(高清版)GB∕T 22720.2-2019 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)（Ⅱ型）的鑒定試驗(yàn)

ICS29.160.01GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42代替GB/Z22720.2—2013旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)(Ⅱ型)的鑒定試驗(yàn)[IEC60034-18-42:2017,Rotatingelectricalmachines—Part18-42:Partialdischargeresistantelectricalinsulationsystems(TypeⅡ)usedinrotatingelectricalmachinesfedfromvoltageconverters—Qualificationtests,IDT]國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017 V 1 13術(shù)語和定義 24變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電機(jī)端電壓 45電機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)的電應(yīng)力 76Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的電壓等級(jí) 7變頻器供電的Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的應(yīng)力因子 8鑒定試驗(yàn) 9主絕緣結(jié)構(gòu)的鑒定 12試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)備 14鑒定試驗(yàn)合格準(zhǔn)則 16可選的篩選試驗(yàn) 附錄A(資料性附錄)對(duì)主絕緣老化的貢獻(xiàn) 附錄B(資料性附錄)沖擊測(cè)試電路示例 附錄C(資料性附錄)短時(shí)耐久性試驗(yàn)電壓的推導(dǎo) 附錄D(資料性附錄)電機(jī)絕緣沖擊電壓絕緣等級(jí)的推導(dǎo) 附錄E(規(guī)范性附錄)缺少制造商的基準(zhǔn)壽命曲線時(shí)IVIC的推導(dǎo) 附錄F(資料性附錄)可選的篩選試驗(yàn) 5圖23電平變頻器供電電機(jī)端一個(gè)完整周期下的相間電壓波形 6圖3變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)端出現(xiàn)的突變電壓(U?) 6圖4不同沖擊上升時(shí)間下電機(jī)端在無窮大阻抗下的最大電壓增量與電纜長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系 7圖5散嵌繞組設(shè)計(jì)示例 8圖6成型繞組設(shè)計(jì)示例 8IⅡGB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017圖7以沖擊上升時(shí)間為函數(shù)的不同散嵌繞組定子匝間絕緣承受的最嚴(yán)酷電壓 圖8Ⅱ型主絕緣結(jié)構(gòu)壽命曲線示例 圖9匝間絕緣壽命曲線示例 圖A.13電平變頻器供電電機(jī)端的相對(duì)地電壓示意圖 圖A.2多個(gè)沖擊頻率和基頻頻率之比與沖擊電壓消耗百分比(Y軸)(n=10) 圖B.1簡(jiǎn)單變頻器輸出電壓模擬電路示例 圖B.2沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的典型波形 圖B.3簡(jiǎn)單變頻器輸出電壓模擬電路的示例 圖B.4沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的典型波形 圖E.1主絕緣基準(zhǔn)壽命曲線 表1兩種變頻器供電電機(jī)端電壓測(cè)量特征值示例 5表2變頻器供電電壓特性對(duì)Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)不同組分加速老化的影響 表A.13電平變頻器1kHz沖擊對(duì)電老化的貢獻(xiàn)占50Hz基頻電壓老化的百分比(耐久性系數(shù)為10) 表D.1Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的IVIC和試驗(yàn)電壓因數(shù)的定義 表D.2沖擊電壓絕緣等級(jí)(IVIC) ⅢGB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017GB/T22720分為2個(gè)部分：——GB/T22720.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)無局部放電(I型)電氣絕緣結(jié)構(gòu)的鑒別和質(zhì)量控制試驗(yàn)；——GB/T22720.2旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)(Ⅱ型)本部分為GB/T22720的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/Z22720.2—2013《旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣——修改了范圍(見第1章，2013年版的第1章);——修改了主絕緣樣品(見12.2,2013年版的11.3);——修改了匝間樣品(見12.3,2013年版的11.2);——修改了主絕緣鑒定程序(見13.2,2013年版的12.3);——修改了匝間絕緣鑒定程序(見13.3,2013年版的12.2);——修改了防暈結(jié)構(gòu)鑒定程序(見13.4,2013年版的12.4);——修改了鑒定試驗(yàn)合格準(zhǔn)則(見第14章，2013年版的第13章);——增加了附錄E“在缺少制造商基準(zhǔn)壽命曲線情況下IVIC的推導(dǎo)”(見附錄E)。本部分使用翻譯法等同采用IEC60034-18-42:2017《旋轉(zhuǎn)電機(jī)第18-42部分：電壓型變頻器供電與本部分中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下：——GB/T17948.3—2017旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定成型繞組試驗(yàn)規(guī)程旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)熱評(píng)定和分級(jí)(IEC60034-18-31:2012,IDT)——GB/T17948.4—2016旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定成型繞組試驗(yàn)規(guī)程電壓耐久性評(píng)定(IEC60034-18-32:2010,IDT)——GB/T20833.1—2016旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子繞組絕緣第1部分：離線局部放電測(cè)量(IECTS60034-27:2006,IDT)—GB/T23642—2017電氣絕緣材料和系統(tǒng)瞬時(shí)上升和重復(fù)沖擊電壓條件下的局部放電(PD)電氣測(cè)量(IECTS61934:2011,IDT)——GB/T29310—2012電氣絕緣擊穿數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析導(dǎo)則(IEC62539:2007,IDT)本部分由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本部分由全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC26)歸口。本部分起草單位：上海電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司、山東華力電機(jī)集團(tuán)股份有限公GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017——GB/Z22720.2—2013。VGB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017《電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)》包含兩部分，且將絕緣結(jié)構(gòu)分成兩類：I型和Ⅱ型。部分經(jīng)受局部放電。對(duì)于I型和Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)，供電系統(tǒng)集成商(負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整套電力傳動(dòng)系統(tǒng)電氣性能者)應(yīng)告知電機(jī)制造商電機(jī)在運(yùn)行期間出現(xiàn)的端電壓，這時(shí)電機(jī)制造商會(huì)根絕緣結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)。