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電機繞組絕緣電阻的測量與判斷:吸收比與繞組溫度

來源:北京康高特儀器設(shè)備有限公司 發(fā)布時間:2026-10-23 10:41:38 作者: 瀏覽次數(shù):5338次 分類:技術(shù)文章

文章概述: 電機繞組的絕緣判定有兩根柱子,一根是絕緣電阻,一根是吸收比。前者受繞組溫度支配,后者基本不受溫度支配,卻受讀數(shù)時機與儀表輸出能力支配。本文按 GB 50150-2016 第 7.0.3 條給出交接試驗的四層要求:一千伏以下常溫不低于零點五兆歐,一千伏及以上折算至運行溫度后定子不低于每千伏一兆歐、轉(zhuǎn)子不低于每千伏零點五兆歐,吸收比不低于一點二,耐壓合格后另有一條干燥豁免。同時說明 DL/T 596-2021 屬于預(yù)防性試驗的另一條線,判據(jù)與周期不可互相套用。溫度換算一章給出附錄 B 表 B.0.1 的系數(shù)與兩個換算公式,用一臺六千伏電機的完整算例說明折算的方向是除以系數(shù),并量化繞組溫度測偏五攝氏度帶來的折算偏差。方向別弄反。第十章給出受潮、表面臟污與真老化三種成因的分辨次序,第十一章列出記錄必須帶齊的條件。產(chǎn)品落點為北京康高特(KGT)代理的 METREL MI3201 與 MI3200 絕緣測試儀。

一、電機繞組這一處絕緣,測的是三股電流的合流

給電機繞組加上直流電壓之后,回路里的電流不是一個定值。合上開關(guān)的瞬間電流沖上去又迅速回落,幾十秒之后才慢慢落到一條幾乎平的線上。這條曲線里混著三種來歷不同的成分,把它們分開看,后面幾章的判據(jù)才立得住。

頭一股是幾何電容的充電電流,繞組導(dǎo)體與鐵芯之間隔著絕緣,本身便構(gòu)成一個電容,加上直流電壓后的頭幾秒里它要充電,電流大而衰減極快,通常在數(shù)秒內(nèi)便基本消失。這一股與絕緣好壞關(guān)系不大,它反映的是繞組對地的幾何尺寸。

第二股是極化電流,也常叫吸收電流。絕緣材料內(nèi)部的偶極子與界面電荷在外電場作用下要重新排布,這個過程慢得多,從幾秒延續(xù)到幾分鐘。絕緣干燥時極化現(xiàn)象明顯,這一股衰減得慢。絕緣受潮之后,極化被電導(dǎo)掩蓋,這一股便弱下去。吸收比要抓的正是它。

第三股是泄漏電流,即貫穿絕緣體積及沿表面的電導(dǎo)電流。它不隨時間衰減,是曲線末尾那條平線對應(yīng)的值。這一股的大小才真對應(yīng)絕緣電阻的穩(wěn)態(tài)讀數(shù)。

三股合起來,兆歐表在一分鐘內(nèi)讀到的數(shù)是它們相加的結(jié)果。用 60 秒的讀數(shù)除以 15 秒的讀數(shù),比值之所以有意義,正是因為 15 秒時前兩股還沒走完,60 秒時它們已經(jīng)褪去大半,剩下的以泄漏成分為主。絕緣受潮時泄漏成分大,兩個時間點上的讀數(shù)差別小,比值便往 1 靠。比值靠近 1,是這一條判據(jù)在報警。

二、吸收比在問什么:把極化電流從泄漏電流里挑出來

吸收比的定義很直白,是加壓 60 秒時的絕緣電阻讀數(shù)與加壓 15 秒時讀數(shù)之比,習慣寫作 R60 比 R15。極化指數(shù)走的是同一條路子,只是把第二個讀數(shù)放到 10 分鐘,即 R10min 比 R1min。

它的物理含義可以這樣理解,干燥的絕緣極化電流衰減得慢,15 秒到 60 秒這段區(qū)間里讀數(shù)還在明顯往上爬,比值顯著大于 1。受潮的絕緣里電導(dǎo)電流占了大頭,這條曲線幾乎是平的,兩個讀數(shù)挨得很近,比值靠近 1。判據(jù)便建立在這兩端之間。

