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公司动态

10KV高压电动机绝缘电阻值的检测与判断浅析

文章来源:qianbotech人气:发表时间:2021-02-24 14:27

1 前言
绝缘电阻合格是判断电动机能否启运的一个重要条件,尤其是高压电动机,如果达不到规定的绝缘电阻标准而强行启动,电机将会损坏,造成的损失将是巨大的。在电气各类规程或实验标准中对电动机绝缘电阻判断做出了相应规定。然而在实际运用中由于引用标准不同,在温度、吸收比等一些细节方面的规定也存在一定的差异,尤其是在绝缘电阻值、吸收比在判断标准临界值附近时,不同的运行人员往往会得到不同的测试结果。
重庆建峰二化总变于2010年8月正式受电投入运行,随着二化建设的深入,各类设备进入了试车开车阶段。作为装置主要的动力设备,电气10KV高压电动机的运行至关重要。为了满足工艺开车需要,在日常工作中就必须经常对电动机绝缘进行测试,以确保高压电动机能随时启动满足工艺运行需要。在二化试车期间10KV高压电机在送电前屡次出现绝缘不合格或吸收比不合格现象,由于参照的判断标准没有统一,往往会出现不同的测试结果,导致运行值班人员无法准确及时判断是否应该送电,造成工作被动。
 
2 交流电动机绕组的绝缘电阻和吸收比测量规定
电气装置安装工程《电气设备交接试验标准》第1.0.10条规定:测量绝缘电阻时,采用兆欧表的电压等级,在本标准未作特殊规定时,应按下列规定执行:
 
100V 以下的电气设备或回路,采用 250V  50MΩ 及以上兆欧表;
 
500V 以下至 100V 的电气设备或回路,采用 500V  100MΩ及以上兆欧表;
 
3000V 以下至 500V 的电气设备或回路,采用 1000V  2000MΩ 及以上兆欧表; 10000V 以下至 3000V 的电气设备或回路,采用 2500V  10000MΩ 及以上兆欧表;
10000V 及以上的电气设备或回路,采用 2500V 或 5000V  10000MΩ 及以上兆欧表。
 
用于极化指数测量时,兆欧表短路电流不应低于2mA。
 
中华人民共和国化学工业部《设备维护检修规程》第二分册/动力部分 电动机维护检修规程
/6.1.1条规定:绕组绝缘电阻的测定
 
对于低压电动机,一般使用500~1000V兆欧表。其绝缘电阻不应低于0.5 MΩ;对于更换绕组的电动机不应低于5 MΩ。
 
对于高压电动机,一般使用2500V兆欧表。其绝缘电阻每千伏不应低于1 MΩ。
 
判断绕组绝缘是否受潮,可用兆欧测量它的绝缘电阻,其吸收比??R60/R15≥时,说明电机未受潮。
 
中华人民共和国化学工业部《设备维护检修规程》第二分册/动力部分 电气试验规程/3.3.1条规定:绕组绝缘电阻和吸收比
 
额定电压为1000V以下者,常温下绝缘电阻不应低于兆欧;
额定电压为1000V以上者,交流耐压前,定子绕组接近运行温度时的绝缘电阻不应低于1 MΩ/KV;投入运行前,在常温下的绝缘电阻(包括电缆)不应低于1 MΩ/KV。
 
吸收比:容量在500KW以上的低压电动机以及电压为1000V及以上的高压电动机应测量吸收比,R60/R15≥(吸收比R60/R15也可自行规定)。
 
3 电动机绝缘测试方法
通过测量绝缘电阻能发现绝缘击穿和严重热老化、局部或整体受潮、脏污以及绝缘油裂化等。测量绝缘电阻只能施加低于绝缘体临界电压的试验电压,因此,应根据不同电压等级的设备选用不同额定电压和量程的兆欧表。
 
