交流电机的试验方法

 交流电动机是电气设备中数量最多的设备之一，在电厂中交流电动机的事故占的比例也是居多的，作为预防性试验虽然不能预防所有的故障，（如机械性故障），但对其绝缘和铁芯部分却起到十分重要的作用。
    一、测量方法
    1.测量绕组的绝缘电阻和吸收比
    要求3kV以下的电动机可用1000V绝缘电阻测试仪，3kV及以上者使用2500V绝缘电阻测试仪。小修时定子绕组可与其所连接的电源一起测量，转子绕组可与起动设备一起测量。测量方法基本上同发电机。
    2.绕组的直流电阻测量
    绕组的直流电阻测量方法同发电机，但不计引线电阻。
    3.定子绕组泄漏电流和直流耐压试验
    定子绕组泄漏电流和直流耐压试验主要是对500kW及以上的电动机进行的，测量方法同发电机。
    4.定、转子交流耐压
    定、转子交流耐压的测量方法与发电机相似，对低压和100kW以下不重要的电动机，可用2500V绝缘电阻测试仪代替。
    5．定子铁芯试验
    定子铁芯试验是在全换绕组或修理铁芯后进行，测量方法也和发电机相似。这仅仅是对3kV或500kW及以上电动机才做此试验。
    6.空转并测空载电流和损耗
    空转并测空载电流和损耗是仅对电动机有怀疑时才测空载电流。
    二、实例说明
    1、实例1-1 测直流电阻——绕组导线断股
    某厂一台高压厂用电动机，容量为700kW，3kV，2950r/min，定子绕组为双星形接线。该电机为两极电机，接线如图1-1(a)所示。
    预试中测定子绕组直流电阻不合格（要求线间电阻相互差别不应超过1%）测试数据见表1-1。

图1-1 测直流电阻
(a)定子绕组接线；(b)B1-0分支绕组串联电路

 断开中性点测各相电阻，测试数据见表1-2。

 从表1-2中可见△R₁＝5.7%，已超过要求的2%。断定B相有问题。将B相并联支路分开测试，可得R_B1＝0.366lΩ,  R_B2＝0.326Ω互差△R＝12.3%，,对每个支路分段测试（由8个线圈串联）见图1-1(b)，测得R₁～R₄＝0.164Ω；R₅～R₈＝0.2004Ω；R₇＝O.04086Ω，R₈＝0.08132Ω，从数据可见靠中性点的线圈比其他的大1倍，分析并绕的导线有断股现象，经解体检查说明判断正确，后更换新线圈后试验良好。
    2、实例1-2 测直流电阻——连线焊接不良
    某厂一台厂用低压电动机，155kW(＞100kW)，380V ,1480r/min单星形接线，具体的接线如图1-2所示（中性点外引至端子板）。