這條判據(jù)的代價是它對讀數(shù)本身的離散很敏感。15 秒這個點離加壓時刻太近,儀表建立電壓的過程、繞組電容充電的尾巴、操作人員按下計時鍵的早晚,都會在 15 秒的讀數(shù)上留下幾個百分點的差別。60 秒與 10 分鐘的比值穩(wěn)得多,這也是大容量電機更愿意看極化指數(shù)的原因,繞組對地電容大,充電的尾巴拖得更長。

另一處限制在量程那一端,繞組絕緣電阻本身已經(jīng)很高時,比如已經(jīng)到數(shù)千兆歐量級,兩個時間點的讀數(shù)都壓在同一段量程的高位上,比值被分辨率限制住,讀不出差別。現(xiàn)場普遍的做法是在這種情況下不再把吸收比當考核項,改看極化指數(shù),或者看數(shù)值與歷史數(shù)據(jù)的變化。這一條在第四章還會再碰到。

兩條判據(jù)的分工可以這樣記,絕緣電阻回答的是「絕緣還剩下多少阻值」,吸收比回答的是「這份阻值里有多少來自電導(dǎo)」。前者看數(shù)值,后者看曲線的形狀。受潮的早期,數(shù)值可能還壓在合格線以上,形狀已經(jīng)變了。等數(shù)值也掉下來,受潮往往已經(jīng)進了一層。標準把兩條并排寫而不是擇一,理由便在這里。至于現(xiàn)場具體怎么接線、怎么讀數(shù),另有一份實施導(dǎo)則 DL/T 474.1-2018 管著,它對絕緣電阻、吸收比及極化指數(shù)的試驗步驟給的規(guī)定更細。本文講的是判據(jù)與折算,步驟那一層按這份導(dǎo)則執(zhí)行。

表1 絕緣電阻讀數(shù)的三種成分與各自的時間行為

成分衰減快慢與絕緣狀態(tài)的關(guān)系在吸收比里的角色
幾何電容充電電流數(shù)秒內(nèi)基本消失取決于繞組對地尺寸抬高 15 秒讀數(shù),壓低比值
極化電流數(shù)秒至數(shù)分鐘干燥時強,受潮時弱比值的來源,干燥時比值大
泄漏電流基本不隨時間變化受潮與老化時增大決定穩(wěn)態(tài)讀數(shù),比值趨近于 1

三、1.2 這條線寫在交接標準里

電機繞組的絕緣電阻判據(jù),出處要分清是交接還是預(yù)防。交接試驗的現(xiàn)行標準是 GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗標準》,它對電動機的要求集中在第 7.0.3 條,條文內(nèi)容可以概括為四層。

頭一層是電壓分界。額定電壓 1000 V 以下的電動機,常溫下繞組絕緣電阻值不應(yīng)低于 0.5 MΩ。額定電壓 1000 V 及以上的電動機,要折算到運行溫度之后再判,定子繞組不應(yīng)低于 1 MΩ/kV,轉(zhuǎn)子繞組不應(yīng)低于 0.5 MΩ/kV。折算的口徑在附錄 B 里,即本文第六、第七章要講的內(nèi)容。

第二層是吸收比。1000 V 及以上的電動機應(yīng)當測量吸收比,吸收比不應(yīng)低于 1.2。中性點可以拆開的,應(yīng)當分相測量。這一層常被人忽略的是「1000 V 及以上才測」這個前提,低壓電機不給吸收比定門檻,因為低壓繞組的對地電容小、容量小,兩個時間點的讀數(shù)差別本身便不明顯,比值說明不了多少問題。

現(xiàn)場常遇到的一類情形是,一臺 6 kV 電機冷態(tài)測到幾千兆歐,讀數(shù)看著很寬裕,班組便不再算比值。等到折算到運行溫度再看,余量其實并不寬,吸收比也只壓在 1.1 上下。這時候回過頭去找受潮的原因,往往已經(jīng)錯過了一個檢修窗口。