绝缘电阻和吸收比的测量
 
3.1.1断开设备对外部的一切连接线并充分放电。
 
3.1.2檫净被试品表面的污垢。
 
3.1.3接线:兆欧表地线端子E接被试品接地端,兆欧表火线端子L接被试品测量端,兆欧表屏蔽端子G接被试品被屏蔽处。
 
3.1.4测试前火线暂不接被试品,检查兆欧表。驱动兆欧表至额定转速(120r/min),兆欧表读数应为“∞”。
 
3.1.5将火线接至被试品的测量端,驱动兆欧表至额定转速,待指针稳定后,读取绝缘电阻值。
 
3.1.6测量吸收比时,先驱动兆欧表达到额定转速,待指针指“∞”时,立即接被试品上,开始记录时间,分别读取15秒和60秒时的绝缘电阻值,并计算出吸收比R60/R15。
 
3.1.7读取数值后,先断开火线,再停兆欧表,以免因电容反充损坏兆欧表。
 
3.1.8被试验品上加等电位屏蔽接线时,要注意被试品上的屏蔽环,应接近火线端而远离接地部分,以减少屏蔽对地的表面泄漏,避免兆欧表过载。
 
3.1.9记录被试品本体温度。
各种因素对绝缘电阻的影响
 
3.2.1湿度的影响
绝缘物表面吸潮或表面形成水膜将会使绝缘电阻显着降低,污垢的表面更为严重。
 
3.2.2温度的影响
温度变化对绝缘电阻影响很大,测试时必须记录绝缘物的温度,以便换算到同一温度做比较。
 
3.2.3放电时间的影响
放电不充分时,由于剩余电荷的影响会导致绝缘电阻增大、吸收比减小的虚假现象。
 
分析判断
 
设备的绝缘电阻值除了因本身的老化、受潮、局部受伤而变化外,与外界环境因素变化关系很大,因此必须对电阻值进行综合判断,才能得出正确的结论。判断时按照以下原则:
 
3.3.1新测的绝缘电阻值应等于或大于规程标准数值。
 
3.3.2为了变于比较,应将绝缘电阻值换算到同一温度时的阻值,并与该设备的历史资料比较,比较结果不应有显着降低或较大差异,否则,因引起注意。必要时应进行检查确认,查明绝缘不良的原因。
 
3.3.3对电容量比较大的设备(比如变压器、电容器、电缆等)的绝缘状况,主要以吸收比作为判断依据,若有明显下降,说明绝缘受潮或油质严重劣化。
 
4 高压电动机绝缘判断标准
电动机维护检修规程:对于高压电动机,一般使用2500V兆欧表。其绝缘电阻每千伏不应低于1 MΩ(没有规定温度条件)
 
电气试验规程:额定电压为1000V以上者,交流耐压前,定子绕组接近运行温度时的绝缘电阻不应低于1 MΩ/KV;投入运行前,在常温下的绝缘电阻(包括电缆)不应低于1 MΩ/KV。
其他规程:也有规定1000V以上电动机绝缘应换算到75℃标准条件下进行比较,不低于1 MΩ/KV。
 
以上标准规定很清楚,但具体到我们10KV高压电动机的绝缘测试中应该怎么应用呢?这里有几个关键词——标准温度绝缘电阻、常温绝缘电阻、运行温度绝缘电阻、热态.。
 
标准温度绝缘电阻——是指被试品在75℃时的绝缘值
 
常温绝缘电阻——是指被试品在正常气温(一般指10℃—40℃)条件下的绝缘值
运行温度绝缘电阻——指设备正常运行温度条件下的绝缘电阻
 
热态.——一般理解为55℃条件下被试品的绝缘值
 
为了保证高压电机的安全运行,我们必须执行标准温度(75℃) 条件下的最低绝缘电阻值加上吸收比来判断10KV电动机绕组绝缘状况。
 
在任意温度下测得的绝缘电阻换算到热态温度75℃时的公式为(也有其他的换算方法,结果应是一致的):
                 
