GB/Z 22720.2-2013 旋转电机 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)的鉴别和认可试验

ICS29.160.01

K20

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

旋转电机电压型变频器供电的

旋转电机耐局部放电电气绝缘

()国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

结构型的鉴别和认可试验

Ⅱ

—

Rotatinelectricalmachinesualificationandaccetancetestsforartial

gQpp

()

dischareresistantelectricalinsulationsstemsTeⅡusedinrotatin

gyypg

electricalmachinesfedfromvoltaeconverters

g

(/:,)

IECTS60034-18-422008IDT

2013-12-17发布2014-05-10实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4变频器运行产生的电压影响……………4

5Ⅱ型绝缘结构……………6

变频器供电的电机用型绝缘结构的应力因素………

6Ⅱ7

7鉴别和认可试验…………………………7

8匝间绝缘的鉴别…………………………8

9对地绝缘结构的鉴别……………………10

10应力控制和防晕结构的鉴别…………12

11试验样品的准备………………………12

12鉴别试验程序…………………………13

13鉴别试验合格准则……………………14

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

()………………

14Ⅱ型绝缘结构的认可试验型式试验15

………………………

、

15分析报告和分级15

()………………………

附录A资料性附录16

()………………………

附录B资料性附录17

()………………………

附录C资料性附录19

图冲击电压的波形参数…………………

12

图23电平变频器供电电机端的相间电压………………3

图与变频器供电有关的在电机端可能出现的突变电压()…………

3Uj4

图在不同冲击上升时间下电平变频器以电缆长度为函数电机端的最大电压增加………………

425

图设计示例………………

56

图匝间绝缘和主绝缘的寿命曲线………………………

69

图7Ⅱ型主绝缘结构寿命曲线示例……………………11

图扁线导体的匝间绝缘试验样品结构示例…………

813

图A.1简单变频器电压模拟电路的示例………………16

图A.2气隙放电振荡器产生的典型波形………………16

图B.13电平变频器供电电机端的相对地电压示意图…………………17

表变频器供电电压特性对型绝缘结构不同部分加速老化的影响…………………

1Ⅱ7

表B.13电平变频器1kHz冲击产生的电老化影响与50Hz基频老化百分比所对应的各种

电老化系数()……………………

n18

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

前言

分为个部分:

GB227202

———电压型变频器供电的旋转电机型电气绝缘结构的鉴别和型式试验;

Ⅰ

———()。

电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构型的鉴别和认可试验

Ⅱ

本部分为的第部分。

GB227202

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分使用翻译法等同采用/:《旋转电机电压型变频器供电的旋转电

IECTS60034-18-422008

()》。

机耐局部放电电气绝缘结构型的鉴别和认可试验

Ⅱ

与本部分中规范性引用的国际标准有一致性对应关系的我国标准如下:

———/—:

电气绝缘材料耐热性第部分计算耐热特征参数的规程

GBT11026.320063

(:,)

IEC60216-32002IDT

———/—:

调速电气传动系统第部分一般要求交流电压以上但

GBT12668.4200641000V

不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定(:,)

IEC61800-42002IDT

———/—旋转电机绝缘结构功能性评定总则(:,)

GBT179482003IEC60034-18-11992IDT

———/—旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程、

GBT17948.4200650MVA15kV

及以下电机绝缘结构电评定(/:,)

IECTS60034-18-321995IDT

———/—:

电气绝缘系统重复脉冲产生的电应力第部分电老化评定的通

GBT22566.120081

用方法(:,)国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

IEC62068-12003IDT

———/—()

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机型电气绝缘结构的

GBT22720.12008Ⅰ

鉴别和型式试验(:,)

