GB/T 22720.2-2019 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)的鉴定试验

ICS29.160.01

K20

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

代替/—

GBZ22720.22013

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型的鉴定试验

—

Rotatinelectricalmachinesualificationtestsfortheartialdischare

gQpg

()

resistantelectricalinsulationsstemsTeⅡusedinrotatinelectrical

yypg

machinesfedfromvoltaeconverters

g

[:,—:

IEC60034-18-422017RotatinelectricalmachinesPart18-42Partial

g

()

dischareresistantelectricalinsulationsstemsTeⅡusedinrotatin

gyypg

—,]

electricalmachinesfedfromvoltaeconvertersQualificationtestsIDT

g

2019-06-04发布2020-01-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅴ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4变频器运行时产生的电机端电压………………………4

5电机绕组绝缘结构的电应力……………7

6Ⅱ型绝缘结构的电压等级………………10

变频器供电的型绝缘结构的应力因子………………

7Ⅱ10

8鉴定试验…………………11

9主绝缘结构的鉴定………………………12

10匝间绝缘的鉴定………………………14

11防晕结构的鉴定………………………16

12试验样品的准备………………………16

13鉴定试验规程…………………………17

14鉴定试验合格准则……………………18

15检查试验………………19

16可选的筛选试验………………………19

、………………………

17分析报告和分级19

()……………

附录资料性附录对主绝缘老化的贡献

A20

()………………

附录资料性附录冲击测试电路示例

B23

()……………………

附录资料性附录短时耐久性试验电压的推导

C26

()……………

附录资料性附录电机绝缘冲击电压绝缘等级的推导

D27

()…………………

附录规范性附录缺少制造商的基准寿命曲线时的推导

EIVIC29

()…………………

附录资料性附录可选的筛选试验

F31

参考文献……………………32

图冲击电压的波形参数…………………

15

图23电平变频器供电电机端一个完整周期下的相间电压波形………6

图变频器驱动的电机端出现的突变电压()…………

3Uj6

图不同冲击上升时间下电机端在无穷大阻抗下的最大电压增量与电缆长度的函数关系…………

47

图散嵌绕组设计示例……………………

58

图成型绕组设计示例……………………

68

Ⅰ

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

图以冲击上升时间为函数的不同散嵌绕组定子匝间绝缘承受的最严酷电压………

79

图8Ⅱ型主绝缘结构寿命曲线示例……………………14

图匝间绝缘寿命曲线示例……………

915

图A.13电平变频器供电电机端的相对地电压示意图………………20

图多个冲击频率和基频频率之比与冲击电压()和基频电压()之比的寿命

A.2U/U'/

kkkk

pppp

()()………………………

消耗百分比轴

Yn=1022

图B.1简单变频器输出电压模拟电路示例……………23

图B.2冲击发生器产生的典型波形……………………24

图B.3简单变频器输出电压模拟电路的示例…………25

图B.4冲击发生器产生的典型波形……………………25

图E.1主绝缘基准寿命曲线……………29

表两种变频器供电电机端电压测量特征值示例………

15

表变频器供电电压特性对型绝缘结构不同组分加速老化的影响………………

2Ⅱ10

(

表A.13电平变频器1kHz冲击对电老化的贡献占50Hz基频电压老化的百分比耐久性系数

为10)……………21

表D.1Ⅱ型绝缘结构的IVIC和试验电压因数的定义…………………27

表冲击电压绝缘等级()………………………

D.2IVIC28

Ⅱ

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

前言

/分为个部分:

GBT227202

———/()

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机无局部放电型电气绝缘结构

GBT22720.1Ⅰ

的鉴别和质量控制试验;

———/()

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型

GBT22720.2Ⅱ

的鉴定试验。

本部分为/的第部分。

GBT227202

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分代替/—《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

GBZ22720.22013

()》。/—,:

结构型的鉴别和认可试验本部分与相比主要技术变化如下

ⅡGBZ22720.22013

———(,);

修改了范围见第章年版的第章

120131

———(,);

修改了主绝缘样品见12.22013年版的11.3

———(,);

修改了匝间样品见12.32013年版的11.2

———(,);

修改了主绝缘鉴定程序见13.22013年版的12.3

———(,);

修改了匝间绝缘鉴定程序见13.32013年版的12.2

———(,);

修改了防晕结构鉴定程序见13.42013年版的12.4

———(,);

修改了鉴定试验合格准则见第章年版的第章

14201313

———“”(,);

修改了附录冲击测试电路的示例见附录B2013年版的附录A

———“”();

增加了附录电机绝缘冲击电压绝缘等级的推导见附录

DD

———“”()。

增加了附录在缺少制造商基准寿命曲线情况下的推导见附录

EIVICE

:《:

本部分使用翻译法等同采用旋转电机第部分电压型变频器供电

IEC60034-18-42201718-42

()》。

的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构型鉴定试验

Ⅱ

与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:

———/—旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程旋转电机绝

GBT17948.32017

缘结构热评定和分级(:,)

IEC60034-18-312012IDT

———/—旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电压耐久性

GBT17948.42016

评定(:,)

IEC60034-18-322010IDT

———/—:

旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第部分离线局部放电测量

GBT20833.120161

(:,)

