注2：本部分介质损耗因数1a6以绝对值表示，其他文件中也可用百分率表示。1筑素村网Z.Z沁.ET
GB/T20833.3-2018/IEC60034-27-3:20153.3介质损耗因数差值delta tan delta△tand以0.2U、为间隔，在连续两个试验电压下测得的介质损耗因数之差。3.4介质损耗因数增量tan delta tip-up在0.6U、和0.2U、试验电压下测得的介质损耗因数之差.注：也可使用3.3及3.4未提及的其他电压之间介质损耗因数之差，但在这种情况下表1中议的限值无效。4原理及测量技术4.1介质损耗因数测量如3.2所定义，介质损耗因数tn8为在预先规定的试验电压U、频率及温度下介质损耗角6（绝缘功率因数角9的余角)的正切值，绝缘结构的介质损耗能用并联(C。,R。)或串联(R,C,)的等效电路图来表示（见图1和图2）。典销筑更Ig-U/Rplc=wCpU说明：C并联电容：R。一并联电阻：w—2xf角频率：Ie一电容电流：I一电阻电流：U绝缘结构的电压：绝缘结构的总电流图1并联电路和矢量图理筑素村网Z.JZC.E1
GB/T20833.3-2018/1EC60034-27-3:2015tan&-0CRUg-IR,Ue-l/0 C.说明：C,一申联电容：R。—串联电阻U绝缘结构电压：1—绝缘结构总电流：U一电容电压：UR一电阻电压图2，串联电路和矢量图曲17如果介质损耗因数tan8示于16010，绝缘功率因数cosg与tan8几乎相等，因此有时可使用绝缘功率因数cosP,其适用于目前所有电机定子绕组绝缘结构。注：在本部分中优选使用介质损耗因数ta心表征损耗特性。介质损耗因数tand和绝缘功率因数cosg之间的对比参见附录A的表A.1。如图1所示，绝缘电流I的矢量能分成两个垂直分量，即电容电流Ic(超U相90)及电阻电流I(与电压U同相)。除绝缘的电容分量引起相位移角8外，电阻分量也会引起相位移角8。介质损耗因数tan6通过下述公式表示：tan0-oC.R.-oC,R,1电容分量C,或C。代表被试绝缘的无损电容，电阻分量R,或R,代表各种类型的损耗。损耗特性主要与导体结构（包括内部导体屏蔽，如有）之间的主绝缘、槽部防晕层以及接地外壳有关。在对单个定子线棒或线圈进行测量的情况下，因为使用保护电极，测量结果包含与对地绝缘串联的绝缘部分。在对完整绕组进行损耗因数测量的情况下，应考虑端部防晕层和周围表面情况。当对比不同测量结果时，这些影响因素可能是重要的。在低于局部放电起始电压下进行介质损耗因数测量，其值表明固体绝缘内介质损耗的大小（介质吸收和电导损耗)以及与接地测量电极接触的电气状态。产生于介质损耗的介质损耗因数分量通常随着电压变化很小，但测量值明显高于正常损耗值表明绝缘结构出现问题，如树脂组份差异或固化不充分。当试验电压升高，两种介质损耗会增加（见图3）：固体绝缘材料的介质损耗（极化、电导）；绝缘结构中气体（空隙）内的局部放电引起介质损耗因数的增加。随着电压升高越米越多的隙开始放电，介质损耗因数tan0会持续增加。3理筑Z.ZC.ET
GB/T20833.3-2018/IEC60034-27-3:2015总的介质损耗电离损耗闲体损耗介质极化和电导试验电压图3试验电压与介质损耗关系示意图4.2西林电桥采用西林电桥、与变压器比例烽电桥等效的电桥（见4.3）现代数字测量设备（见44）进行测量。使用幅值可调的流电压电源电源具存是够的容最以提供施加于试品的测量电压其满足1EC60060-2的技术要求。图4为高压西林电桥的基本电路，使用具有保护电极的试验电路对定子绕组线棒或线圈进行测量，假定C、为线棒或线圈的无损电容、R×为线棒或线圈的电阻损耗。电桥的高压支路包含介质损耗非常低的高压标准电容器(C。)。西林电桥仪器由低压支路构成，其具有可调的电阻(R,和R,)和高精度的十进电容(C,)。通过灵敏的“零指示器”监测电桥平衡状态（见图4），这是准确测量的必要条件。4理筑素村阀Z.JZC.E1
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