已經(jīng)通過IEC60034-18-41或IEC60034-18-42鑒定且采用變頻器供電的絕緣結(jié)構(gòu)可推導(dǎo)出沖擊電壓絕緣等級(jí)。這表明絕緣可承受變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電應(yīng)力。I型結(jié)構(gòu)的嚴(yán)酷等級(jí)基的影響。建議系統(tǒng)集成商在變頻器/電機(jī)系統(tǒng)安裝完成后測(cè)量終端和地之間的相間和相對(duì)地電壓以檢IEC60034-18-41論述I型絕緣結(jié)構(gòu)，I型絕緣結(jié)構(gòu)通常用于額定電壓700V以下、具有散嵌繞組定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。IEC60034-18-41給出了必要的規(guī)范性引用文件、術(shù)語以及變頻器運(yùn)行所產(chǎn)生的影IEC60034-18-42描述了Ⅱ型旋轉(zhuǎn)電機(jī)電氣絕緣結(jié)構(gòu)的鑒定試驗(yàn)。Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)通常用于額定電壓700V及以上且具有成型繞組的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。鑒定規(guī)程完全不同于I型絕緣結(jié)構(gòu)，規(guī)程包括在加速條件下試品破壞性老化。制造商需要用合適的計(jì)算和/或試驗(yàn)規(guī)程闡明絕緣結(jié)構(gòu)的壽命曲線(如IEC60034-18-32中所描述)以提供其在變頻器供電運(yùn)行條件下的評(píng)估壽命。鑒別任何已應(yīng)用的防暈結(jié)構(gòu)是非常重要的，本試驗(yàn)應(yīng)分別在正弦和重復(fù)沖擊條件下進(jìn)行。如果證明絕緣結(jié)構(gòu)在規(guī)定的老化條件1旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)(Ⅱ型)的鑒定試驗(yàn)GB/T17948.7—2016旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定總則(IEC60034-18-1:2010,IDT)GB/T22720.1—2017旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機(jī)無局部放電(I型)電氣絕緣結(jié)IEC60034-1:2010旋轉(zhuǎn)電機(jī)第1部分：定額與性能(Rotatingelectricalmachines—Part1:Ratingandperformance)IEC60034-18-31旋轉(zhuǎn)電機(jī)第18-31部分：絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定成型繞組試驗(yàn)規(guī)程旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)熱評(píng)定和分級(jí)(Rotatingelectricalmachines—Part18-31:Functionalevaluationofinsulationsystems—Testproceduresforform-woundwindings—Thermalevaluationandclassificationofinsulationsystemsusedinrotatingmachines)IEC60034-18-32旋轉(zhuǎn)電機(jī)第18-32部分：絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定成型繞組試驗(yàn)規(guī)程電評(píng)定(Rotatingelectricalmachines—Part18-32:Functionalevaluationofinsulationsystems—Testproce-duresforform-woundwindings—Evaluationbyelectricalendurance)IECTS60034-27旋轉(zhuǎn)電機(jī)第27部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子繞組絕緣離線局部放電測(cè)量(Rotatinge-lectricalmachines—Part27:Off-linepartialdischargemeasurementsonthestatorwindinginsulationofrotatingelectricalmachines)IECTS61934電氣絕緣材料和系統(tǒng)瞬時(shí)上升和重復(fù)沖擊電壓條件下的局部放電(PD)電氣測(cè)量[Electricalinsulatingmaterialsandsystems—Electricalmeasurementofpartialdischarges(PD)undershortrisetimeandrepetitivevoltageimpulses]lationbreakdowndata)2GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017Up一個(gè)單極沖擊能達(dá)到的最高電壓值(例如圖1中的Up)。UaU峰-峰電壓peaktopeakvoltage注：峰-峰電壓的定義在第4章中有所敘述。3GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017注：術(shù)語沖擊(impulse)用來描述施加到試品的瞬時(shí)電壓，術(shù)語脈沖(pulse)用來描述局部放電信號(hào)。3.10雙極電壓沖擊bipolarvol3.11沖擊電壓重復(fù)率impulsevoltagerepetitionratef3.12峰值電壓從10%上升至90%所需的時(shí)間(見圖1)。3.13電氣絕緣結(jié)構(gòu)electricalinsulationsystem用于電氣設(shè)備的與導(dǎo)電部分結(jié)合在一起的含有一種或多種電氣絕緣材料(EIM)的絕緣組合。3.14用于散嵌繞組電氣絕緣結(jié)構(gòu)評(píng)定的特殊試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?.15用于成型繞組電氣絕緣結(jié)構(gòu)評(píng)定的特殊試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?.16電應(yīng)力electricstress3.17UN3.18Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的沖擊電壓絕緣等級(jí)impulsevoltageinsulationclassforTypeⅡinsulation包含某些時(shí)間參數(shù)。對(duì)于特定的變頻電機(jī)，它由電3.19注1:對(duì)于本部分，電機(jī)端電壓的基頻決定變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速。注2:基頻為施加電壓一個(gè)完整周期時(shí)間的倒數(shù)(見圖2)。3.20沖擊瞬時(shí)值達(dá)到其沖擊幅值的規(guī)定值或規(guī)定閥值的第一瞬時(shí)和最后瞬時(shí)的時(shí)間間隔。4GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:20173.21U3.22注1:對(duì)于2電平變頻器，Ud等于圖1中Ua。3.233.24n3.253.263.273.283.29UIvic3.30最大允許的峰-峰運(yùn)行電壓除以2√2,單位為UN。5GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017性。為了運(yùn)用本部分對(duì)繞組絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定和測(cè)試，有必要規(guī)定所需的電機(jī)端電壓參數(shù)(見第7章)。U——電壓；提升沖擊上升時(shí)間的濾波器。表1給出了兩臺(tái)電機(jī)端部變頻器沖擊特征值的示例。電機(jī)額定電壓測(cè)得的相對(duì)地絕緣峰-峰電壓基頻50/60Hz50/60Hz電機(jī)端沖擊上升時(shí)間沖擊重復(fù)率900Hz該運(yùn)行條件下鑒定絕緣結(jié)構(gòu)要求的IVIC(參見表D.2,第2列)32在2電平或其他電壓型變頻器的情況下，電機(jī)端部沖擊產(chǎn)生的尖峰電壓取決于變頻器輸出電壓的導(dǎo)致電壓過沖。在基頻的一個(gè)周期下，3電平變頻器供電時(shí)電機(jī)端出現(xiàn)的電壓見圖2。在沖擊重復(fù)率下電壓或突變電壓(U?)的最大變化如圖3所示，該參數(shù)對(duì)確定繞組第一個(gè)或最后一個(gè)線圈的電壓增量很重要?？