摘要：绝缘的预防性测试是指电气设备每运行一定时间，不论运行情况如何，对其绝缘性能均进行的测试。引进电机高级修过程中，对绝缘结构进行诊断，并采取项检测和试验手段来检验绝缘的可靠性，通过对检测数据的处理，考验绝缘系统是否有足够的电气和机械强度，是否能在各种工况和环境条件下可靠运行，避免有潜在隐患电机流出厂外，造成不必要的事故发生。
关键词：引进电机；高级修；检测数据；绝缘性能；数据处理
引言
在铁路建设飞速发展的背景下，安全问题显得尤为重要。而针对高级修电机而言，绝缘问题产生的停车故障越来越多。为了减少这一问题，我们在实际检修过程中加大了电气检测力度。通过对检修过程中的各类数据进行科学合理的处理，制定出一个合理的检修数据参考值，提升技术引进电机的检修水平。并且在此基础上，通过不断积累检测数据，提前预判风险因素，制定出了一系列检修措施来提高电机的绝缘寿命。
1 高级修电机绝缘检测的必要性
目前铁路电机长期在环境恶劣中运行，定子绝缘要遭受电、热、机械应力和环境等因子的共同作用，其绝缘内部会产生气隙、分层、裂纹和剥离等缺陷，以及造成槽楔松动和端部振动。在运行电压的作用下，除了内部放电外，还会产生槽部放电、端部放电和电弧放电。当放电量较大时，就有可能引起定子绝缘更大的老化放电，甚至会发生接地短路、匝间短路、相间短路和绝缘大面积烧损等重大故障，严重影响电机运行的可靠性。因此，对高级修电机绝缘检测工艺进行研究，具有重要意义。
2 高级修电机绝缘缺陷分类
2.1高级修电机绝缘缺陷分类
高级修电机绝缘缺陷主要分为两大类：
（一）集中性缺陷：例如绝缘局部损伤、局部受潮或导入导电性物质
（二）分布性缺陷：指电气设备绝缘整体性能下降，如绝缘的老化变质、受潮或脏污
2.2绝缘预防性测试的分类
绝缘预防性测试的方法从破坏性角度主要分为两类：
（一）非破坏性测试：是指在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法来测试绝缘的各种特性，进而判断绝缘的缺陷，如测量绝缘电阻和极化指数、吸收比测量等
（二）破坏性测试：是指在较高电压下对绝缘进行的耐压测试，如直流耐压测试和交流耐压测试，这类测试能有效的揭露那些危害较大的集中性缺陷，但测试过程中可能对绝缘造成一定的破坏
3 高级修电机绝缘检测项目
3.1绝缘电阻检测
绝缘电阻的基本功能是阻止电流通过，使电能按设计的途径传输，保证设备的正常工作。绝缘电阻就是用以表征绝缘体阻止电流流通的能力。严格的说，绝缘电阻是外施直流电压和通过绝缘的泄漏电流之比。但是，大容量电机绝缘的吸收电流衰减需要较长时间，为应用上的方便，常采用外施电压除以10min、1min、15s绝缘电阻值。
3.1.1冷态绝缘电阻检测
冷态绝缘电阻与绝缘材料、结构、工艺和测试方法等因素有关，还与绝缘表面状态和环境条件密切相关，它经常作为绕组工频耐压试验和电机启动前，判断绝缘性能时的参考；
使用兆欧表将红色表笔接触接线端子（UVW中任意一项），黑色表笔接电机机壳，选取合适的电压（见表1）通电1min测量绝缘电阻。
表1：冷态绝缘电阻测量电压选择
按中国标准GB755-87规定，电机绕组在工作温度时，绝缘电阻值应达到下式结算值：
R≥UN/(1000+PN/100) MΩ
式中：R—电机绝缘电阻（MΩ）
UN—电机额定电压（V）
PN—电机的额定功率（KW）
按上式电阻值的要求是热态75℃时的电阻值，实为国家标准要求。在实际执行时比较困难，电机在冷态时，可参考公式：RMC≥U/1000×(75-t)/5
式中：RMC—冷态电阻考核值（MΩ）
T — 测量时绕组的温度（℃）
U — 绕组额定电压（V）.