第三層是耐壓前的門檻。做交流耐壓之前,絕緣電阻應(yīng)當滿足前面兩層的要求。讀數(shù)沒過線便加耐壓,風險由試驗方承擔。

第四層是干燥的豁免,耐壓試驗合格,且折算到運行溫度之后(環(huán)氧粉云母絕緣在常溫下)不低于額定電壓 1 MΩ/kV 的,可以不經(jīng)干燥投入運行。這一層在工程上很實用,它把「讀數(shù)偏低便一定要烘」這個習慣性動作,改成了有條件的判斷。

表2 GB 50150-2016 第 7.0.3 條對電動機繞組的要求

條款層適用對象判據(jù)
低壓側(cè)絕緣電阻額定電壓 1000 V 以下常溫下不低于 0.5 MΩ
高壓側(cè)絕緣電阻額定電壓 1000 V 及以上折算至運行溫度后,定子不低于 1 MΩ/kV,轉(zhuǎn)子不低于 0.5 MΩ/kV
吸收比額定電壓 1000 V 及以上不低于 1.2,中性點可拆開的分相測量
干燥豁免交流耐壓合格者折算后不低于額定電壓 1 MΩ/kV,可不經(jīng)干燥投運

四、預(yù)防性試驗是另一條線,判據(jù)不能互相套用

交接與預(yù)防是兩套規(guī)程,判據(jù)與周期都不通用。預(yù)防一側(cè)的現(xiàn)行規(guī)程是 DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》。工程上常被引用的口徑是,6 kV 及以上電機在 10~30 ℃ 時吸收比不低于 1.3,絕緣電阻超過 3000 MΩ 時吸收比可以不作考核,與歷史數(shù)據(jù)相比的降幅也另有一個常用限值。這幾個數(shù)字出自二手整理,落到判定之前應(yīng)當按規(guī)程原文逐條核對,本文不把它們當作可直接引用的門檻值。

真正的分界線在兩件事上,一是適用階段不同,交接是新設(shè)備投入運行前的驗收,預(yù)防是運行期間的周期性檢查。二是判據(jù)的寫法不同,交接給的是與額定電壓掛鉤的每千伏兆歐數(shù),預(yù)防給的是與歷史數(shù)據(jù)及同類設(shè)備比較的相對判據(jù)。把交接的 1.2 搬到預(yù)防報告上,或者拿預(yù)防的周期去要求新投運的設(shè)備,都屬于套錯規(guī)程。

另有一條容易被混用的規(guī)則,絕緣電阻很高時吸收比可以不作考核,這句話在兩側(cè)都有出現(xiàn),但觸發(fā)它的數(shù)值并不一樣。現(xiàn)場寫報告時應(yīng)當注明引的是哪一份規(guī)程的哪一條,不能只寫一個比值了事。

周期那一側(cè)的差別同樣不小。預(yù)防性試驗按設(shè)備的重要程度與環(huán)境條件定了不同的周期,交接試驗只有一次,在時間軸上的位置完全不同。拿周期性的相對判據(jù)去驗收一臺新設(shè)備,等于把一臺沒有歷史數(shù)據(jù)的設(shè)備放進一條依賴歷史數(shù)據(jù)的判據(jù)里,這條判據(jù)在它身上是沒有意義的。

五、繞組溫度為什么壓得住一切:指數(shù)關(guān)系

溫度對絕緣電阻的影響不是線性的,是指數(shù)級的。同一臺電機,夏天熱態(tài)測出來的讀數(shù)與冬天冷態(tài)測出來的讀數(shù)可以差十幾倍,而絕緣本身并沒有發(fā)生任何變化。

定量地說,熱塑性絕緣每降低 10 ℃,讀數(shù)約翻一倍。B 級熱固性絕緣的幅度小一些,每降低 10 ℃ 約乘 1.6 倍。這兩個數(shù)字來自 GB 50150-2016 附錄 B 給出的換算公式,公式在下一章給出。

指數(shù)關(guān)系不是憑經(jīng)驗湊出來的,它有物理來歷。絕緣材料的電導(dǎo)是熱激活過程,載流子的產(chǎn)生與遷移都隨溫度升高而加快,電導(dǎo)率隨溫度按指數(shù)上升,絕緣電阻作為電導(dǎo)的倒數(shù)便按指數(shù)下降。溫度系數(shù)因材料而異,熱塑性絕緣取到 2 這個底數(shù)、B 級熱固性絕緣取到 1.6,正是材料差別落在數(shù)值上的結(jié)果。

