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电机绕组过程试验应抓住的要点有哪些?

 电机技术日参 2020-10-17

为了保证电机产品的质量,电机厂家都会在绕组制造的不同环节进行相关的项目检查。除了尺寸的符合性,主要是电气性能的检查,包括冷态直流电阻、对地绝缘、匝间绝缘和三相电机相间绝缘等。

无论是哪个项目的检查,都可能会出现检查判定为合格,电机运行时出现问题的情况。客观上讲,除整机装配后的试验外,所有项目的试验均在冷态和物理空间相对宽松的条件下进行检测,而电机运行过程中,绕组存在发热,以及物理空间变小的事实,导致绕组的安全环境变差,因而生产过程检查不出来的问题会在电机运行时显现。

最为常见的是电机的相间绝缘、对地绝缘问题和电磁线本身的绝缘层击穿故障。在相间绝缘小、相间绝缘放置不当或电磁线质量不稳定的情况下,过程检查试验无从发现或采取措施勉强过关,而电机运行时因热效应、电磁效应和振动等不可控因素,使问题完全暴露。

电机知识拓展——绝缘

绝缘,指使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来,以对触电起保护作用的一种安全措施。良好的绝缘对于保证电气设备与线路的安全运行,防止人身触电事故的发生是最基本的和最可靠的手段。绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在实际应用中,固体绝缘仍是最为广泛使用,且最为可靠的一种绝缘物质。

有强电作用下,绝缘物质可能被击穿而丧失其绝缘性能。在上述三种绝缘物质中,气体绝缘物质被击穿后,一旦去掉外界因素(强电场)后即可自行恢复其固有的电气绝缘性能;而固体绝缘物质被击穿以后,则不可逆地完全丧失了其电气绝缘性能。因此,电气线路与设备的绝缘选择必须与电压等级相配合,而且须与使用环境及运行条件相适应,以保证绝缘的安全作用。

此外,由于腐蚀性气体、蒸气、潮气、导电性粉尘以及机械操作等原因,均可能使绝缘物质的绝缘性能降低甚至破坏。而且,日光、风雨等环境因素的长期作用,也可以使绝缘物质老化而逐渐失去其绝缘性能。

一般情况下,新装或大修后的低压不应低于100MΩ;运行中的低压线路与设备,其绝缘电阻不应低于3MΩ/V;在潮湿场合下的设备与线路,其绝缘电阻不应低于2.5MΩ/V;控制线中的绝缘电阻一般不应低于1MΩ,而高压线路与设备的绝缘电阻一般不应低于1000MΩ。

绝缘的破坏

●击穿绝缘物在强电场等因素作用下,完全失去绝缘性能的现象称为绝缘的击穿。击穿分为气体电介质击穿、液体电介质击穿和固体电介质击穿3种。

①气体电介质的击穿特点可采用高真空和高气压的方法来提高气体的击穿强度。气体中含有杂质(导电性蒸气、导电性杂质),可使击穿电压降低。气体击穿后,当外部施加电压去除,则气体绝缘性能很快恢复。气体击穿后在间隙中形成电流通路,电流剧增,如日常生活中的电弧、闪电、日光灯、霓虹灯等,形成气体导电。

②液体电介质的击穿特点一般认为纯净液体的击穿和气体的击穿机理相似,是由电子碰撞电离最后导致击穿,但液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量小,因此击穿强度比气体高。液体电介质的击穿和它的纯净度有关为保证绝缘质量,液体电介质使用前须经过纯化、脱水、脱气处理。液体击穿后,当外加电压去除,液体绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。

③固体电介质击穿特点固体电介质的击穿有电击穿、热击穿及化学击穿等形式。电击穿的特点是电压作用时间短,击穿电压高:击穿场强与电场均匀程度有密切关系,与周围温度及电压作用时间几乎无关。

 热击穿的特点是与电击穿相比电压作用时间长,击穿电压较低,绝缘温升高。击穿电压随着周围温度的上升而下降,但与电场均匀程度关系不大。

电化学击穿是由游离、发热和化学反应等因素的综合作用而导致的击穿。电化学击穿是在电压长期作用下形成的,其击穿电压往往很低,它与绝缘材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等有密切关系。

击穿有积累效应,即一次冲击电压作用只产生局部损伤或不完全击穿,多次冲击电压作用则导致完全击穿。固体电介质击穿后不能恢复,将失去其绝缘性能。

●绝缘老化设备的绝缘材料在运行过程中,由于各种因素的长期作用,会发生一系列的化学物理变化,从而导致其电气性能和机械性能的逐渐劣化,这一现象称为绝缘老化。

一般低压电气设备中,绝缘老化主要是热老化。每一种绝缘材料都有一个极限的耐热温度,当设备运行时超过这一极限温度时,绝缘材料老化就会加剧,电气设备使用寿命就会缩短。在高压电气设备中,绝缘老化主要是电老化。它是由绝缘材料的局部放电所引起的。

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