沙霈F(xiàn)雙倍突變(圖3),但驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成商有責(zé)任確保使用軟件控制電力6GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017圖23電平變頻器供電電機(jī)端一個(gè)完整周期下的相間電壓波形圖4給出了由無限大阻抗負(fù)載導(dǎo)致的最壞情況下，不同的上升時(shí)間和電纜長(zhǎng)度造成的電壓增量示度大于50m左右時(shí)電壓增量剛超過1.2倍。由于變頻器發(fā)生雙極轉(zhuǎn)變和變頻器供電的驅(qū)動(dòng)算法不允許在連續(xù)沖擊之間存在一段最小時(shí)間，在電機(jī)端會(huì)產(chǎn)生大于2Udc的電壓。例如，當(dāng)一相從負(fù)極轉(zhuǎn)換成正極直流總線電壓的同時(shí)，另一相從正極向負(fù)極轉(zhuǎn)換，就發(fā)生了雙極轉(zhuǎn)變。這種情況將產(chǎn)生2Ud的電壓并傳導(dǎo)至電機(jī)，并且在電機(jī)端反射時(shí)會(huì)常數(shù)相匹配，則電機(jī)端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大于2Ua的過電壓。通過在變頻器內(nèi)、電機(jī)端或者兩者同時(shí)使用濾7GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017仰仰O——tr=0.1μs;5電機(jī)繞組絕緣結(jié)構(gòu)的電應(yīng)力8GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017a——相絕緣/繞組端部絕緣；c——匝間絕緣；1——相間；圖5散嵌繞組設(shè)計(jì)示例a相絕緣/繞組端部絕緣；b——對(duì)地絕緣；c——匝間絕緣；d——槽部防暈層；e——端部防暈層；1——相間；圖6成型繞組設(shè)計(jì)示例5.2相間絕緣電壓應(yīng)力相間絕緣的最大電壓應(yīng)力是由繞組設(shè)計(jì)和相間電壓的特性所決定。9GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:20175.3相對(duì)地絕緣電壓應(yīng)力相對(duì)地絕緣的最大電壓應(yīng)力是由繞組設(shè)計(jì)和相對(duì)地電壓的特性所決定。5.4匝間絕緣電壓應(yīng)力匝間絕緣電壓應(yīng)力取決于相對(duì)地突變電壓(幅值和上升時(shí)間)和繞組類型、線圈數(shù)、匝數(shù)和線匝長(zhǎng)度。瞬時(shí)電壓分布取決于各匝在槽中的相對(duì)位置。短時(shí)上升時(shí)間的沖擊造成整個(gè)線圈內(nèi)的電壓分布不降沿。匝間電壓在上升沿和下降沿具有相同的作用。對(duì)于特殊設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，若已知施加于其匝間絕緣的電壓分布，制造商可用該信息計(jì)算最嚴(yán)酷情況下施加在匝間絕緣的突變電壓。否則，根據(jù)5.4.2和5.4.3進(jìn)行估算。實(shí)際上，第一匝和最后一匝可彼此相鄰，這種情況下匝間電壓幾乎等于線圈的電壓不同定子匝間絕緣承受的最嚴(yán)酷電壓與沖擊上升時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。所示電壓為相對(duì)地突變電壓的占比，這些數(shù)據(jù)是綜合參考文獻(xiàn)[2]、[3]和[4]提供的圖形得到的。當(dāng)制造商沒有其他可用數(shù)據(jù)作為導(dǎo)則。0.8+0.8+0.6+0.4+0.2-0.050.10.20.525說明：U/U;——施加于匝間絕緣的突變電壓倍數(shù)；tr——沖擊上升時(shí)間。注：1.0是電機(jī)端相對(duì)地突變電壓的峰值。目前沒有足夠的可用數(shù)據(jù)來建立類似圖7的成型繞組的圖形。如果電壓分布未知，制造商應(yīng)通過設(shè)計(jì)線圈為客戶提供保證，以便在單層線圈的情況下，匝間絕緣能承受突變電壓除以該線圈匝數(shù)的電GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017含耐局部放電的材料。通常，額定電壓≥700V的電機(jī)采用Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)，但也有大量的額定電壓<700V的電機(jī)采用Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)。制造商為每臺(tái)電機(jī)標(biāo)明工頻下的額定電壓，這是假定工頻電源是50Hz或60Hz的正弦電壓，而在變頻器供電的情況下，盡管制造商標(biāo)明50Hz/60Hz的額定電壓并將其打在電機(jī)的銘牌上，但這傳統(tǒng)的額定電壓定義已不適用。宜使用應(yīng)力因子確定變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的性能，在該應(yīng)力因子下絕緣結(jié)構(gòu)鑒定合格。為了幫助旋轉(zhuǎn)電機(jī)的使用者，在3.18中規(guī)定了變頻器供電電機(jī)的沖擊電壓絕緣等級(jí)(IVIC)。附錄D規(guī)定了IVIC的嚴(yán)酷等級(jí)代碼。對(duì)于端部繞組無防暈層7變頻器供電的Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的應(yīng)力因子電力傳動(dòng)系統(tǒng)集成商應(yīng)告知電機(jī)設(shè)計(jì)者電機(jī)端會(huì)出現(xiàn)的電壓，因此在其采購(gòu)規(guī)范中除了傳統(tǒng)參數(shù)a)電機(jī)端基頻和沖擊電壓重復(fù)率；b)基頻和沖擊電壓重復(fù)率下的峰-峰電壓以及預(yù)期出現(xiàn)在電機(jī)端的突變電壓；絕緣組分基頻沖擊電壓重復(fù)率f基頻峰-峰電壓突變電壓沖擊電壓重復(fù)率下的峰-峰沖擊電壓U'pk/pk沖擊上升時(shí)間匝間絕緣OO0主絕緣0防暈結(jié)構(gòu)0注1:“O”表示較不重要。如果使用2電平變頻器，參數(shù)變得重要。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017對(duì)于設(shè)計(jì)在工頻條件下使用的絕緣結(jié)構(gòu)，首先要考慮的是施加于主絕緣及沿著端部防暈的額定對(duì)地電壓的長(zhǎng)期影響。匝間絕緣通常是以滿足設(shè)計(jì)要求的最大陡波浪涌來規(guī)定。與沖擊電壓重復(fù)率相受浪涌試驗(yàn)的能力則滿足認(rèn)可條件。結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)壽命要求的能力通常應(yīng)滿足正弦電壓長(zhǎng)期電壓耐久性試驗(yàn)。設(shè)計(jì)者根據(jù)耐久性試驗(yàn)可確定主絕緣結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期性能。在變頻器供電系統(tǒng)中，變頻器驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的更復(fù)雜的電壓波形會(huì)在繞組中導(dǎo)致不同的應(yīng)力分布。主絕緣會(huì)受到基頻下尖峰電壓幅值的影響。防暈結(jié)構(gòu)會(huì)受到基頻下尖峰電壓(U?)幅值和沖擊電壓重復(fù)率(f)的影響，后者可增加防暈結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)發(fā)熱。因此在防暈結(jié)構(gòu)鑒定中需要考慮這兩部分電壓(見13.4)。沖擊重復(fù)率(f)下的突變電壓(U?)可使匝間絕緣承受很大的應(yīng)力，基頻電壓下則不然。隨著沖的過應(yīng)力。極短的沖擊上升時(shí)間會(huì)影響匝間絕緣和主絕緣的壽命。如果變頻器具有較少的電平數(shù)(例如2電平),那么主絕緣壽命尤其受影響。然而，一般情況下，對(duì)于長(zhǎng)期老化，上升少的影響是可以忽略的。這些因素的綜合以及它們對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)總的影響很難量化。表2強(qiáng)調(diào)了促使加構(gòu)并給出IVIC分級(jí)。對(duì)整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)的這三個(gè)部分分別進(jìn)行評(píng)估。通過制造商特有的設(shè)計(jì)原則調(diào)整該設(shè)計(jì)原則是要被鑒定的。對(duì)于Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)主絕緣的鑒定，成型繞組線圈或線棒需承受加速電老化平行導(dǎo)體的線棒或線圈試品以獲得壽命曲線。