這個量級意味著什么,可以算一下,一臺電機繞組溫度從 40 ℃ 降到 20 ℃,熱塑性絕緣的讀數(shù)要乘上 2 的 2 次方,即為 4 倍。從 40 ℃ 降到 5 ℃,乘上 2 的 3.5 次方,約 11 倍。現(xiàn)場拿著兩次相隔半年的數(shù)據(jù)做趨勢,一次測在檢修之后的冷態(tài),一次測在停機后不久的溫態(tài),讀數(shù)差了七八倍,若只比數(shù)值,很容易得出絕緣劣化的結(jié)論。真正該做的是把兩次都折算到同一個溫度基準,再比。

還有一處容易錯的地方是折算的基準溫度,電機的附錄 B 給的是「運行溫度」,對熱塑性絕緣取 75 ℃,對 B 級熱固性絕緣取 100 ℃。這不是 20 ℃,也不是 25 ℃。設(shè)備類別不同,折算基準也不同,把別的設(shè)備那一套 20 ℃ 折算搬到電機上,折出來的數(shù)沒有意義。

有一類場合值得單獨提一句,現(xiàn)場遇到過的情形是,一臺 10 kV 電機在停機兩小時后測得 800 MΩ,隔天清早冷透之后測到 2200 MΩ,班組以為一夜之間絕緣恢復(fù)了。把繞組溫度記下來一折算,兩次差不到百分之十。這個例子說明讀數(shù)的取得時刻與溫度條件必須一起記,缺一項便沒有可比性。

六、附錄 B 的系數(shù)表怎么用:方向別弄反

附錄 B 的表 B.0.1 名為「電機定子繞組絕緣電阻值換算至運行溫度時的換算系數(shù)」,給出定子繞組溫度在 70、60、50、40、30、20、10、5 ℃ 這幾個點上的系數(shù) K,熱塑性絕緣與 B 級熱固性絕緣各一行。

用法的方向是這一章的關(guān)鍵,標準里 R 指的是繞組熱狀態(tài)(即運行溫度)下的絕緣電阻值,Rt 指的是溫度為 t 時的讀數(shù),兩者關(guān)系寫作 Rt 等于 R 乘系數(shù)。所以現(xiàn)場要把實測讀數(shù)換算到運行溫度時,是除以系數(shù),不是乘。這一處弄反。判據(jù)便整個翻了個兒。

舉一個算例口徑。某臺熱塑性絕緣的繞組在 10 ℃ 時測得 100 MΩ,查表得系數(shù) 90.5,折算到 75 ℃ 的值為 100 除以 90.5,約 1.1 MΩ。這個數(shù)字看著很小,但按 1 MΩ/kV 的判據(jù),只要額定電壓不超過 1000 V 便仍然過線。若把它乘上 90.5,得到 9050 MΩ,那才是荒謬的。

配套的兩個公式如下,熱塑性絕緣寫作 Rt 等于 R 乘 2 的(75 減 t)除以 10 次方,B 級熱固性絕緣寫作 Rt 等于 R 乘 1.6 的(100 減 t)除以 10 次方。兩個公式與表 B.0.1 的數(shù)值是互驗的,取 30 ℃ 那一列,熱塑性算得 22.6,表里也是 22.6,B 級熱固性算得 26.8,表里也是 26.8。用哪個都行,用公式的好處是溫度不在表列的點上時可以插進去算。

表3 定子繞組絕緣電阻溫度換算系數(shù)(按 GB 50150-2016 附錄 B 表 B.0.1)

定子繞組溫度(℃)706050403020105
熱塑性絕緣 K1.42.85.711.322.645.390.5128
B 級熱固性絕緣 K4.16.610.516.826.84368.787

七、一個完整算例:從冷態(tài)讀數(shù)到運行溫度

把前面兩章合起來,走一遍完整的判定過程。

算例設(shè)定:一臺額定電壓 6 kV 的電動機,定子繞組為環(huán)氧粉云母絕緣,按 B 級熱固性絕緣處理。停機后繞組溫度 30 ℃,三相一起測得對地絕緣電阻 500 MΩ,15 秒讀數(shù)為 340 MΩ。