图1-2 电动机绕组接线图
（共60个槽，每相20槽，每极每相5棒）

 由预试测定子绕组直流电阻值见表1-3。

 从表1-3中可见△R₁＝3.9%，不合格。说明A相不合格，对A相的支路逐段寻找，发现有一段连线和鼻端引出线的搭接处焊接不良，所包的绝缘已呈黑色，说明有局部过热现象，重新处理并加固后，良好。
    3、实例1-3 交流耐压试验——发现绝缘薄弱点
    某电厂一台给水泵电动机，Y900-2-4型，6kV，5500kW，双星形接线。在二次大修做预试时，绝缘电阻为2500MΩ，但在做交流耐压时，电压加至8kV时，(按要求为1.5U_N＝9kV)，定子绕组泵侧第3槽口上层线棒对铁芯放电，绝缘被击穿。经厂家局部处理后，再做耐压；电压加到9kV，在记时第52s（应为1min）时，定子绕组泵侧第5槽口上层线棒对铁芯又放电，绝缘被击穿，厂家做第二次局部处理，在耐压试验电压加到9kV，记时第58s时，在第3槽口的另一侧上层线棒绝缘又被击穿，厂家做第三次局部处理，终于耐压9kV1min通过，合格。分析原因均系线棒制造不良，经过运行的振动等因素的考验，暴露出局部缺陷，虽然经局部处理且耐压合格，但对该电机应加强监视，例如对泄漏电流变化的分析。
    4、实例1-4 交流耐压试验绝缘监测
    某厂一台电动机，型号为JSQ-1410-8，370kW，3kV。由于运行年久，绝缘老化，决定进行全换定子绕组，并采用环氧粉云母绝缘代替原来的沥青云母绝缘，在整个线圈制作及下线过程中用交流耐压试验进行绝缘监测。
    (1)新线圈下线前交流耐压值为2.75U_N＋4500＝12750V。在试验过程中，共击穿一个线圈，原因是有机械卡伤。
    (2)下线打槽楔后交流耐压值为2.5U_N＋2500＝10000V。在试验过程中，共击穿一个线圈，原因是线圈出槽口处下线时受力卡伤。
    (3)并头，连接绝缘后（分相）交流耐压值为2.25U_N＋2000＝8750V。试验合格。
    (4)全部线圈连接好后，整个定子绕组交流耐压值为2U_N＋1000＝7000V。试验合格。
    在每次交流耐压前后，应测量绝缘电阻。
    使用仪器为电动机专用交流高压试验变压器。
    5、实例1-5 测绝缘电阻吸收比
    某厂一台电动机，型号为ATM500-2，500kW，3000V。由于空气冷却器铜管漏水，造成该电动机吸水气而受潮，测绝缘电阻为0.5MΩ，（测量温度为25℃），按《预规》要求额定电压3000V及以上者投运前室温下不应低于U_NMΩ，（包括电缆）由于其电缆进电动机的进线也在空冷器的地槽内，其电缆头也同样受潮。开始时，按现场条件采用碘钨灯烘烤，结果电缆绝缘上升到500MΩ，但电动机的绝缘电阻仍很低，仅为3.5MΩ，决定送至热风干燥室进行干燥，干燥时绝缘电阻是先下降，后上升直至稳定达1000MΩ吸收比为1.5。试验合格。
    6、实例1-6 绝缘电阻低受潮——电动机端部改造
    本例作为一种极典型的例子，说明了绝缘电阻低造成的影响。某厂的一种厂用电动机，型号为JSQ850-6，绝缘较差极易受潮，停机后绝缘电阻下降速度快，表1-4中列出了统计数。

 如果电动机停运时间过长或遇雷雨天气，绝缘又会受潮，待运8h，绝缘电阻就会降到6MΩ以下。
    分析原因，除了环境条件（湿度较大，相对湿度为80%以上），电动机绕组端部结构是主要原因，为此进行了改造。用黄绝缘代替黑绝缘，过桥线加固，绝缘滴漆处理，然后进行干燥，干燥过程的绝缘电阻变化如图1-3所示。

图1-3 干燥曲线
1一绝缘电阻变化曲线；2一温度变化曲线

 经过改造后，此类情况已不发生，开机前的绝缘电阻达13MΩ以上。
    7、实例1-7 用空载试验分析交流异步电动机的异常
    某电力公司一台俄制交流异步电动机，型号为BA02、450LA-6Y2，250kW，6kV，星形接法，额定电流30.4A。
    该电动机在1999年发生跳闸事故，解体发现电动机铁芯整体松脱，绕组端部撞击端盖而造成绕组接地，经修理后进行了交接试验，除空载试验数据外，其他正常。修理后试验数据见表1-5。

 一般，异步电动机在额定电压下的空载电流约为额定电流的20%～50%，空载损耗功率为额定的3%～8%，同规格电动机空载电流波动幅度一般为5%～15%。而此电动机的空载电流为额定的20.1/30.4＝66%，空载损耗为额定的6850/250000＝2.7%，可见其空载电流大而空载损耗正常。
    为了判断是电路（铜损）还是磁路（铁损）问题，测定子绕组直流电阻未发现异常，测试数据见表1-6。
    故初步判定是磁路问题，但解体未见异常。经查找修理单位，是试验人员看错了电流表倍率所致，试验电流应除以2才是实际值，这样比例就变为33%，在合格范围内。