（江苏省秦淮河水利工程管理处 江苏南京 210001）
[摘要]针对不同规范规程中对泵站变压器、电机、电缆等主要设备绝缘电阻值标准的差异，结合多年工程一线管理经验，提出泵站主要电气设备绝缘电阻值标准的设置。
[关键词]泵站;设备;绝缘电阻;标准
Research on Testing Standards for Insulation Resistance of Main Electrical Equipment in Pumping Stations
Xia Zhengchuang
（Jiangsu Qinhuai River Water Conservancy Project Management Office ,NanJing 20001,China）
Abstract：According to the difference of insulation resistance value standards of pumping station transformers, motors, cables and other major equipments in different specifications, combined with years of engineering first-line management experience, the setting of insulation resistance value standards for main electrical equipment of pumping stations is proposed.
Key words: Pumping station; device; Insulation resistance; Standard
1前言
绝缘电阻测试是泵站现场发现电气设备绝缘缺陷、保障设备安全运行最直接有效的手段，但由于涉及到的规范较多且标准不一，很多一线运行管理人员对规范的理解有差异，不能很好的把握测试标准，对于隐患的判断不够精准。笔者查阅了大量规范并结合多年工程一线管理经验，探讨一下泵站主要电气设备绝缘电阻标准值的设置。
2泵站主要设备的绝缘测试标准探讨
2.1变压器的绝缘测试
《电力变压器试验导则》(JB/T501-2006)中规定了电力变压器绝缘特性测试部位及方法，对绝缘电阻的标准值未做具体规定。[1]《电气设备安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2016）中规定绝缘电阻值不应低于产品出厂试验值的70%或不低于10000MΩ(20℃);[2]《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-2005）中规定换算至同一温度下的绝缘电阻值，历次测试结果应无明显变化。[3]均未明确具体的绝缘电阻值标准和范围。事实上从《电力设备预防性试验规程》（DL/T596 -1996）起，变压器绝缘电阻定值标准就未做明确规定，针对这种情况应根据设备状况和长期工作经验对测试结果进行具体分析和判断。
（1）比较分析法。将同一台变压器历次的绝缘测试数据换算至同一温度下对照比较，找出变化规律。绝缘电阻值（同一温度）有明显下降的，作进一步的试验分析。
（2）定值判断法。根据地区、行业长期总结使用的参考定值来判断，表2-1给出了一组最低允许参考值，不低于下表值均可投运。
表2-1电力变压器绕组绝缘电阻最低允许值单位：MΩ
此外，预试规程（DL/T596-2005）要求变压器吸收比不低于1.3（未注明电压等级及容量）；交接试验标准（GB50150-2016）要求35kV及以上且容量在4000kVA及以上的变压器，吸收比在常温下应不小于1.3，当R60s大于3000MΩ时，吸收比可不考核。《泵站运行规程》（DB32/T1360-2009）中规定35kV及以上变压器常温下吸收比应不小于1.3，吸收比偏低时可测量极化指数，测得值不应小于1.5；绝缘电阻大于10000MΩ，吸收比不小于1.1或极化指数不小于1.3。[4]在工作实践中，经常遇到当变压器绝缘电阻值很高时，吸收比和极化指数测不出，不满足规范要求，但变压器仍然能够安全稳定运行，因此日常对变压器吸收比的测试可参照交接试验标准中对吸收比的描述执行。
2.2电机的绝缘测试
（1）普通电机
对于电机的绝缘电阻值，很多一线运行管理人员根深蒂固的概念就是满足“低压电机绝缘电阻值不低于0.5MΩ，高压电机不低于每千伏1MΩ”的要求。事实上旋转电机的绝缘电阻要求在很多标准、规范中不统一，存在歧义。《旋转电机绝缘电阻测试》（GB/T20160-2006）[5]与美国《Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery, Recommended Practice for》（ANSI/IEEE 43-2000）[6]标准一致，其中给出了一组旋转电机施加恒定直流电压1min后40℃时绝缘电阻最小推荐值，施加的直流电压等级与日常测试绝缘摇表电压选择范围一致，可等同是采用绝缘摇表测试。具体见表2-2。