頭一步算折算值。查表 B.0.1,B 級熱固性絕緣在 30 ℃ 對應(yīng)的系數(shù)是 26.8,折算到運行溫度 100 ℃ 的值為 500 除以 26.8,約 18.7 MΩ。用公式驗一遍,500 除以 1.6 的 7 次方,1.6 的 7 次方約 26.84,得 18.6 MΩ。兩處相差不到百分之一,差來自表格的取整。

第二步對判據(jù)。額定電壓 6 kV,按 1 MΩ/kV,定子繞組的門檻是 6 MΩ。18.7 MΩ 高于 6 MΩ,絕緣電阻這一項通過。

第三步算吸收比。60 秒讀數(shù) 500 MΩ,15 秒讀數(shù) 340 MΩ,比值為 1.47。交接標準給的 1.2 這條線,1.47 高于 1.2,通過。

第四步檢查條件的可靠性。這一步常被跳過。繞組溫度 30 ℃ 這個數(shù)是估的還是測的,直接決定前三步的可信度。若實際溫度是 25 ℃,系數(shù)取 1.6 的 7.5 次方,約 33.9,折算值變成 500 除以 33.9,約 14.7 MΩ。

溫度測偏 5 ℃,折算值從 18.7 MΩ 變成 14.7 MΩ,差了約百分之二十七。對熱塑性絕緣這個幅度更大,5 ℃ 的偏差帶來約百分之四十一的變化。這兩次判定都過線,是因為這臺電機的余量夠。換一臺讀數(shù)剛壓在門檻上的,溫度測偏 5 ℃,結(jié)論便翻面了。

還有一處口徑要事先定好,中性點拆得開的電機應(yīng)當分相測量,三相一起測得到的是三相并聯(lián)的結(jié)果,讀數(shù)會被其中較差的一相拉低,卻看不出差在哪一相。分相測量多花的時間不多,換來的是缺陷能定位到相。報告里若只有三相一起測的數(shù),判定只能落在整體上,后續(xù)處理便只能籠統(tǒng)地烘。

結(jié)論很直接:繞組溫度的測量誤差,是折算這一類判據(jù)的不確定度來源,量級遠大于儀表準確度帶來的那一份。絕緣電阻表自身的準確度通常在百分之幾的水平,檢定按 JJG 1005-2019 執(zhí)行,而溫度測偏 5 ℃ 帶來的是百分之二十七以上的折算偏差。把儀表準確度往上抬一檔,不如把繞組溫度測準。

八、吸收比本身要不要做溫度折算

答案傾向于不做,理由也簡單:吸收比是兩個在同一溫度下取得的讀數(shù)之比,溫度對兩個讀數(shù)的作用方向一致,比值里溫度的影響大部分抵消掉了。這也解釋了為什么附錄 B 只給絕緣電阻的換算系數(shù),沒有給吸收比配一張表。

但「大部分抵消」不等于「完全無關(guān)」。溫度改變的是極化過程本身的快慢,繞組溫度高時極化進行得快,60 秒的讀數(shù)更接近穩(wěn)態(tài),比值反而可能偏低。繞組溫度低時反過來。所以在溫度偏離常溫較遠的場合,單看吸收比容易得出偏嚴或偏松的結(jié)論。

現(xiàn)場的處理辦法是先把兩條判據(jù)分開看,絕緣電阻這一側(cè)嚴格按附錄 B 折算到運行溫度,再對每千伏兆歐數(shù)。吸收比這一側(cè)直接對 1.2 這條線,但在報告里注明測量時的繞組溫度。兩條都過線才算通過,一條不過線時先看溫度與濕度的條件,再決定是否烘潮或者復(fù)測。

還有一處誤用值得點出來,有人把吸收比也乘上溫度系數(shù),理由是「讀數(shù)都要折算」。這是把絕緣的電阻溫度特性套到了比值上。套錯了對象。吸收比不合格時,排查的順序是先確認繞組溫度與表面狀況,再看歷史數(shù)據(jù),絕緣本身的問題放到末尾再考慮。

九、繞組溫度到底測哪一點

判據(jù)里的 t 指的是測量時的繞組溫度,不是環(huán)境溫度,也不是機殼表面溫度。這一點的落實比看上去麻煩,有檢溫計的與沒有檢溫計的兩類電機,做法完全不同。

