9规程2:整机试验规程

9.1概述

9.1.1试品定义

试品可以是实际电机、电机组件或者模型。使用实际电机作为试品,为本部分的规程2。

9.1.2试验规程

本热老化试验规程由若干周期组成。每一周期包含:

——热老化分周期;

——诊断分周期,包括潮湿试验,电机运转时连续施加电压,电压也是一个诊断因子。

在高于实际温度的试验期间，会出现较大的执机械应力及浓度较高的分解物。也可以认为，不规值的高机械应力或电压可产生不同于长期运行期间产生的失效。

由于主要试验参数、制造工艺及电机试验方法的不同，比较不同制造厂的电机是非常困难的。本试验规程是在同一试验设备上对比同一个制造厂电机的绝缘结构。

即使对实际电机进行试验,从绝对意义上说结果仍不能用于确定电机的实际运行寿命。通过绝缘结构的对比,此试验仅作为用于分级的方法。

9.2试品

9.2.1试品结构

试品为完整电机，试验电机可进行改进以增强机械寿命。若绝缘结构及其工作环境没有变化,允许采用提高温升的各种方法。

对实际电机进行试验的情况下组件的尺寸、绕组的制造工艺及成形会影响试验结果。因此,应采用在正常生产中已采用的或将要采用的制造工艺制作试品。

9.2.2试品数量

每种绝缘结构,每个老化温度点应至少对5台电机进行试验。

9.2.3质量保证试验

在首次热老化分周期试验之前,应进行下列质量保证试验:

——试品的外观检查:

——按IEC-1进行耐电压试验。

9.2.4初始诊断试验

在第一个热老化分周期试验开始之前,对每一台完整的试品进行9.4规定的诊断试验。

9.3热老化分周期

9.3.1老化温度与分周期长度

应按5.2规定进行。

使用电阻法测量试验温度,如安装热电偶以控制温度。在达到热老化温度后温度应精确控制在5.3规定的范围内。如果任何一台电机的温度明显不同于在同一温度下试品组的平均温度,应记录且在数据分析中予以考虑。

9.3.2加热方式

产生热量的方式取决于试验所用电机类型及可用的实验室设备。通过加大气隙、增加起动和正反转次数、叠加于标准交流电流上的直流电流或提高电机周围空气温度等方法将增大电机的损耗,从而得到高于正常绕组温度的温度。为了校准热老化分周期间的温度,电机可在正常电压和频率下运行,利用电控装置,不时地使之自动起动、停机或反转。也可采用其他温度控制方法,包括自动地改变电压、调节周围空气温度或两者相结合使用。

应在试验报告中详述加热方法。

单相电机在热老化分周期间,每天至少要进行次启-停操作。单相电机在起动期间起动绕组的电流密度远大于主绕组的电流密度。启动次数的选择应确保起动绕组的温度比主绕组的温度高10-30K。

多相电机在热老化分周期间,每天至少要进行次起动或反转操作。通常在反转期间电损耗用于维持升高的温度在这种情况下每天的反转次数可能大大超过次。在寿命试验过程期间,最高温点的总暴露时间相对较短,使得反转次数相对较少。最低温度点的总暴露时间是最高温点总暴露时间的16倍-20倍。总起动次数较大的变化会影响老化周期内时间-温度曲线的斜率。因此,建议低温点的反转次数不大于高温点的反转次数的2倍。最理想的是每一温度点的反转次数相同。

9.3.3老化规程

电机在9.3.2描述的热老化分周期中运行,升温时间作为热老化时间的一部分而降温时间不计在内。在老化分周期结束后诊断分周期开始之前电机应冷却至室温。若电机是开启式通风结构,在不限制通风的情况下,电机空转一段时间可加快冷却速度。

9.3.4热老化分周期期间的机械应力

试验中,通过电机运转的正常振动及起动或反转、或两者兼有，获得在实际电机上的机械应力,在起动与反转时产生机械冲击。通过扩大气隙可得到两倍工频时的振动幅值。振动为机械力的函数，通常较大气隙降低振动而不是增加振动。在电机配动与反转期间,大电流会在绕组上产生较大的机械力在试验中,在提高温度状态下会出现这些机械力。

应记录驱动方式和振动水平。

试验电机应刚性安装或安装在减震垫上，以使所有电机承受相同的冲击量,应记录安装方法。含有待评绝缘结构的试品与含有基准绝缘结构的试品以同样的方式安装。

9.4诊断分周期

9.4.1机械处理

在每个热老化分周期后及冷却至室温后，应对每个电机进行1h的机械应力试验,如在振动台上。

振动幅值优先取相当于1.5g加速度的幅值(即60Hz时0.2mm峰-峰值或50Hz时0.3mm峰-峰值)。如果与运行相关的应力(见6.2)会产生幅值较大的振动,应采用该幅值并记录。

9.4.2潮湿处理

根据6.3，潮湿处理应至少持续48h。在潮湿暴露期间不施加电压。

对全封闭电机(防护等级为IP44及以上)以及直流电机作潮湿试验不切实际,因此不必强制进行。

潮湿试验期间绕组上应产生可见潮气的凝露但不连成片。为确保可见的凝结，绝缘结构的温度应一直低于周围含水空气的露点。满足这要求的最好方法就是采用如C.2所述的可冷却试品的冷凝试验箱。

然而,由于较大的电机可能移动困难且在潮湿箱内难以支撑或不具备适宜设备。可采用其他加潮气方法:电机加密封罩,或用传统的潮湿箱或雾气箱。

全封闭电机如进行潮湿试验,应拆去端盖或接线盒盒盖或者在机壳上开孔以经受潮气。

9.4.3耐电压试验

为了检查试样的状况以及测定何时达到试验寿命终点,在潮湿暴露之后,施加如表4所规定的工频电压及6.4所述的相关试验导则。在整个热老化分周期进行诊断电压试验。

潮湿试验后,绕组还处于潮湿状态下电机应立即起动并运转。对于运转前应重新装配的电机当装配前绕组仍处于潮湿时,采用最高额定电压施加于绕组与地之间进行工频耐电压试验,历时10min。至少在热老化分周期的部分阶段,电机应在其最高额定铭牌电压下运行。应使用限流阻抗接地的电源。并且电机外壳应当接地，以便在整个热老化分周期中施加电应力。在额定电压下,通过绕组绝缘的电气失效确定在这些试验中电机寿命的终点。单相电机在两个旋转方向无差别的起动说明起动绕组已失效。

建议在试验线路中接入浪涌电压保护器,以消除意外的高压脉冲。

9.4.4其他诊断试验

根据6.5进行其他诊断试验。

电机的每一绕组或每一相依次进行重复性的冲击比较试验。由于冲击试验也作用于对地绝缘,故无须再施加高于IEC-1规定的对地电压的峰值电压。

9.5分析、报告和分级

应按第7章规定进行。