局部放電主要引起電老化并導(dǎo)致過早失效是鑒定試驗(yàn)的鑒定試驗(yàn)以GB/T17948.7—2016規(guī)定的絕緣結(jié)構(gòu)功能性評(píng)定通用規(guī)程為基礎(chǔ)，取決于預(yù)期應(yīng)用于變頻器供電條件下的絕緣結(jié)構(gòu)(待評(píng)結(jié)構(gòu))與具有滿意運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的絕緣結(jié)構(gòu)(基準(zhǔn)結(jié)構(gòu))的對(duì)比。對(duì)于Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)，主絕緣和匝間絕緣結(jié)構(gòu)的鑒定試驗(yàn)是按IEC60034-18-32的規(guī)定在室溫或升這種簡(jiǎn)化忽略了局部放電發(fā)生及沖擊上升時(shí)間影響老化速率的事實(shí)。當(dāng)可行時(shí)，推薦在合適的頻率下使用沖擊電壓波形進(jìn)行壽命試驗(yàn)。通過使用不同的正弦過電壓或頻率，可以確定壽命曲線。注意本部分忽略了匝間絕緣和主絕緣之間老化的相互作用。在下述假設(shè)基礎(chǔ)上，沖擊條件下絕緣結(jié)構(gòu)壽命可以從其正弦電壓試驗(yàn)的壽命曲線b)電壓耐久性系數(shù)n,在1kHz以下與頻率無關(guān)。通常主絕緣壽命由基頻電壓峰-峰值及重復(fù)率決定。對(duì)于2電平變頻器，主絕緣主要承受沖擊電壓重復(fù)率下的峰-峰電壓(U'pk/pk)。峰-峰值和重復(fù)率這兩者之間對(duì)老化平衡的貢獻(xiàn)可使用附錄A詳細(xì)描述的公式進(jìn)行計(jì)算。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017時(shí)預(yù)計(jì)的沖擊電壓和正弦電壓，確定是否出現(xiàn)明顯的損壞，比如明顯的掉色或燃燒。根據(jù)變頻器供電下滿意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可以獲得IVIC等級(jí)，附錄E解釋了這種推導(dǎo)方法。9主絕緣結(jié)構(gòu)的鑒定9.1概述所采用的理想試驗(yàn)方法是加速老化過程導(dǎo)致電氣失效。應(yīng)注意避免引入實(shí)際運(yùn)行中不存在的失效機(jī)理，例如試驗(yàn)電壓應(yīng)高于PDIV。通過提高電壓范圍(峰-峰)產(chǎn)生加速老化，該方法可改變每次沖擊時(shí)出現(xiàn)的局部放電水平。或者，提高試驗(yàn)電壓的重復(fù)頻率使其高于電力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的基頻。這種方法旨在保持局部放電水平并通過增加重復(fù)率實(shí)現(xiàn)加速。在該方法中，材料和端部防暈層中與頻率相關(guān)的損耗會(huì)增加絕緣發(fā)熱?？赏ㄟ^強(qiáng)制空冷降溫。應(yīng)對(duì)端部防暈區(qū)域進(jìn)行局部熱點(diǎn)溫度測(cè)量以保證絕緣材料不超過其耐熱等級(jí)溫度。任何合適的方法都可用于溫度監(jiān)測(cè)。溫敏漆或貼片雖簡(jiǎn)單但不太精確，而熱電偶可有電磁干擾和高壓絕緣方面的困難。一種非接觸式的測(cè)量技術(shù)，例如紅外熱成像法，能簡(jiǎn)便地識(shí)別和量化表面熱點(diǎn)。熱點(diǎn)能限制電機(jī)的運(yùn)行條件。通過測(cè)量電氣參數(shù)以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔監(jiān)控老化進(jìn)程，例如局部放電、介質(zhì)損耗角正切、介電常數(shù)等。作為診斷試驗(yàn)這些測(cè)試可在50Hz或60Hz頻率下進(jìn)行。9.2試驗(yàn)方法應(yīng)按IEC60034-18-32的規(guī)定進(jìn)行加速電老化。更多的背景信息可在其他地方找到。鑒定方法是以待評(píng)結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)壽命試驗(yàn)對(duì)比為基礎(chǔ)，而基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)已評(píng)估過使用壽命。常用的電壽命模型見式L=k·U-”………………(1)式中：n——電壓耐久性系數(shù)；L——試品的試驗(yàn)壽命，單位為小時(shí)(h);U施加周期性峰值電壓，單位為伏(V);k——常數(shù)。該鑒定方法需要在3個(gè)或3個(gè)以上的過電壓下試驗(yàn)，以確保能夠繪制出標(biāo)準(zhǔn)主絕緣電應(yīng)力與平均失效時(shí)間的對(duì)數(shù)曲線。如果使用工頻電壓(50Hz或60Hz),在最高電壓下的平均失效時(shí)間宜為50h左右且最低電壓下的平均失效時(shí)間應(yīng)大于5000h。待評(píng)結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)宜在同一條件下試驗(yàn)，包括所有規(guī)定的試驗(yàn)電壓波形。為了確定在各試驗(yàn)條件下的平均壽命，宜按IEC62539的規(guī)定進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。電壓耐久性系數(shù)為回歸線的斜率。待評(píng)絕緣結(jié)構(gòu)在基頻下或者修正至基頻下的壽命曲線宜至少與基準(zhǔn)絕緣結(jié)構(gòu)的壽命曲線相同，基準(zhǔn)絕緣結(jié)構(gòu)已被證明具有客戶接受的運(yùn)行壽命。IEC60034-18-32及GB/T17948.7—2016說明了合格準(zhǔn)則。如果在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中數(shù)據(jù)點(diǎn)不能擬合為直線，通常表明在試驗(yàn)應(yīng)力范圍內(nèi)老化機(jī)理發(fā)生了改變。通過R2(平方)線性檢驗(yàn)檢查曲線的線性度，通過準(zhǔn)則建議大于95%。若曲線的線性度未達(dá)到該要求，建議增加額外的老化點(diǎn)。對(duì)于主絕緣和匝間絕緣，許多公開資料表明導(dǎo)致絕緣失效的電壓周期總數(shù)與施加的電壓頻率基本無關(guān)。因此在多數(shù)情況下，在指定的峰值電壓下，式(2)可用于計(jì)算預(yù)期壽命：L?=L?·f?/f?…………(2)式中：L?——頻率f?對(duì)應(yīng)的壽命，單位為小時(shí)(h);GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017Lf?,U?=Lri,u?×(U?/U?)”×(f?/f?)………(3)電壓下使用該方法計(jì)算壽命是有效的。對(duì)于多電平的情況，電老化的主要因子是基頻峰-峰電壓償(箭頭B)?；蛘?，如果運(yùn)行頻率是已知曲線頻率的十分之一，壽命曲線將在時(shí)間坐標(biāo)上向上平移可移動(dòng)圖8中的基準(zhǔn)壽命曲線。例如，預(yù)期壽命減少10倍，壽命曲線將在時(shí)間坐標(biāo)上向下平移10倍，如箭頭A所示。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017E?——峰-峰試驗(yàn)電壓下的電應(yīng)力；Es——峰-峰電壓運(yùn)行下的電應(yīng)力；t——失效時(shí)間，單位為小時(shí)(h);1——工頻耐久性試驗(yàn)得到的壽命曲線；2——相同絕緣在10倍頻率下預(yù)測(cè)的壽命曲線。在基準(zhǔn)壽命曲線更改后確定鑒定試驗(yàn)的通過準(zhǔn)則。該規(guī)程應(yīng)記錄在文件中。正弦電源供電電機(jī)繞組線圈中的匝間絕緣通常根據(jù)其耐受的短時(shí)高幅值離散電壓來確定。匝間絕對(duì)于匝間絕緣老化，施加電壓的主要參數(shù)為沖擊電壓重復(fù)率、突變電壓的幅值及沖擊上升時(shí)間(沖擊上升時(shí)間決定突變電壓在繞組中的分布)。在本部分中，忽略了沖擊上升時(shí)間對(duì)匝間絕緣老化的直接影響。當(dāng)作為繞組整體線圈設(shè)計(jì)的一部分時(shí)，匝間絕緣也是主絕緣的構(gòu)成部分并且有助于得出第9章在大多數(shù)正弦電壓供電下，匝間絕緣在運(yùn)行期間不會(huì)受到明顯的電應(yīng)力。其最主要的作用是耐受升時(shí)間的減小而加劇，這增加了匝間局部放電的可能性。預(yù)期相對(duì)地電壓對(duì)匝間絕緣的影響也取決于本試驗(yàn)的目的是證明匝間絕緣在運(yùn)行期間具有客戶接受的電壽命。預(yù)期制造商知道在特定工況下匝間出現(xiàn)的最大峰-峰電壓，應(yīng)選擇最嚴(yán)酷情況下的匝間電應(yīng)力(取決于繞組及線圈設(shè)計(jì))。如果運(yùn)行期匝數(shù)(對(duì)于單層線圈)或根據(jù)線匝排列計(jì)算的值(對(duì)于多層線圈)。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017首先按IECTS60034-27的規(guī)定使用正弦電壓或按IECTS61934的規(guī)定使用沖擊電壓進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，沖擊電壓的沖擊上升時(shí)間與運(yùn)行期間預(yù)期的沖擊上升時(shí)間一致。