IEC60034-18-412006IDT

Ⅰ

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

引言

《》,:。,

电压型变频器供电的旋转电机绝缘结构包含两部分将绝缘结构分成两类型和型型

ⅠⅡⅠ

;,

在其运行寿命期间和规定的条件下不承受局部放电型在整个运行寿命期间绝缘结构的任一部分承

Ⅱ

。,

受局部放电对于型和型绝缘结构供电系统集成商应告知电机制造商电机在运行期间出现的端

ⅠⅡ

,,、

电压这时电机制造商应决定适用于鉴别绝缘结构试验的严酷程度该严酷程度以冲击上升时间峰峰

-

电压以及在型绝缘结构情况下的冲击重复率为基础。

Ⅱ

/

0.1IECTS60034-18-41

/论述型绝缘结构,、

IECTS60034-18-41ⅠⅠ型绝缘结构通常用于额定电压700V以下具有散嵌

。、。

绕组定子的旋转电机该部分给出了必要的规范性引用文件术语以及变频器运行所产生的影响确

,。

定评定程序的技术基础后描述了概念方法

/

0.2IECTS60034-18-42

该部分描述了型旋转电机电气绝缘结构的鉴别和认可试验。型绝缘结构通常用于额定电压

ⅡⅡ

。,

及以上且偏重于具有成型绕组线圈的旋转电机鉴别规程完全不同于型绝缘结构规程包括

700VⅠ

,,

在加速条件下绝缘试品破坏性老化制造商需要绝缘结构的寿命曲线该寿命曲线可以提供在变频器供

。,

电和运行条件下的预估寿命鉴别任何应力梯度结构是非常重要的测试应力梯度结构在重复冲击条

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

。,。

件下进行如果证明绝缘结构在适当的老化条件下提供可靠的寿命那么绝缘结构有资格使用认可

试验是对采用型绝缘结构的线圈进行电老化试验。

Ⅱ

/,//

该部分的理解应结合IECTS60034-18-41IECTS60034-18-41提供了变频器供电电机系统的

技术背景。

,,

变频器供电电机绕组绝缘结构和变频器技术发展迅速同时这种绝缘结构最好的测试方法还在研

,。

究中因此期望在未来几年内对这两部分进行修订

Ⅱ

GB/—//:

Z22720.22013IECTS60034-18-422008

旋转电机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型的鉴别和认可试验

1范围

的本部分规定了由产生重复冲击电压的脉宽调制()变频器供电并在运行期间承受

GB22720PWM

/。

局部放电的单相或多相交流电机定子转子绕组绝缘结构的评估标准

本部分适用于电压型变频器供电下典型试样的鉴别和认可试验。

本部分不适用于:

———仅在启动时使用变频器的旋转电机;

———牵引用电气设备和结构。

:,,

注虽然本部分只针对于电压型变频器但也存在很多其他类型的变频器可以产生重复冲击电压对于这些变频器

,。

供电电机如果需要可用类似方法进行试验

2规范性引用文件

。,

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注日期的版本适用于本文

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

。,()。

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

旋转电机绝缘结构功能性评定总则(—

IEC60034-18-1hinesFunctional

Rotatinelectricalmac

g

—:)

evaluationofinsulationsstemsPart18-1Generaluidelines

yg

旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程、及以下

IEC60034-18-3250MVA15kV

电机绝缘结构电评定(——

RotatinelectricalmachinesFunctionalevaluationofinsulationsstemsPart

gy

:—

18-32TestProceduresforform-woundwindinsElectricalevaluationofinsulationsstemsusedin

gy

machinesutoandincludin50MVAand15kV)

pg

/()

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机电气绝缘结构型的鉴别和型

IECTS60034-18-41Ⅰ

式试验(—:

RotatinelectricalmachinesPart18-41QualificationandtetestsforTeIelectrical

gypyp

)

insulationsstemsusedinrotatinelectricalmachineswhenfedfromvoltaeconverters

ygg

:(

电气绝缘材料耐热性第部分计算耐热特征参数的规程

IEC60216-33Electricalinsulating

——:

materialsThermalenduranceroertiesPart3Instructionsforcalculatinthermalendurance

ppg

)

characteristics

/电气绝缘材料交流电压耐久性评定通则(—

IECTS61251Electricalinsulatinmaterials

g

—)