表2-2旋转电机40℃时推荐绝缘电阻的最小推荐值单位：MΩ
不同温度下的测试结果换算到基础温度40℃，可采用下式换算：
Rc=KtRt （1）
Rc—换算到40℃时的绝缘电阻值，单位MΩ；
Kt—在温度为t℃时的绝缘电阻温度系数；
Rt—在温度为t℃时所测量的绝缘电阻值，单位MΩ。
目前大中型泵站采用的主电机基本为1970年后制造，根据绝缘电阻温度系数Kt=（0.5）（40-t）/10，不同温度下绝缘电阻测量结果校正到40℃结果见表2-3。
表2-3旋转电机不同温度下绝缘电阻的最小推荐值单位：MΩ
《中小型旋转电机通用安全要求》（GB14711-2013）中规定电机绕组的绝缘电阻在热状态下或热试验后应不低于式（2）的值。额定电压交流1000V及以下的电机，冷态绝缘电阻应不低于5MΩ；额定电压交流1000V以上的电机，冷态绝缘电阻应不低于50MΩ。[7]
R=（2）
式中：R—电机绕组的绝缘电阻，单位MΩ；
U—电机绕组的额定电压，单位V；
P—电机的额定功率，单位kW。
按照上式计算，电机绕组热态绝缘电阻限值约每千伏1MΩ。规范中未明确冷态和热态的具体温度。
交接试验标准（GB 50150-2016）要求额定电压为1000V及以上的电机，在运行温度时的绝缘电阻值，定子绕组不应低于每千伏1MΩ，转子绕组不应低于每千伏0.5MΩ。如果按照运行温度时的绝缘电阻值不低于每千伏1 MΩ，以10kV热塑性绝缘电机为例，如果按照交接试验标准（GB 50150-2016）附录B，运行温度时的绝缘电阻值不应低于每千伏1 MΩ反推 ，常温下绝缘电阻标准值见表2-4。
表2-4 常温下绝缘电阻标准值
预试规程（DL/T 596-2005）要求额定电压 3000V 及以上的电机，交流耐压试验前，定子绕组在运行温度的绝缘电阻值不低于每千伏1 MΩ；投运前环境温度下不低于每千伏1 MΩ。预试规程中在耐压试验前的绝缘电阻值要求与交接试验标准一致。《泵站运行规程》（DB32/T 1360-2009）中要求开机前高压主电机定子的绝缘电阻值应不小于10 MΩ。
以上规范中电机绕组绝缘电阻标准值要求不一，测量温度有热态、冷态、运行温度、常温等，让许多运行管理人员无所适从。但其中也有一些规律，旋转电机绝缘测试（GB/T 20160-2006）与交接试验标准（GB 50150-2016）中绝缘电阻允许值反推至环境温度，数值大致相当。鉴于泵站现场条件，绝缘电阻测试大多在机组投运前常温下进行，为便于管理，设置一个常温下测量的合理定值标准是必要的。
泵站主电机基本处于高湿环境，水泵属于连续性负载，启动不频繁，稳定状态运行时间较长。根据试验统计资料分析，泵站电机定子绝缘击穿故障主要发生在启动到稳态运行过程中（长期过载运行的电机除外），电机投运前的基础绝缘电阻值与绝缘击穿之间有一定的关联，在受潮状态下，随着温度上升，电机的定子绕组绝缘电阻值随之上升[8]。因此适当提高常温下绝缘电阻定值标准，使之能够避开绝缘击穿高发区，是很有必要的。笔者建议，根据各类规范标准，采取就高不就低的原则，泵站运行期常温一般在10-35℃，根据旋转电机绝缘测试（GB/T 20160-2006）与交接试验标准（GB 50150-2016），高压电机定子绝缘折中取常温下200 MΩ作为标准值是恰当的。目前江苏省内的大中型泵站基本是新建或经过1-2轮更新改造，在未严重受潮的情况下，绝缘电阻值远超200 MΩ。绝缘轻度受潮的情况下，通过自带的红外加热或者通低压电堵转加热，也能很快的排除潮气，在绝缘电阻达标的情况下，再投入运行。
（2）潜水电机
近年来，潜水电泵机组应用越来越广泛，部分大型泵站也有采用。对于潜水电机的绝缘电阻要求在泵站运行规程和泵站技术管理规范中均未专门提及。根据《井用潜水异步电动机》（GB/T 2818-2014）规定潜水电机（充水式）浸于接近室温的水中12h后，定子绕组对机壳的绝缘电阻不低于150 MΩ；浸于接近室温水中的潜水电机（充油式、干式、屏蔽式）定子绕组对机壳的绝缘电阻应不低于100 MΩ；接近工作温度时，定子绕组的绝缘电阻应不低于1 MΩ”[9]。 《中、大型高、低压潜水泵电动机（机座号315-710）》（JB/T 10869-2008）规定电动机定子绕组的绝缘电阻在热态或温升试验后，电压660V以上的应不低于1 MΩ；电动机定子绕组的绝缘电阻在在冷态时，对电压660V及以下者，应不低于50 MΩ，对电压为660V以上者应不低于100 MΩ。[10]2018年水利部《泵站技术管理规程（征求意见稿）》（GBT30948）中增加了潜水电动机绝缘电阻值内容，见表2-5。
表2-5 潜水电动机绕组绝缘电阻允许阻值
上表取值是恰当的，潜水电机的绝缘电阻标准值常温下可参照表2-5中冷态绝缘电阻的要求执行。
2.3 电缆的绝缘测试