該試驗(yàn)是在兩個(gè)平行的相鄰導(dǎo)體間進(jìn)行。相比于正弦電壓下的PDIV,線圈尺寸會(huì)影響沖擊試驗(yàn)電壓從而得出更高或更低的RPDIV。如果匝間絕緣在1.5Um及高于規(guī)定的背景噪聲水平下無局部放電匝間絕緣鑒定合格。IECTS61934、IECTS60034-27及GB/T22720.1—2017中詳細(xì)說明了背景噪聲以及PDIV與PDEV間滯后效應(yīng)的影響，該影響因子至少為1.25。第二，考慮了長(zhǎng)期熱機(jī)械老化的影響，該影響因子為1.2。因此綜合的安全系數(shù)為1.5。即使研究表明壽命沒有降低，熱機(jī)械老化會(huì)影響PDIV。然而，該試驗(yàn)不考慮對(duì)壽命的影響，但考慮通過PD試驗(yàn)及對(duì)PDIV的影響。如果不確定系數(shù)是1.2,宜按IEC60034-18-31規(guī)定的試驗(yàn)確認(rèn)或取消該因子。通常要求探測(cè)的PD水平超過噪聲水平，因此在試驗(yàn)電壓下要求背景噪聲足夠低以探測(cè)PD。需要特別注意有平行匝的線圈，確保此處不會(huì)出現(xiàn)電暈放電。如果在1.5Uam以下探測(cè)到PD,按13.3的規(guī)定進(jìn)行電壓耐久性試驗(yàn)。以上參考的標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)描述了起始局部放電的判斷準(zhǔn)則?？衫L制曲線圖表示匝間絕緣平均失效時(shí)間的對(duì)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)電應(yīng)力對(duì)數(shù)的函數(shù)關(guān)系，如圖9所示，標(biāo)準(zhǔn)值為試驗(yàn)值除以預(yù)估運(yùn) 圖9匝間絕緣壽命曲線示例行于時(shí)間軸向下移動(dòng)壽命曲線將50Hz對(duì)應(yīng)的壽命曲線修正為沖擊電壓重復(fù)率為1kHz的壽命曲線，系數(shù)為20倍。這時(shí)，將修正后的匝間絕緣壽命曲線與制造商已知的基準(zhǔn)壽命曲線進(jìn)行對(duì)比。因?yàn)殡姍C(jī)在變頻器供電下的運(yùn)行應(yīng)力遠(yuǎn)大于在工頻運(yùn)行下的最大電壓，因此變頻器運(yùn)行條件下匝間絕緣的壽命GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017度和時(shí)間的影響。其他情況下，可通過電容方法實(shí)現(xiàn)端部防暈。制造商選擇的峰-峰電壓、重復(fù)率和沖擊上升時(shí)間要確保符合或超過預(yù)期運(yùn)行條件。頻率增加會(huì)縮短繞組端部表面電應(yīng)力梯度的間距，從而導(dǎo)致電應(yīng)力增加。當(dāng)該應(yīng)力超過電應(yīng)力增加會(huì)降低端部防暈層的電阻率，從而達(dá)到防暈的主要目的。電應(yīng)力的增加也增加了發(fā)熱導(dǎo)致持續(xù)發(fā)熱，二者互相矛盾。對(duì)沒有強(qiáng)制冷卻的變頻器供電電機(jī)，其繞組端部區(qū)域表面溫升可低至10K或高至40K。銅損耗是絕緣溫度升高的主要影響因素，但端部防暈層自身發(fā)熱也起重要作用。對(duì)非線性的端部防暈層，溫度有兩個(gè)主要影響。第一個(gè)影響是在特定的電壓應(yīng)力下材料電導(dǎo)率迅速增大。第二個(gè)具有相似的影響，含有碳化硅端部防暈層的性能與電導(dǎo)率/電場(chǎng)強(qiáng)度曲線斜率減小有關(guān)。在某些情況下電導(dǎo)率的非線性特性可完全喪失。第二個(gè)影響是由溫度激增造成電導(dǎo)率的永久降低。在155℃下僅僅幾個(gè)小時(shí)后，溫度降到20℃,電導(dǎo)率會(huì)顯著降低。而在155℃較長(zhǎng)時(shí)間后，例如500h后，端部防暈層的性能可恢復(fù)一部分。這是由于在端部防暈層中樹脂的后固化將碳化硅粒子收縮和約束得更緊密。槽部防暈層用于防止槽部放電，通常是含有碳的帶或漆。在繞組端部起始區(qū)域與端部防暈電氣接防暈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是滿足13.4和14.3中鑒定試驗(yàn)合格準(zhǔn)則的關(guān)鍵。影響設(shè)計(jì)的主要因素是材料和工防暈結(jié)構(gòu)的鑒定試驗(yàn)?zāi)康氖潜Ｕ想姍C(jī)在要求的運(yùn)行壽命內(nèi)良好地運(yùn)行。令人滿意的運(yùn)行性能是指無表面放電且繞組端部表面的溫升不使主絕緣的溫升超過限定值。影響防暈結(jié)構(gòu)壽命的三個(gè)主要因素是施加電壓的幅值、頻率和溫度。試驗(yàn)要求按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制作頻器可供使用，因此替代的方法是分別進(jìn)行沖擊電壓和工頻電壓耐久性試驗(yàn)。為了減少?zèng)_擊發(fā)生器的為了提供所需的高壓沖擊，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的成本會(huì)很高。建議使用兩個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)回路。經(jīng)驗(yàn)表明這兩個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)回路可快速暴露防暈結(jié)構(gòu)的缺陷。它們的基礎(chǔ)是使用半導(dǎo)體開關(guān)的沖擊重復(fù)回路，不必使用商業(yè)變頻器。兩個(gè)回路示例及典型的相關(guān)波形參見附錄B。12試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)備本章中的試樣樣品是為了鑒定表2中所述絕緣組分的性能，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)電機(jī)的整個(gè)制造規(guī)范制造GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017嵌模型或完整繞組組成。在匝間分叉處嵌入可吸收浸漬漆的毛氈可以減少或避免線圈或者線棒出口位置平行匝間的局部放電現(xiàn)象。為了鑒定使用的防暈結(jié)構(gòu)，按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制作被試線圈或線棒并裝入典型槽內(nèi)。槽部應(yīng)安裝加熱器以使直線部分加熱至運(yùn)行溫度。或者通過導(dǎo)體電流加熱。為了降低試驗(yàn)電源的容性負(fù)載，可減小樣設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方法來模擬表2所示所有絕緣組分之間的相互作用是不可行的。例如，通過個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)規(guī)程。無論在什么情況下，選擇的電源應(yīng)能提供樣品端所要求的電壓、重復(fù)率和上升試樣的老化電壓波形為正弦波或沖擊波，絕緣電擊穿為試驗(yàn)終點(diǎn)。應(yīng)有足夠數(shù)量的樣品以得到統(tǒng)計(jì)學(xué)本試驗(yàn)的目的是鑒定待評(píng)絕緣結(jié)構(gòu)的主絕緣。使用提高電壓的方法確定主絕緣壽命曲線。按IEC60034-18-32的規(guī)定進(jìn)行該試驗(yàn)，橫坐標(biāo)為峰-峰試驗(yàn)電壓電應(yīng)力除以峰-峰運(yùn)行電壓電應(yīng)力的對(duì)數(shù)，如圖8所示。在圖8中，橫坐標(biāo)中Us為電機(jī)額定電壓乘以表D.2第一列中的增強(qiáng)系數(shù)，該增強(qiáng)系數(shù)是需要鑒定的。通過U。除以主絕緣厚度得到運(yùn)行電壓下的電應(yīng)力E。對(duì)于2電平變頻器供電的主絕替表D.2第一列中的U。應(yīng)至少選擇三個(gè)電壓且以絕緣電擊穿作為終點(diǎn)。若使用合格準(zhǔn)則a)或b)(見14.1),在每個(gè)電壓下應(yīng)至少對(duì)7個(gè)試樣線棒或線圈邊進(jìn)行試驗(yàn)。如果要應(yīng)用合格準(zhǔn)則c),則應(yīng)在每個(gè)電壓下至少對(duì)4個(gè)單獨(dú)的線棒或線圈邊進(jìn)行試驗(yàn)。待評(píng)絕緣結(jié)構(gòu)的壽命曲線要與基準(zhǔn)壽命曲線對(duì)比，例如被獲取壽命曲線的絕緣結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明在基頻下具有滿意的運(yùn)行壽命(GB/T17948.7—2016)。基準(zhǔn)壽命曲線可從在變頻器供電下具有滿意的運(yùn)行壽命中得到。在升高電壓對(duì)完整線圈結(jié)構(gòu)壽命測(cè)試期間，繞組端部絕緣上的防暈結(jié)構(gòu)可能難以承受。