式中,Rt为绕组温度为t时测得的绝缘电阻(MΩ);t为测量时的绕组温度(℃)。
将R75=1MΩ/KV * 10KV=10 MΩ代入,可得到
Rt=10×2 (75-t)/10 (MΩ)
这样经计算可求出在任意温度t时电动机绝缘电阻的最小允许值。
 
不同温度下电动机绝缘电阻的最小允许值Rt计算结果如表1。
 
表1 10KV高压电机绝缘电阻换算判断参考表
序号 环境温度(℃) 75℃绝缘阻值标准 环境温度下的绝缘电阻标准
1 5 ≥10 MΩ ≥1280 MΩ
2 10 ≥10 MΩ ≥905 MΩ
3 15 ≥10 MΩ ≥640 MΩ
4 20 ≥10 MΩ ≥453 MΩ
5 25 ≥10 MΩ ≥320 MΩ
6 30 ≥10 MΩ ≥226 MΩ
7 35 ≥10 MΩ ≥160 MΩ
8 40 ≥10 MΩ ≥113 MΩ
 
从计算结果可以发现,不同温度条件下绝缘电阻最小允许值的变化是有规律的,即温度每相差5℃,绝缘电阻最小允许值相差倍,温度►每相差10℃,绝缘电阻最小允许值相差2倍。温度越高,电阻值越低。掌握了这一规律,可以使我们在记住一个典型值后.迅速推算出在某一温度下,绝缘电阻的最小允许值。例如,t=75℃时Rt为10MΩ,那么t=65℃时的Rt为10MΩ的2倍,即20MΩ。
 
5 建峰二化总变10KV高压电机绝缘测试规定
通过综合分析,10KV高压电动机绝缘测试影响因素较多,为了统一标准,结合多年运行管理实际经验对二化总变10KV高压电动机绝缘测试及判断做出如下规定:
对10KV高压电动机进行绝缘测试使用FLUKE1550B摇表,测试前必须用专用放电线将电缆对地放电1分钟。测试时红色表笔一端接FLUKE1550B摇表“+”,另一端接电动机电缆侧;黑色表笔一端接FLUKE1550B摇表“-”,另一端接接地铜排,不接屏蔽线。
 
对10KV高压电动机进行绝缘测试时必须记录室外环境温度,室外环境温度参考该电机的轴承温度确定,如无温度显示,可参考该区域未开电机的轴承温度确定。
 
对10KV高压电动机进行绝缘测试时必须测试并计算R60/R15绝缘阻值(R60/R15≥)。
测试结果统一换算到75℃,按照“绝缘电阻在热状态下每千伏不小于1MΩ”标准进行比较,具体数据参照表1《10KV高压电机绝缘电阻换算判断参考表》标准执行。在执行过程中环境温度采用就低不就高的原则,如环境温度为28℃,绝缘电阻换算时参考25℃的绝缘值作为判断标准。
 
绝缘测试结果综合判断要求
 
5.5.1测试结果对照表1,满足所在【环境温度下数据标准】,且【吸收比R60/R15≥】时,高压电机可以送电。
 
5.5.2在【吸收比R60/R15≥】不满足的条件下,测试结果必须对照表1,满足所在【环境温度下数据标准】,高压电机方可以送电。
 
5.5.3测试结果不满足【吸收比R60/R15≥】要求以及表1中相应【环境温度下数据标准】时,高压电机不能送电,且值班人员应立即将此情况汇报班组、车间以便进一步确认处理。
 
6 结束语
通过对10KV电动机绝缘测试及判断做出统一规定后,运行值班人员能够严格按照要求进行测试和判断,既避免了测试方法不当引起的绝缘电阻不合格现象发生,对测试结果也能进行准确的综合判断,再未出现因绝缘判断不准确导致工作延误的事件发生,有效提高了工作效率,保障了安全生产。