3.1.2吸收比检测
是在一定的直流试验电压下，试验样品在60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻的比值：
K=R60s/R15s
式中：K表示绝缘吸收特性。根据DL/T596-1996《电气设备预防性能试验规程》规定，要求K≥1.6。K值小时，表示绝缘状况不佳。
3.1.3极化指数检测
绝缘电阻和吸收比是判断电机绕组绝缘状况的最基本、最直接的参数，但不是唯一的参数。当吸收比较小时，为了更好的判断是否受潮，可以用极化指数再进行判定。极化指数PI为10min时的绝缘电阻与1min时绝缘电阻的比值：
PI=R10min/R1min
根据DL/T596-1996《电气设备预防性能试验规程》规定，要求PI≥2.0。PI值＜2时，表示绝缘状况不佳。
3.2介质损耗检测
电介质在交流电压作用下，除电导损耗外还有极化损耗及游离损耗（电晕损耗和比直流电压作用下更为强烈的局部放电引起的损耗）。电机在交流电压下的介质损耗主要来自四个方面：绝缘体内直流泄漏电流引起的电导损耗、松弛极化引起的介质损耗、界面极化引起的损耗以及局部放电引起的损耗。绝缘材料介质损耗的大小通常用介质损耗仪检测介质损耗角正切（tanδ）。它与绝缘材料的形状、尺寸无关，是材料固有的性能。能灵敏的反映整个绝缘层的受潮、制造工艺、主绝缘内部气隙的情况以及材质的优劣，它是判断电机定子绕组主绝缘质量的主要指标之一。
当绝缘整体受潮，劣化变质或者定子绕组中有小体积贯通和未贯通的局部缺陷时，就会发生介损检测值变大，我们根据介损值的大小来判断电机后续的修理程序，比如对定子进行烘潮、浸漆等方式进行处理。
3.3交流耐压检测
交流耐压检测是破坏性检测。在检测之前必须对被试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介损等项目的检测，若检测结果正常方能进行交流耐压检测。若发现设备的绝缘情况不良（如受潮和局部缺陷等），通常应先进行处理后再做耐压检测，避免造成不应有的绝缘击穿。电机绕组绝缘在制造、维修和预防性检测中，必须按照相应规定，对绕组进行交流耐压检测。在耐压检测中，一方面在检测过程中我们注意绕组是否有闪络、击穿等放电现象的发生，还应注意泄漏电流值及其变化现象。由于电场作用，绝缘材料一般都会有泄漏电流产生， 泄漏电流越大，越容易产生热击穿，一般的工频交流耐压机都有泄漏电流的显示。所以电机例行试验时，我们增加对泄漏电流值的记录，在符合内部参考值范围时方认为电机合格，否则为异常电机。
3.4直流泄漏电流检测
绝缘体在开始时电流成分很多，除了泄漏电流之外，还有充电电流、极化电流等，这些电流都是随时间减小的，最后这个稳定的电流称之为表征电介质本征电导的泄漏电流。用公式来表示。
I=U/R
在测量泄漏电流时，可能出现以下几种情况：
（一）微安表指针连续摆动。这可能是电源波动、直流电压脉动系数波动较大以及测试回路中有充放电过程
（二）微安表突然出现不规则的大脉冲，这可能是被试样品中有局部出现间断性放电
（三）微安表读数时随时间不断增大，这说明被试样品有击穿危险
（四）可以用泄漏电流与加压时间的关系曲线测量吸收比来判断绝缘缺陷。泄漏电流与加时间的关系曲线如图1-1所示。在直流电压作用下，当绝缘受潮或有缺陷时，电流随加压时间下降得比较慢，最终达到的稳态值也较大；而绝缘良好时，泄漏电流随时间下降很快，最后稳定的电流值很小
图1泄漏电流与加压时间的关系曲线
1—良好；2—受潮或有缺陷
4结束语
我公司在高级修电机检修方面时间尚短，检修过程中会不断遇到各种突发状况。因此各种检测数据的积累以及检测手段的拓展变得十分重要。通过对各类绝缘检测数据进行统计和分析，制定绝缘参数指标，才能在后续的电机制造以及检修工艺方面得到持续改进和提升。
参考文献
[1]曹晓眬，钟力生.电气绝缘技术基础(第1版),机械工业出版社.
[2]淡淑恒，赵子玉.电气设备绝缘与试验(第1版), 中国电力出版社.
论文作者:边海瑞,董小嘉,李建军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/3
标签：电机论文; 电流论文; 电阻论文; 绕组论文; 耐压论文; 电压论文; 缺陷论文; 《电力设备》2018年第7期论文;