故為了保GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017首先，按IECTS60034-27的規(guī)定使用正弦電壓或按IECTS61934的規(guī)定使用沖擊電壓對(duì)至少5個(gè)試樣進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，沖擊電壓的沖擊上升時(shí)間與運(yùn)行期間預(yù)期的沖擊上升時(shí)間一樣短，如GB/T22720.1—2017中9.2所述。試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)能夠在試驗(yàn)值下探測(cè)到局部放電，使用信號(hào)處理將背景噪聲大幅度衰減的試驗(yàn)設(shè)備可滿足該要求。如果所有試一步的試驗(yàn)且認(rèn)為匝間絕緣鑒定合格。如果在該試驗(yàn)電壓下探測(cè)到局部放電，則應(yīng)在室溫下進(jìn)行電壓耐久性試驗(yàn)。對(duì)每對(duì)平行導(dǎo)體試樣施加正弦電壓直至絕緣電擊穿。試驗(yàn)電壓點(diǎn)應(yīng)至少3個(gè)且最好峰-峰電壓值為4.5Utm、4.0Uun、3.5Urun。在每個(gè)電壓下對(duì)5個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。使用任何常規(guī)的統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算失效時(shí)間(見IEC62539),包括Weibull統(tǒng)計(jì)分布。然后繪制表示匝間絕緣失效時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電應(yīng)力函數(shù)關(guān)系的曲線圖，如圖9所示。如果耐久性試驗(yàn)是在工頻下進(jìn)行的，由于沖擊電壓重復(fù)率對(duì)匝間絕緣的老化，其在變頻器供電下的壽命更短。用本部分的表D.2第4列中報(bào)告的沖擊電壓重復(fù)率與老化試驗(yàn)頻率的比值修正待評(píng)壽命曲線。按式(2)進(jìn)行修正后再與基準(zhǔn)壽命曲線進(jìn)行對(duì)比。標(biāo)準(zhǔn)值為試驗(yàn)值除以預(yù)估運(yùn)行值(如Uturn)。峰電壓等于運(yùn)行期間經(jīng)受的最大突變電壓乘以安全系數(shù)1.3,沖擊上升時(shí)間不高于預(yù)期運(yùn)行值，重復(fù)率1μs的沖擊上升時(shí)間。第二部分是在預(yù)期運(yùn)行的基頻下進(jìn)行1000h的正弦電壓耐久性試驗(yàn)。電壓水平應(yīng)為運(yùn)行期間最大峰-峰對(duì)地電壓乘以安全系數(shù)1.3,等效的電壓有效值為峰-峰值除以2√2。第三部分的試驗(yàn)應(yīng)重復(fù)第一部分。應(yīng)至少試驗(yàn)3個(gè)樣品。應(yīng)在同一頻率下對(duì)比待評(píng)和基準(zhǔn)壽命曲線。對(duì)比前應(yīng)按9.3的規(guī)定對(duì)試驗(yàn)中所用的不同頻率進(jìn)行a)在相同的試驗(yàn)電壓下，待評(píng)結(jié)構(gòu)壽命曲線的90%置信上限超過基準(zhǔn)主絕緣壽命曲線的90%置信上限?；騜)在最低試驗(yàn)電壓下，待評(píng)結(jié)構(gòu)壽命曲線的90%置信下限大于或等于基準(zhǔn)主絕緣壽命曲線的90%置信下限。且待評(píng)結(jié)構(gòu)均值回歸線的斜率比基準(zhǔn)絕緣結(jié)構(gòu)壽命曲線的斜率陡(如待評(píng)結(jié)構(gòu)的n值大于基準(zhǔn)結(jié)構(gòu))。c)若基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)無可用的置信區(qū)間，例如附錄E中的基準(zhǔn)曲線，待評(píng)結(jié)構(gòu)的合格準(zhǔn)則應(yīng)是每個(gè)電壓下所有試樣的壽命都不小于基準(zhǔn)線所示的壽命(見E.1.1)。如果四個(gè)樣品中的有一個(gè)樣品注：若單個(gè)測(cè)試結(jié)果之間存在較大的分散性(例如超過一個(gè)數(shù)量級(jí)),則使用較大的樣本數(shù)以防止使用準(zhǔn)則a)和b)時(shí)曲線的置信限過大，或者僅使用準(zhǔn)則c)。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)局部放電，則通過對(duì)比IEC60034-18-32規(guī)定的基準(zhǔn)匝間絕緣結(jié)構(gòu)壽命曲線鑒定待評(píng)絕緣。通過對(duì)頻率進(jìn)行修正，在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行電應(yīng)力及相同的頻率下進(jìn)行對(duì)比。如果滿足下述條件則匝間絕緣鑒定合格：a)在相同的試驗(yàn)電壓下，匝間壽命曲線的90%置信上限超過基準(zhǔn)匝間絕緣壽命曲線的90%置信上限。或b)在最低試驗(yàn)電壓下，待評(píng)匝間壽命曲線的90%置信下限超過或等于基準(zhǔn)匝間絕緣壽命曲線的90%置信下限。且待評(píng)結(jié)構(gòu)均值回歸線的斜率比基準(zhǔn)絕緣結(jié)構(gòu)壽命曲線的斜率陡(例如待評(píng)匝間絕緣的n值大于基準(zhǔn)絕緣結(jié)構(gòu))。在最后階段的沖擊電壓試驗(yàn)中，在暗室中或通過UV探測(cè)器沒有肉眼(例如不借助顯微鏡或放大鏡)可見的明顯局部放電。試驗(yàn)結(jié)束后，在端部繞組外表面，端部防暈層或槽部防暈層沒有肉眼可見的按IEC60034-1:2010的規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制性的耐電壓試驗(yàn)。如D.1所述，根據(jù)規(guī)定的IVIC提高電壓水平對(duì)變頻器供電電機(jī)進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)。進(jìn)行檢查試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)在電機(jī)文件中報(bào)告。16可選的篩選試驗(yàn)可選的篩選試驗(yàn)參見附錄F,進(jìn)行篩選試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)在電機(jī)文件中報(bào)告。應(yīng)采用GB/T17948.7—2016中6.2所給出方法進(jìn)行分析、報(bào)告、分級(jí)。以便相關(guān)數(shù)據(jù)被正確地分GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(資料性附錄)對(duì)主絕緣老化的貢獻(xiàn)A.1主絕緣壽命消耗在變頻器運(yùn)行下，絕緣結(jié)構(gòu)承受復(fù)雜的電壓(圖2),該電壓由沖擊重復(fù)率下的峰-峰沖擊電壓的Ⅱ型主絕緣壽命消耗主要由與基頻有關(guān)的峰-峰電壓確定。這是因?yàn)?，在該示例中，電壓?duì)壽命的影響比頻率的影響大10倍。假定采用9.2中的壽命一般表達(dá)式且耐久性系數(shù)“n”在考慮的范圍內(nèi)不隨電壓或頻率改變，則基頻及沖擊重復(fù)率下的相應(yīng)峰-峰電壓對(duì)壽命的消耗可被計(jì)算。根據(jù)式(3),電壓及頻率對(duì)壽命消耗的影響主要取決于絕緣的電壓耐久性系數(shù)。雖然未被科學(xué)地證明，假定對(duì)老化的疊加效應(yīng)是有效的。意味著順序施加和同時(shí)施加沖擊及基頻電壓是等效的。此處給出了3電平變頻器供電電機(jī)對(duì)定子主絕緣加速老化的貢獻(xiàn)示例，其僅表明電老化的影響而忽略熱老化的影響。示例中的變頻器選擇的是沖擊重復(fù)率為1kHz的3電平系統(tǒng)，這是常規(guī)值。對(duì)于不同的尖峰系數(shù)U,/U。值，以占總老化的百分比給出變頻器沖擊對(duì)老化的貢每個(gè)對(duì)老化的貢獻(xiàn)計(jì)算都是基于9.2給出的公式。每次沖擊的老化率與1/L成比例，因此作為示老化率(50Hz)=(Upk/pk)”/k…………(A.1)GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017k是常數(shù)。對(duì)于一個(gè)沒有尖峰電壓的3電平變頻器，1kHz的沖擊在20ms的時(shí)間內(nèi)對(duì)老化的貢獻(xiàn)通過式(A.2)給出：…………(A.2)根據(jù)累積老化率理論以及在無協(xié)同作用的情況下，總的老化率是這兩類貢獻(xiàn)之和。用適當(dāng)?shù)闹堤鎿Q式(A.1)和式(A.2)可得到表A.1。例如，用圖1所示的20%的尖峰系數(shù)可得Upk/pk=2.4U?！?A.4)對(duì)于n=10,變頻器沖擊對(duì)老化貢獻(xiàn)的百分比通過式(A.5)給出：…………(A.5)表A.13電平變頻器1kHz沖擊對(duì)電老化的貢獻(xiàn)占50Hz基頻電壓老化的百分比(耐久性系數(shù)為10)尖峰系數(shù)(Uh/Ua)%沖擊重復(fù)率沖擊電壓老化與基頻電壓老化之比%01214191A.3等效電壓幅值和頻率的計(jì)算f與兩個(gè)頻率分別為f?、f?的峰-峰電壓U?、U?