GB/T 20833.1-2016 旋转电机 旋转电机定子绕组绝缘 第1部分：离线局部放电测量

ICS29.160.01

K20

中华人民共和国国家标准

GB/T20833.1/IEC60034-27-1:2017

代替GB/T20833.1－2016

旋转电机绕组绝缘第1部分：离线局部放

电测量

Rotatingelectricalmachines—Thewindinginsulation—Part1:Off-linepartial

dischargemeasurements

（IEC60034-27-1:2017,Rotatingelectricalmachines-Part27-1:Off-line

partialdischargemeasurementsonthewindinginsulation，IDT)

目次

前言II

引言IV

1范围1

1

2

4

6

8

10

14

16

19

23

25

26

30

31

33

36

41

局部放电数据和相位可辨识的局部放电图的评价46

50

7

9

10

12

12

16

18

22

27

28

31

34

36

36

I

图F.3通过测量装置的脉冲电流37

图F.4噪声抑制的示例39

图F.5抑制交叉噪声示例39

图G.1Y形和三角形连接的说明图45

……….47

12

13

13

13

14

14

14

25

48

II

前言

部分：离线局部放电测量》。

016版）；

版的6.2）；

版的7.3.2）；

版的9.1）；

2016版的10.1、10.2.1和10.3.1）；

C，2016版的附录B）；

增加了从接线端和星接中性点解释局部放电测量和感应放电/振动火花（见附录H）；

《旋转电机第27－1部分：绕组绝缘离线

文件有一致性对应关系的我国文件如下：

绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电压耐久性评定

电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构（Ⅱ

旋转电机定子绕组绝缘第2部分：在线局部放电测量（IEC

部分：一般定义及试验要求（IEC60060-1：

III

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

2010,MOD）；

——IEC60060-2：2010,MOD）；

——MOD）。

本部分

本部分

本部分

本部分

本部分

——

IV

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

引言

测量一直被用作评估绝缘结构质量和绝缘结构老化状态的一种方法。由于电

机在运行中对绕组绝缘产生应力作用，因此局部放电测量也可以作为信号检测的方法。与其他测量绝

相比，局部放电测量可通过测量结果检测到绝缘结构内

在电机的维护和检修方面，局部放电的测量和分析也可提供下列信息:

虽然电机局部放电试验已被广泛的接受，但从几项研究中发现，不仅测量方法不同，而且标准和方

终测量数据的评估也往往不同，且无法比较。因此，为使用局部放电测量来评估绝缘结

离线测量，定子绕组与运行中的供电系统隔离，并且使用独立的电源为绕组供电；

(IEC60034-27-2)

这两种方法各有利弊。在线测量的方法和对工业的价值在世界范围内被广泛使用并得到认可，但本

测试的非专业人士，有必要提供简洁的离线测量标准。

当对定子绕组进行局部放电测量时，有些外界因素不可避免地会影响测量结果。因此，只有在特定

在生产制造或运行现场环境下，假如没有规定减少噪声的措施，那么局部放电测量结果会受到影响。

根据不同的设备采用不同的硬件和软件解决方案，能够将相关的局部放电信号从噪声中分离，例如测量

个方法是将所测局部放电信号重新计算得到等效电荷，该方法取决于标准化测量

温度和湿度等测试条件以及测试对象会严重影响局部放电的测量结果。对于定子绕组而言，局放脉

取决于绕组的设计和脉冲信号的初始值。

基于上述原因，电机绕组局部放电幅值的极限值难以确定，例如无法作为生产或运行的验收标准。

此外，绝缘结构劣化的程度和失效的风险取决于局部放电源的具体类型以及在定子绕组绝缘中的位

不是所有定子绕组有关的绝缘问题都可通过测

由于绝缘物体之间的导电路径不同，所以不产生脉冲信号)。由

于电子噪声和干扰条件的影响，脉冲信号在实际应用中可能不会被探测到，因此限制了检测的灵敏度。

对于单个线棒和线圈，由于测量设备和设置有所差异，导致局部放电的极限幅值也很难确定。因此，

V

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

旋转电机绕组绝缘第1部分：离线局部放电测量

1

绕绕组或者成型绕组

的定子绕组。本部分也适用于高压电机转子励磁绕组。测量方法采用频率为至400Hz的交流电。

详见附录

不适用于散绕绕组电机，无槽部防晕层的成型绕组以及不在上述电源频率范围内的试验。本

部分离线局部放电测量规程可用于评估标准化的生产工艺，或该类绕组以及变频电机绕组的发展趋势。

型绝缘结构高压变频电机的鉴定试验规程见

2

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

成型绕组试验规程电压耐久性

评定（32:Functionalevaluationofinsulationsystems

－Evaluationbyelectricalendurance）

部分：电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结

构（Ⅱ型）42:Partialdischargeresistant

electricalinsulationsystems(TypeII)usedinrotatingelectricalmachinesfedfromvoltage