A.C.voltaeenduranceevaluationIntroduction

g

:

调速电气传动系统第部分一般要求交流电压以上但不超过

IEC61800-441000V35kV

的交流调速电气传动系统额定值的规定(—:

AdustableseedelectricalowerdrivesstemsPart4

jppy

—

GeneralreuirementsRatinsecificationsfora.c.owerdrivesstemsabove1000Va.c.andnotex-

qgppy

ceedin35kV)

g

:(

电气绝缘系统重复脉冲产生的电应力第部分电老化评定的通用方法Elec-

IEC62068-11

——:

tricalinsulatinsstemsElectricalstressesroducedbreetitiveimulsesPart1Generalmethod

gypypp

)

ofevaluationofelectricalendurance

1

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

电气绝缘击穿数据统计分析导则(

IEC62539Guideforthestatisticalanalsisofelectricalinsu-

y

lationbreakdowndata)

3术语和定义

以下术语和定义适用于本文件。

3.1

电老化系数voltaeendurancecoefficient

g

n

特定绝缘结构的寿命和施加电压值之间遵守的反幂函数或指数函数的指数。

3.2

寿命life

失效时间。

3.3

应力梯度材料stressradinmaterial

gg

,。

材料通常具有非线性的阻抗特征用以减小定子绕组端部最大表面电场强度

3.4

防晕材料coronarotectionmaterial

p

,。

用于定子槽部线棒的涂覆材料防止槽部放电

3.5

冲击上升时间imulserisetime

p

t国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

r

()。

峰值电压从上升至所需的时间见图

0100%1

:,。

注除另有说明外冲击上升时间以电压从10%上升至90%所需时间的1.25倍来评估

说明:

U———电压;

t———时间。

图1冲击电压的波形参数

3.6

电气绝缘结构electricalinsulationsstem

y

用于电气设备的与导电部分结合在一起的含有一种或多种电气绝缘材料的绝缘组合。

2

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

[]

IEC62068-1

3.7

()()

电应力electricstress

,/。

电场强度以Vmm表示

3.8

额定电压ratedvoltae

g

UN

,。

电机在规定运行条件下的电压值通常由制造商规定

3.9

基频fundamentalfreuenc

qy

,。

从周期性时间函数的傅立叶转换得到的频谱中的第一频率频谱中的所有频率均与其有关

:。

注电机端电压的基频决定变频电机的转速

3.10

稳态冲击电压值steadstatevoltaeimulsemanitude

ygpg

Ua

()。

冲击电压的终值见图1

3.11

()()

峰值冲击电压eakimulsevoltae

ppg

U

p

()。

一个单极冲击能达到的最高电压值例如图中的

1U

p

:,()。

注对于双极式冲击电压峰值电压为峰峰电压的一半见图

1-2

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

:。

注峰峰电压如图所示的/

2-2Ukk

pp

图23电平变频器供电电机端的相间电压

3.12

尖峰电压voltaeovershoot

g

Ub

()。

超过稳态冲击电压部分的峰值电压值见图1

3

/—//:

GBZ22720.22013IECTS60034-18-422008

3.13

冲击重复频率imulsereetitionfreuenc

ppqy

()。

每单位时间变频器产生的电压冲击平均数开关频率

3.14

突变电压umvoltae

jpg

Uj

()。

变频器供电每次冲击开始时电机端的电压变化见图3

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页()

图3与变频器供电有关的在电机端可能出现的突变电压Uj

3.15

峰峰冲击电压

-eaktoeakimulsevoltae

pppg

/

U′

kk

pp

()。

在冲击频率下的峰峰电压见图

-2

3.16

峰峰电压

-eaktoeakvoltae

ppg

U/

kk

pp

()。

在基频下的峰峰电压见图

-2

3.17

局部放电artialdischare

pg

导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电。

:,。

注可以发生在绝缘内也可以发生在导体附近

4变频器运行产生的电压影响

4.1变频