產(chǎn)生的壽命消耗相同，見式(A.6):U×fen=Ui×f?+U"×f?…………(A.6)f?——沖擊重復(fù)率；fq——可能是50Hz或60Hz,但宜與應(yīng)用相匹配。按式(A.6),沖擊電壓和基頻電壓對(duì)壽命消耗的計(jì)算結(jié)果如圖A.2所示，當(dāng)電壓耐久性系數(shù)為10、基頻電壓與沖擊電壓之比為2、沖擊頻率與基頻頻率之比為100時(shí)，基頻電壓與沖擊電壓對(duì)壽命的消耗22GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017f/f=100-2.5/f=1/f=1000f/f=1023Upk/pk/Uk/pkfp/f:——沖擊重復(fù)率與基頻重復(fù)率之比。因此，Ⅱ型主絕緣鑒定規(guī)程通常使用運(yùn)行期間預(yù)期的基頻峰-峰電壓(Upk/pk)和基頻重復(fù)率(或由于2電平變頻器，U和U'峰峰值幾乎沒有差別。在這種情況下使用U'替代表D.2第一列中的U,Ⅱ型GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(資料性附錄)沖擊測(cè)試電路示例實(shí)驗(yàn)室沖擊試驗(yàn)裝置的電路圖如圖B.1所示，其產(chǎn)生的沖擊在幅值、重復(fù)率和上升時(shí)間上與使用的商業(yè)變頻器/設(shè)備裝置相似。實(shí)踐證明，該裝置適合用于12.4描述的線圈或者線棒試樣的匝間絕緣和防暈結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。通過高壓直流電源輸出的電壓控制峰-峰沖擊電壓。在該示例中，最大可用的輸出電壓為20kV。通過電子觸發(fā)單元(ETU)控制半導(dǎo)體開關(guān)(SCS)調(diào)整沖擊電壓重復(fù)率，半導(dǎo)體開關(guān)的等級(jí)為36kV、20A。如果需要完美的單極重復(fù)沖擊電壓，可使用功率二極管。通過電路參數(shù)R?、R?及C可調(diào)整沖擊電壓的峰-峰電壓、最大重復(fù)率及上升時(shí)間。沖擊下降時(shí)間可通過R?調(diào)整?？稍陔娐分薪尤隤D探測(cè)傳感器以在所要求的沖擊電壓參數(shù)下測(cè)量RPDIV。根據(jù)試驗(yàn)要求，也可安裝熱點(diǎn)溫度和表面電位測(cè)量系統(tǒng)。20kVETUR?CR?R?HS和PMEC——電容；PD——局部放電測(cè)量裝置；ETU——電子觸發(fā)單元。B.2沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的典型波形使用圖B.1所示的簡(jiǎn)單變頻器輸出電壓模擬電路產(chǎn)生的一連串電壓沖擊示例如圖B.2a),峰-峰沖擊電壓和沖擊電壓重復(fù)率分別為17kV和1.5kHz,沖擊上升時(shí)間和下降時(shí)間分別為250ns和50μs。圖B.2b)和圖B.2c)更詳細(xì)的顯示了這些參數(shù)。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017a)電壓和重復(fù)率c)沖擊下降時(shí)間說明：t——時(shí)間。圖B.2沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的典型波形GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017值。半導(dǎo)體開關(guān)(SCS)設(shè)置為可產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)膿舸╇妷阂蕴峁┮贿B串的沖擊，該沖擊重復(fù)率為1.5kHz。形。波前的最大dV/dt可達(dá)15kV/μs。通過電路參數(shù)可改變重復(fù)率、上升時(shí)間和峰-峰電壓。球隙開關(guān)代替半導(dǎo)體開關(guān)輸出的電壓如圖B.4所示。運(yùn)行損耗導(dǎo)致更高的維護(hù)費(fèi)用抵消了球隙開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。0.1μF240V/25kV40kS2圖B.3簡(jiǎn)單變頻器輸出電壓模擬電路的示例A/kVA/kVt/msV——電壓；t——時(shí)間。圖B.4沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的典型波形GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(資料性附錄)短時(shí)耐久性試驗(yàn)電壓的推導(dǎo)多年以來，公認(rèn)電網(wǎng)供電(正弦)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主絕緣宜在工頻2.5UN的電壓耐久性試驗(yàn)中耐受至少250h,等同于4.3倍的相對(duì)地電壓。在變頻器供電電機(jī)的情況下，額定電壓的意義不明確。盡管如此，多電平供電的主絕緣老化機(jī)理仍被認(rèn)為跟電網(wǎng)供電電機(jī)一樣，取決于峰-峰電壓偏移和周期數(shù)。對(duì)于3電平供電，附錄A描述了被使用的電壓偏移和頻率。假定所有試驗(yàn)參考相同的工頻，按式(C.1)計(jì)算變頻器供電電機(jī)的等效試驗(yàn)電壓：電網(wǎng)供電線圈的試驗(yàn)電壓=2.5UN(r.m.s.)=2.5×√3×U?(U?為相對(duì)地電壓r.m.s.)=1.53×(相對(duì)地峰-峰電壓)…………(C.1)變頻器供電線圈短時(shí)耐久性試驗(yàn)電壓=1.53×(最大相對(duì)地峰-峰電壓)。例如，如果變頻器供電電機(jī)線圈上的最大峰-峰相對(duì)地電壓為8kV則正弦試驗(yàn)電壓的有效值=1.53×8kV=12.25kV。注意，對(duì)于變頻器供電電機(jī)，用于預(yù)估主絕緣壽命曲線的等效額定電壓為UN乘以表D.2第一列中的增強(qiáng)系數(shù)。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(資料性附錄)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在變頻器供電的場(chǎng)合，可給電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行其他分級(jí)(IVICX),該等級(jí)確定了變頻器供電條件下相對(duì)地基頻電壓最大容許增強(qiáng)系數(shù)。該增強(qiáng)系數(shù)為變頻器輸出的峰-峰電壓除以電網(wǎng)供電的峰-峰電壓。表D.2給出了該參數(shù)的任意范圍，由制造商選擇一個(gè)參數(shù)以表明運(yùn)行期間的最大允許值。該值由鑒定試驗(yàn)的結(jié)果決定。如果制造上希望在不同的增強(qiáng)系數(shù)下鑒定主絕緣，應(yīng)使用特殊的IVICS分級(jí)，在電機(jī)文件中給出精確值。宜在電機(jī)銘牌上打上IVIC分級(jí)。表D.2第2列至第5列給——相對(duì)地基頻的最大容許值；——突變電壓(U;)與相對(duì)地峰-峰電壓的最大容許比值；——相對(duì)地沖擊電壓重復(fù)率的最大容許值；——相對(duì)地電壓上升時(shí)間的最大容許值。應(yīng)在電機(jī)文件中給出鑒定后已獲得的這些參數(shù)值。表D.1中的最大允許峰-峰相對(duì)地電壓以UN為單位。表D.1中所示的試驗(yàn)電壓系數(shù)(TVF)用于推導(dǎo)與IVIC有關(guān)的出廠試驗(yàn)電壓。TVF是指由最大容許運(yùn)行的峰-峰相對(duì)地電壓除以2√2,以UN為單位。與無IVIC鑒定的電機(jī)相比，具有試驗(yàn)電壓系數(shù)大于1的IVIC電機(jī)需要更高的試驗(yàn)電壓。表D.1Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)的IVIC和試驗(yàn)電壓因數(shù)的定義的最大允許運(yùn)行峰-峰相對(duì)地電壓相對(duì)地峰-峰電壓的最大允許增強(qiáng)系數(shù)50/60Hz下的出廠試驗(yàn)電壓(r.m.s)示例變頻器供電電網(wǎng)供電無(電網(wǎng)供電)1234567S(制造商規(guī)定)B注1:增強(qiáng)比是變頻器運(yùn)行時(shí)的相對(duì)地峰-峰電機(jī)端電壓除以電網(wǎng)供電運(yùn)行時(shí)的相對(duì)地峰-峰電機(jī)端電壓。后者注2:B=Uvc/UN,其在IEC60034-18-41中使用，由制造商選擇，除第二列中給出的值外可指定不同注3:試驗(yàn)電壓僅由運(yùn)行中電機(jī)端的最大允許峰-峰電壓決定，不考慮運(yùn)行中電壓波形的注4:IVIC“S”對(duì)應(yīng)行的等式也適用于其他1到7的IVIC。對(duì)于UN=6.6kV,14.2kV為IEC60034-1:2010規(guī)定的試驗(yàn)電壓。GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017表D.2沖擊電壓絕緣等級(jí)(IVIC)Ⅱ型絕緣結(jié)構(gòu)沖擊電壓絕緣等級(jí)-嚴(yán)酷代碼及限值IVIC的獨(dú)立參數(shù)相對(duì)地電機(jī)端電壓相對(duì)地沖擊電壓電壓的最大容許增強(qiáng)系數(shù)(第1列)基頻最大容許值(第2列)最大允許突變電壓與最大允許相對(duì)地峰-峰電壓比(第3列)沖擊電壓重復(fù)率(f)最大容許值(第4列)相對(duì)地沖擊電壓上升時(shí)間(t?)的最大容許值(第5列)Upkpk(變頻器供電)/Upk/pk(電網(wǎng)供電)HzU;/Upk/pkkHz嚴(yán)酷代碼1在文件中報(bào)告在文件中報(bào)告在文件中報(bào)告在文件中報(bào)告234567S制造商選擇GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(規(guī)范性附錄)E.1耐久性試驗(yàn)中IVIC的推導(dǎo)E.1.1主絕緣當(dāng)沒有用于對(duì)比的主絕緣基準(zhǔn)壽命曲線時(shí)，制造商應(yīng)按照鑒定規(guī)程采用正弦電壓得到主絕緣的待評(píng)壽命曲線。三個(gè)電壓點(diǎn)中每個(gè)電壓點(diǎn)應(yīng)至少試驗(yàn)4個(gè)試樣。在使用式(3)將曲線修正至50Hz或60Hz后，應(yīng)將這些點(diǎn)繪制成對(duì)數(shù)平均壽命和對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電壓的函數(shù)關(guān)系曲線。標(biāo)準(zhǔn)電壓為峰-峰試驗(yàn)電壓X1——2.6;X2——4.33;Y2——250;t——絕緣失效時(shí)間，單位為小時(shí)(h);U?——峰-峰試驗(yàn)電壓，單位為伏特(V);Uivc——相對(duì)地允許最大峰-峰值電壓，單位為伏特(V)。試驗(yàn)得到的壽命應(yīng)與圖E.1所示的基準(zhǔn)壽命曲線對(duì)比，該壽命曲線與云母/環(huán)氧結(jié)構(gòu)在50Hz或者60Hz下測(cè)試得到的壽命曲線一致，且已證明該云母/環(huán)氧結(jié)構(gòu)在運(yùn)行期間具有可靠的壽命。曲線斜率是基于耐久性系數(shù)10,且通過了參考文獻(xiàn)[15]規(guī)定的試驗(yàn)點(diǎn)(4.33,250)。待評(píng)結(jié)構(gòu)的通過準(zhǔn)則應(yīng)為：在GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017每個(gè)電壓下沒有一個(gè)試樣的壽命小于基準(zhǔn)曲線壽命。如果試驗(yàn)通過準(zhǔn)則，將得到電機(jī)的IVICX,其中X為表D.2第1列中所選擇的嚴(yán)酷代碼。鑒定試驗(yàn)的嚴(yán)酷代碼應(yīng)在電機(jī)文件中給出詳細(xì)說明，且應(yīng)說明嚴(yán)酷代碼是根據(jù)本附錄給出的基準(zhǔn)壽命曲線得到的。如果絕緣鑒定的Uivic不同于表D.2所列的值，可用IVICS。如果沒有匝間絕緣基準(zhǔn)曲線，有必要證明匝間絕緣在所選的鑒定突變電壓下不發(fā)生PD。13.3已闡明不發(fā)生PD的含義。根據(jù)12.3制作樣品且按13.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。如果在1.5Uun以下有PD,應(yīng)鑒定試樣不發(fā)生PD的最高Uun值。如果要求在更高的Uum下鑒定，只有根據(jù)13.3得到壽命曲線與基用的Uum已證明在變頻器供電的電力傳動(dòng)系統(tǒng)下具有滿意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這是可接受的。在電機(jī)文件中以IVICS表示電機(jī)的IVIC且應(yīng)給出Uurn的詳細(xì)限值。E.1.3防暈結(jié)構(gòu)對(duì)于運(yùn)行期間使用的防暈結(jié)構(gòu)，分別采用12.4和13.4所述的試樣和規(guī)程進(jìn)行鑒定。試驗(yàn)條件為E.1.1中主絕緣通過鑒定的峰-峰相對(duì)地電壓和E.1.2中匝間絕緣通過鑒定的Uurn。E.2基于滿意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)IVICX如果變頻器供電的絕緣結(jié)構(gòu)具有滿意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可從運(yùn)行參數(shù)中得到IVIC。該值應(yīng)符合表D.2第1列所示的嚴(yán)酷代碼。如何根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)得到IVIC的示例如表1所示，其中IVIC取表D.2第1列就近的最低嚴(yán)酷水平。對(duì)于具有滿意運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的絕緣結(jié)構(gòu)，應(yīng)在文件中報(bào)告表D.2第2列至第5列中E.3基于滿意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)IVICSE.2所述的規(guī)程不能反映絕緣結(jié)構(gòu)要求的性能，在這種情況下，使用IVICS代碼。對(duì)于具有滿意GB/T22720.2—2019/IEC60034-18-42:2017(資料性附錄)F.1概述該試驗(yàn)描述了主絕緣結(jié)構(gòu)的短時(shí)篩選試驗(yàn)。該篩選試驗(yàn)不視為型式試驗(yàn)和供貨合同的要求。F.2主絕緣短時(shí)耐久性試驗(yàn)按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制作線圈或線棒安裝于模擬槽中，經(jīng)受50Hz或60Hz1.53倍UIvic(有效值)的正弦電壓，UIvic是變頻器供電運(yùn)行期間線圈顯示的最大峰-峰相對(duì)地電壓(參見附錄C)。模擬槽宜接地。試前線圈應(yīng)包括任何采用的防暈結(jié)構(gòu)。該試驗(yàn)為主絕緣的鑒定試驗(yàn)，類似于參考文獻(xiàn)[15]中所描述且主建議的試驗(yàn)樣品為4個(gè)，合格準(zhǔn)則為所有試樣宜耐受該試驗(yàn)條件250h不擊穿。該試驗(yàn)不能保證GB/T22720.2—2019/I[1]IECTS61800-8:2010,Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems—Part8:Specificationof[2]F.Schemmel,K.BauerandM.Kaufhold,“ReliabilityandstatisticallifetimeprognosisofMotorWindingInsulationinLowVoltagePowerDriveSystems”,IEEEElectricalInsulationMaga-zine,Vol.25,No.4,pp.6-13,2009[3]M.Kaufhold,H.Aunger,M.Berth,J.SpeckandM.Eberhardt,“ElectricalstressandfailuremechanismofthewindinginsulationinPWM-Inverter-fedlowvoltageinductionmotors”,IEEETransactionsonIndustrialElectronics,Vol.2,No.2,pp.396-402,2000[4]G.C.Stone,S.CampbellandS.Tetreault,“ConverterDutyMotors:WhichMotorsareatRisk”,IEEEIndustryApplicationsMagazine,pp.17-22,2000[5]J.C.G.Wheeler,A.M.Gully,A.E.BakerandF.A.Perrot,“Novelstressgradingsystemsforconverter-fedmachines”,ElectricalInsulationMagazine,Vol.23,pp.27-33,Jan/Feb2007[6]P.Wang,A.CavalliniandG.C.Montanari“Endurancetestingofrotatingmachinesinsulationsystems:dosinusoidalandsquarevoltagevidecomparableresults?”,IEEEInterna-tionalConferenceonSolidDielectrics,Bologna,pp.310-313,June2013[7]M.Kaufhold,K.Sch?fer,K.BauerandM.Rossmann“Mediumandhighpowerdrivesystems;Requirementsandsuitabilityproofforwindinginsulationsystems”,10thInsuconInterna-tionalElectricalInsulationConference,pp86-89,Birmingham,May2006[8]A.Cavallini,D.FabianiandG.C.Montanari,“Powerelectronicsandelectricalinsulationsys-tems—Part2:Lifemodel