converters

部分：旋转电机定子绕组绝缘在线局部放电测量

（linepartialdischargemeasurementsonthe

statorwindinginsulationofrotatingelectricalmachines

1

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

IEC60034－27－4旋转电机第27－4部分：旋转电机绕组绝缘的绝缘电阻和极化指数测量

（Rotatingelectricalmachines－Part27－4:Measurementofinsulationresistanceand

polarizationindexofwindinginsulationofrotatingelectricalmachines）

IEC60060－1高电压试验技术第1部分:一般定义和试验要求（High-voltagetesttechniques–

voltagetesttechniques–Part2:

voltagetesttechniques－Partial

导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电。这种放电会在导体附近发生也可以不在导体附近发生。

漆或带，其目的是使高压定子线棒和线圈表面的电压降落平

端部防晕层使沿着端部绕组的电场强度降低，使其小于表面局部放电的临界值，端部防晕层和槽部防晕层重叠

在线圈或线棒的槽内部分，与主绝缘紧密接触的导电漆或者带。通常称作半导体涂层。

2

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

在绕组端部或者电机绕组活动部分中绕组组分表面或者绝缘表面发生的放电。

时间内，一系列脉冲幅值等间距窗口内的脉冲数目。

在预先设定的测量时间内，一系列脉冲相位等间距窗口内的脉冲数目。

局部放电幅值的脉冲数与交流周期相位的分布图，用于预先设定的测量时间内局部放电的可视化图

通常是有源或者无源的四端网络，把输入电流转换成输出的电压信号。

信号通过传输系统传输到测量仪器，通常耦合装置频率响应的选择至少可以有效地阻止试验电压频率和谐波进

largestrepeatedlyoccurringPDmagnitude

个脉冲的局部放电脉冲重复率相关的最大幅值，它可以直接从脉冲幅值分布中推断出来。

。如果使用其他重复率，则需要说明，例如每秒50或60个脉冲，即Q或Q。参见附

m50m60

magnitude

3

GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

不是脉冲且不是由定子绕组产生的信号。在局部放电试验中检测到的不是由试品产生的信号。

）发生在绝缘材料介质性能不均匀的位置，在这些位置，局部电场强度会增强，

绝缘结构的击穿。通常局部放电需

导体或者绝缘体分界面的气体孔隙。

施加电压的一个周期内会导致数

在使用云母绝缘的旋转电机中，不可避免地会有许多缺陷，例如出现在绝缘材料

。因此，不同强度的局部放电信号需叠加测量。

放电时传递的放电量与不均匀特性（如尺寸、实际击穿电压）和材料特定的介电性能（如表面性质、

在运行中会有局部放电现象。无机

局部放电通常是绝缘缺陷的征兆，例

如制造质量问题或者运行中的劣化，而这并非其失效的直接原因。此外，还取决于特定条件下的局部放

电信号源及其幅值，它可能转化成为局部绝缘老化的重要因素。失效时间与局部放电等级无关，但与其

测量和分析可用于新的绕组和绕组部件的质量把控，以及绝缘缺陷的早期检测，绝缘

缺陷由运行中的热、电、环境和机械老化等因素引起，可导致绝缘故障。

机的绝缘结构中通常会出现局部放电，但局部放电的大小、数量和位置取决于电机的设计、

材料、制造工艺、质量、运行环境和老化状况。对于特定的电机设计，所用材料的属性、制造方法、运

行条件等会极大地影响局部放电发生的数量、位置、特征、发展趋势和意义。一般情况下可以通过局部

放电的特征来识别和区分不同的局部放电信号，也可以通过附加诊断测试和目视检测来验证。

4