有埋置檢溫計的電機,直接讀檢溫元件的阻值換算成溫度。這是繞組本身的實際溫度,優(yōu)先級高。容量較大的高壓電機定子槽里通常都埋了檢溫元件,讀數(shù)可以引到接線盒或端子箱上。

沒有埋置檢溫計的電機,退而求其次的辦法是用機殼溫度或者冷卻介質(zhì)溫度代替,條件是停機之后要等足夠長的時間,讓繞組與機殼之間的溫差消掉。停機剛結(jié)束時繞組比機殼熱得多,這時候拿機殼溫度當繞組溫度,折算出來偏樂觀。

停機之后繞組溫度一路往下走,絕緣電阻讀數(shù)便一路往上爬。同一臺電機停機半小時測與停機一夜測,讀數(shù)可以差好幾倍。這帶來一條記錄上的要求:讀數(shù)的取得時刻與停機時刻要一起記,否則兩次數(shù)據(jù)沒法比。

溫度測量的誤差有多大,第七章已經(jīng)算過,5 ℃ 對應(yīng)百分之二十七到四十一的折算偏差。現(xiàn)場能做的減量動作有三個,一是盡量用埋置檢溫計。二是沒有檢溫計時用點溫計測機殼多點取平均,并在停機之后等溫度穩(wěn)住。三是同一臺電機每次都按同樣的停機時長測,讓歷次數(shù)據(jù)處在可比的狀態(tài)。

這里有一條容易被理解反的細節(jié),折算值對溫度的敏感度是固定的,溫度每差 5 ℃,折算值便差約百分之二十七(B 級熱固性),與繞組當時處在多少度無關(guān),因為系數(shù)本身即指數(shù)函數(shù)。真正隨冷態(tài)熱態(tài)變化的不是這一項,而是溫度能不能測準。停機不久時繞組內(nèi)部溫度梯度大,檢溫計讀的是埋置點那一處的溫度,代表不了整個繞組。停機足夠久之后溫度場勻了,用機殼溫度去推也偏不了多少。所以冷態(tài)測的價值不在讀數(shù)好看,在于溫度這一項測得準。

十、受潮、臟污與真老化的分辨

絕緣電阻偏低只是現(xiàn)象,它是哪一種原因,判據(jù)本身不回答。三種常見的成因在讀數(shù)上的表現(xiàn)并不一樣。

受潮的特征是數(shù)值低、吸收比也偏低,而且這兩個量隨干燥過程一起回升。繞組受潮之后電導(dǎo)電流增大,泄漏成分吃掉極化成分,比值往 1 靠。烘潮之后讀數(shù)抬起來、比值跟著上去,基本可以確認是受潮。

表面臟污的特征是數(shù)值低,但屏蔽端接上之后讀數(shù)明顯回升。繞組引出線與接線盒上的積塵、油污提供了一條沿表面的泄漏通道,它與絕緣本身的好壞無關(guān)。用儀器的屏蔽端把這條通道引開,剩下的才是體積電阻。屏蔽端的接法另有一套講究。本文不展開。

真老化的特征是數(shù)值低、吸收比偏低,而且干燥之后不回升。絕緣材料在長期熱與電的作用下發(fā)生不可逆變化,體積電阻下降到某個水平之后便停在那里。這種情況靠烘潮解決不了,判定的依據(jù)是歷史數(shù)據(jù)的長期趨勢,不是某一次的讀數(shù)。

三種成因的處置完全不同,判錯了代價很大。把受潮當成老化,會提前安排大修或者換繞組。把老化當成受潮,會讓一臺該退出的設(shè)備繼續(xù)掛著。分得清的關(guān)口在兩個字:可逆。可逆的是受潮與臟污,不可逆的是老化。判斷可逆與否的辦法只有一個,處理之后再測一次,所以每一次低讀數(shù)之后的復(fù)測記錄都要留著。