电缆的绝缘电阻与电缆种类、电压等级、长度、温度、湿度、使用年限有关。交接试验标准（GB 50150-2016）没有对电缆绝缘电阻的数值做出明确的要求。预试规程（DL/T 596-2005）规定除自容式充油电缆外，凡停电超过一星期但不满一个月的电缆线路，应测量该电缆导体对地绝缘电阻，但绝缘电阻值 “自行规定”。南方电网公司《电气设备预防性试验规程》（Q/CSG10007-2004）中规定油浸纸绝缘电缆（目前在泵站已采用不多）和橡塑电缆的主绝缘的绝缘电阻大于1000 MΩ[11]。《江苏省电力设备交接及预防性试验规程》对电缆主绝缘的绝缘电阻值也是“自行规定”[12]。《电力电缆线路运行规程》（DL/T 1253-2013）的规定与交接试验标准（GB 50150-2016）一致[13]。《国家电网公司变电验收通用管理规定 第14分册 电缆验收细则》中也只是规定10kV及以上电缆测量各电缆导体对地或对金属屏蔽层和各导体间的绝缘电阻耐压前后应无明显变化，与出厂值比较无明显变化[14]。国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168-2013）中规定电缆主绝缘的绝缘电阻测试与上次相比不应有显著下降，否则应做进一步分析，必要时进行诊断性试验。[15]
这些规定给一线运行管理人员带来了困惑，不知以何为准，也没有确定的定值参考。电缆制造厂测试报告一般会给出20℃每千米绝缘电阻值，即绝缘电阻常数（MΩ•kM），这是由制造厂根据《电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验》（GB/T 3048.5--2007）取样通过电压-电流法测试的数据[16]。对于现场采用绝缘摇表测试来说，新电缆以出厂报告绝缘电阻值为标准，现场测量电缆的绝缘电阻可按下式换算至20℃每千米绝缘电阻值。
R20=K* Rt*L （3）
式中：R20—20℃每千米电缆绝缘电阻，单位MΩ•kM；
Rt—测试温度下的绝缘电阻，单位MΩ；
K—绝缘材料的温度校正系数，根据绝缘材料的不同，可从相关规范查阅；
L—电缆长度，单位kM。
对于运行中的电缆绝缘电阻合格标准宜按以下执行：
（1）历次试验测得的数据无明显差异，与历史数据比较，不低于原来数据的30%；每相导体对地及三相之间的不平衡系数不得大于2.5；耐压试验前后无明显差异。
（2）测量数据换算至20℃与最低参考定值比较，表2-6给出了一组+20℃电力电缆绝缘电阻参考值。[17]
表2-6 +20℃电力电缆绝缘电阻参考值
3 结论
绝缘电阻测试是泵站现场发现电气设备绝缘老化、受潮、故障的最直接的手段，技术管理人员应根据工程实际，在不突破规范的前提下，运行规程、技术管理细编制等方面进一步精细化，制定切实可行的测试标准，便于一线人员精确判断设备隐患，提高运行可靠性。
参考文献
[1]国家发展和改革委员会，《电力变压器试验导则》(JB/T501-2006)
[2]住建部、国家质检总局，《电气设备安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2016）
[3]电力工业部，《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2005）
[4]江苏省质监局，《泵站运行规程》（DB32/T 1360-2009）
[5]国家质检总局、国家标准化委员会，《旋转电机绝缘测试》（GB/T 20160-2006）
[6]美国电气电子工程师协会，《Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery, Recommended Practice for》（ANSI/IEEE 43-2000）
[7]国家质检总局、国家标准化委员会，《中小型旋转电机通用安全要求》（GB 14711-2013）
[8]王道明，高压电机绝缘电阻最低要求值研究。大电机技术，2000（2）
[9]国家质检总局、国家标准化委员会，《井用潜水异步电动机》（GB/T 2818-2014）
[10]国家发展和改革委员会，《中、大型高、低压潜水泵电动机（机座号315-710）》（JB/T 10869-2008）
[11]南方电网公司，《电气设备预防性试验规程》（Q/CSG10007- 2004）
[12]江苏省电力公司，《江苏省电力设备交接及预防性试验规程》
[13]国家能源局，《电力电缆线路运行规程》（DL/T 1253-2013）
[14]国家电网公司，《变电验收通用管理规定 第14分册 电缆验收细则》
[15]国家电网公司，《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168-2013）
[16]国家质检总局、国家标准化委员会，《电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验》（GB/T 3048.5--2007）
[17]曾冠杰，关于电力电缆的绝缘电阻值问题的探讨。中企业管理与科技，2008（12）
作者简介
夏正创，江苏省秦淮河水利工程管理处，长期从事泵站一线技术管理工作。
论文作者:夏正创
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：电阻论文; 电机论文; 泵站论文; 标准论文; 绕组论文; 规程论文; 电阻值论文; 《电力设备》2019年第12期论文;