XXXX/IEC60034-27-1:2017

电机的树脂浸渍云母带绝缘结

缘物中的云母只在规定的老化条

主绝缘的内部分层可能是由于在制造期间树脂浸渍不当或绝缘物固化不当亦或在操作时由机械或

热应力过大导致的。绝缘老化也可能导致绝缘物分层，而老化引起的分层通常是一个长期过程。因此，

老旧绝缘物的分层是绝缘老化的明显标志。大的空隙会导致大片区域内相对较高的放电能量，致使绝缘

因此，在评估局部放电现象时，需

形成的空气或充气的长形槽（纵向）产生局部放电，其嵌入在主绝缘和导体叠

在高压电机中，当部分防晕层受损时，会产生槽放电。槽放电可能是由于涂层材料杂质引起的局部

线棒在正常槽部或槽口松动所造成，例如由于材料沉积、侵蚀、磨损，

线棒松动时，电磁力将引起其在槽内振动，导致槽

已经发生局部损坏的情况下，接地金属电极（槽铁）与主绝缘表面

之间存在一个具有高脉冲幅值的局部放电起始电压。这类放电主要发生在定子绕组的线棒或线圈场强高

的地方。由于主绝缘的侵蚀，局部放电使老化加快。严重时，线圈松动也会导致机械磨损。

线棒处更严重。因此，槽放电发生时，

离线局部放电测量将提供不同的局部放电强度，有时会在出线端和中性点产生。

线棒的振动可能是槽部防晕层损坏的最初状态，例如由于电磁力的作用

电机运行期间可能发生振动火花。这是由于电磁感应产生的

电压引起间歇性中断电流所造成。虽然它不是局部放电现象，但在测量时也可能发生。

当槽部防晕层因振动火花劣化时，槽放电可以在电机停止运行后测量。振动火花是由磁场引起，这

种现象主要发生在槽部出线端到中性点的线棒或线圈上，其现象可以在绕组的两侧进行测量。进行比较

电场强度高的位置可能出现局部放电，这样的放电常常出现在定子绕组端部不同

端部防晕层变为无效，可靠的

由于表面的影响，局部放电会产生

局部放电可能会因受表面影响而产生相对较快的变化。

另外，局部放电可能在相间发生，例如由于界面不够清洁、悬伸支撑系统的元件；或端部绕组表面

致绝缘的局部损坏。较大的金属件更具

除了局部集中放电和其潜在的破坏性影响以外，它还

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GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

起初的局部放电电流可以表征为瞬态脉冲，其上升时间仅为几纳秒。对于高频范围的短时局部放电

会出现行波、复杂的电容电感耦合和谐振现象，因此，需要考

、反射和交叉耦合，在绕组终端记录的局部放

测量有以下几点重要说明：

传感器的传输函数是未知的，它取决于电机的特定设计，决定定子绕

定子绕组特有的高频传输现象产生的终端处局部放电信号，可视为被试电机和和局部放电源

当行波通过绕组时，局部放电信号的特高频部分开始严重衰减，这与局部放电初始状态有关，

由于上述几点现象，特定定子绕组的设计和局部放电检测系统的特定频率响应（包括耦合装置）将

电机绕组绝缘最常用的方法，根据IEC60270，本章只涉及

其他用于局部放电离线检测和定位的方法参见附录C。

（如连接电缆或者光缆）以及测量仪

，因此传输系统不必考虑。

能检测出多少来自绕组的局部放电信

耦合单元的类型，对检测的整体灵敏度有相当大的影

完整绕组基本适用:

局部放电有很好的灵敏度，而且保证对

然而，低频率范围会受到噪声和干扰的影

因此仅对非常接近传感器的起始信

较少地受到噪声和干扰的影响。

合适的灵敏度，对于离线局部放电测试建议使用宽带局部放电测量

测量装置的频率范围内可能会出现谐振现

常常使用电容性耦合单元，它由高压电容和低

试品串联（如图4b）），低压耦合装置

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GB/T20833.1—XXXX/IEC60034-27-1:2017

系统以及测量系统的输入阻抗，因此，增加输

显示了理想化局部放电脉冲的频率响应与具有高压电容的不同局部放电耦合单元之间的传输函

脉冲和耦合单元频谱的重叠部分，表示5ns

L和电容C影响，该系统表现出带通滤波

5000500505

检测到的

局部放电