十一、記錄要帶齊哪些條件

一份能用于趨勢判斷的記錄,絕緣電阻的數(shù)值只占其中一小部分。現(xiàn)場應(yīng)當一并記下的條件有這樣幾項。試驗電壓用的是多少伏,兩次測量若不一致,讀數(shù)沒有可比性。繞組溫度與測溫方式,寫清楚是埋置檢溫計還是機殼測溫,以及停機多久。15 秒與 60 秒的讀數(shù),測極化指數(shù)的還要 1 分鐘與 10 分鐘的讀數(shù),比值可以直接記,原始讀數(shù)也應(yīng)當留著。測量范圍,三相一起測還是分相測,中性點有沒有拆開,電纜有沒有解列,這些決定了讀數(shù)代表哪一段絕緣。環(huán)境條件,環(huán)境溫度與相對濕度,繞組表面有沒有凝露。歷史數(shù)據(jù),上一次的讀數(shù)及當時的條件,沒有這一項,趨勢判斷無從談起。

試驗之后的收尾也應(yīng)當寫進作業(yè)指導(dǎo)書,繞組測完之后要放電,容量越大放電時間越長,這一步不能省。放電不徹底便去做別的工作,殘余電荷既傷人也傷儀表。

儀器這一環(huán)要配合三件事,電壓能覆蓋到試品的額定電壓等級,輸出能力足夠讓大電容繞組在 15 秒之內(nèi)把電壓建立起來,比值由儀器按時間點自動取數(shù)而不是靠人掐表。三者缺一。前面幾章的判據(jù)便落不到實處。

北京康高特(KGT)代理的 METREL 絕緣測試儀在這一類場合的落點,可以從幾處參數(shù)看。表4 列出兩個型號的關(guān)鍵指標。

表4 北京康高特(KGT)代理的 METREL 絕緣測試儀在電機繞組測試中的參數(shù)落點

型號MI3201MI3200
輸出電壓范圍250 V 至 5000 V500 V 至 10000 V
電壓步進25 V25 V
短路電流5 mA5 mA
絕緣電阻量程至 1 TΩ,可擴展到 10 TΩ至 10 TΩ
比值計算支持吸收比與極化指數(shù)自動計算支持吸收比與極化指數(shù)自動計算
防護等級CAT IV 600 V,IP44CAT IV 600 V,IP44

短路電流 5 mA 這個參數(shù)在電機這一類試品上很關(guān)鍵。繞組對地電容越大,儀表把電壓充到設(shè)定值需要的時間越長,15 秒的讀數(shù)便可能取在電壓還沒穩(wěn)住的時點上,比值跟著失真。輸出能力夠,才談得上 15 秒與 60 秒這兩個點取得準。這一點在容量較大的高壓電機上尤其明顯,同樣一臺儀表測低壓小電機時電壓建立得很快,換到大電機上等待時間會拉長。

輸出電壓范圍決定覆蓋面,MI3201 到 5000 V,覆蓋 6 kV 及以下電機的常規(guī)試驗電壓。MI3200 到 10000 V,適合更高電壓等級的電機與發(fā)電機。25 V 的步進讓試驗電壓可以按設(shè)備額定電壓精細設(shè)定,同一臺儀器從低壓電機覆蓋到 10 kV 電機,不必為每一檔配一臺表。這兩類儀表的技術(shù)要求分別落在 DL/T 845.1-2019 與 GB/T 43343-2023 里,前者管電子式絕緣電阻表的通用技術(shù)條件,后者管額定電壓一千伏以上的高壓絕緣電阻表,選型與驗收都可以按這兩份查。

結(jié)語:先定溫度,再談比值

電機繞組的絕緣判定有兩根柱子,一根是絕緣電阻本身,一根是吸收比。前者受溫度支配,后者基本不受溫度支配,但受讀數(shù)時機與儀表能力支配。現(xiàn)場容易犯的錯,是把兩根柱子的規(guī)則互相搬來搬去,或者干脆只立一根。

順序是先定溫度,再談比值。溫度定不下來,折算出來的數(shù)便沒有意義,吸收比再漂亮也只是同一條曲線上的兩個點。反過來,只盯著折算后的數(shù)值,把吸收比當成可選項,也會漏掉受潮這一類恰恰要在比值上才看得見的問題。

落到作業(yè)上,次序是定死的:先把繞組溫度測準,再取 15 秒與 60 秒的讀數(shù),折算之后才談合格與否。這三步的次序一亂,后面算得再細也補不回來。

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