IECTS60034-272006IDT

———/—电气绝缘材料和系统瞬时上升和重复冲击电压条件下的局部放电

GBT236422017

()电气测量(:,)

PDIECTS619342011IDT

———/—电气绝缘击穿数据统计分析导则(:,)

GBT293102012IEC625392007IDT

,:

为便于使用本部分做了下列编辑性修改

———纳入国际标准修正案的内容;

———,《

为与现有系列标准一致本部分名称改为旋转电机电压型变频器供电的旋转电机耐局部放

()》。

电电气绝缘结构型的鉴定试验

Ⅱ

本部分由中国电器工业协会提出。

(/)。

本部分由全国旋转电机标准化技术委员会SACTC26归口

:、

本部分起草单位上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司山东华力电机集团股份有限公

Ⅲ

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

、、、、

司卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司西安泰富西玛电机有限公司江苏锡安达防爆股份有限公司

、、、

安徽省电机产品及零部件质量监督检验中心中车株洲电机有限公司中车永济电机有限公司上海德

、、、

驱驰电气有限公司哈尔滨电气动力装备有限公司北京百正创源科技有限公司杭州江潮电机有限公

、、、、

司浙江沪龙科技股份有限公司上海电气集团上海电机厂有限公司上海电器设备检测所有限公司哈

尔滨大电机研究所。

:、、、、、、、、、

本部分主要起草人张生德汪双灿王庆东王建乔蒲天庆陆进生赵云峰梁西川刘冠芳

、。

陈仙根黄慧洁

本部分所代替标准的历次版本发布情况为:

———/—。

GBZ22720.22013

Ⅳ

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

引言

《》,:。

电压型变频器供电的旋转电机绝缘结构包含两部分且将绝缘结构分成两类型和型

ⅠⅡ

,;,

型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

ⅠⅡ

。,(

部分经受局部放电对于型和型绝缘结构供电系统集成商负责协调整套电力传动系统电气性能

ⅠⅡ

),

者应告知电机制造商电机在运行期间出现的端电压这时电机制造商会根据严酷程度决定适用于鉴定

。

绝缘结构的试验已经通过或鉴定且采用变频器供电的绝缘结构

IEC60034-18-41IEC60034-18-42

。。

可推导出冲击电压绝缘等级这表明绝缘可承受变频器运行时产生的电应力Ⅰ型结构的严酷等级基

。,

于冲击上升时间和峰峰电压在此基础上型结构的严酷等级还受冲击电压重复率和基波电压特性

-Ⅱ

。/

的影响建议系统集成商在变频器电机系统安装完成后测量终端和地之间的相间和相对地电压以检

查是否符合要求。

0.1IEC60034-18-41

,、

论述型绝缘结构型绝缘结构通常用于额定电压以下具有散嵌绕组

IEC60034-18-41ⅠⅠ700V

。、

定子的旋转电机IEC60034-18-41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和试验项目

0.2IEC60034-18-42

描述了型旋转电机电气绝缘结构的鉴定试验。型绝缘结构通常用于额定电

IEC60034-18-42ⅡⅡ

。,

压及以上且具有成型绕组的旋转电机鉴定规程完全不同于型绝缘结构规程包括在加速条

700VⅠ

。/(

件下试品破坏性老化制造商需要用合适的计算和或试验规程阐明绝缘结构的寿命曲线如

)。

IEC60034-18-32中所描述以提供其在变频器供电运行条件下的评估寿命鉴别任何已应用的防晕结

,。

构是非常重要的本试验应分别在正弦和重复冲击条件下进行如果证明绝缘结构在规定的老化条件

,。

下具有可靠的寿命那么绝缘结构准予使用

Ⅴ

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

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型的鉴定试验

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

GBT22720PWM

/。

预期经受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准则本部分规定了典型试

,。,

样的电气鉴定试验以验证其与电压型变频器的匹配程度本部分还描述了新增的分级体系该分级体

系规定了绝缘结构在变频器供电条件下具有可靠性能的限值。

,。

虽然本部分适用于电压型变频器但也存在会产生重复冲击电压的其他类型变频器对于这类变

,。

频器可用类似方法进行试验

,。

仅在启动时使用电压型变频器的旋转电机不需要鉴定其绝缘结构因此不在本部分的范围内

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

。,()。

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(:,)

GBT17948.72016IEC60034-18-12010IDT

/—()

旋转电机电压型变频器供电的旋转电机无局部放电型电气绝缘结

GBT22720.12017Ⅰ

构的鉴别和质量控制试验(:,)

IEC60034-18-412014IDT

::(—:

旋转电机第部分定额与性能

IEC60034-120101RotatinelectricalmachinesPart1

g

)

Ratinanderformance

gp

:

旋转电机第部分绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程旋转电

IEC60034-18-3118-31

机绝缘结构热评定和分级(—:

RotatinelectricalmachinesPart18-31Functionalevaluationof

g

——

insulationsstemsTestroceduresforform-woundwindinsThermalevaluationandclassification

ypg

)

ofinsulationsstemsusedinrotatinmachines

yg

:

旋转电机第部分绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电评定

IEC60034-18-3218-32

(—:—

RotatinelectricalmachinesPart18-32FunctionalevaluationofinsulationsstemsTestroce-

gyp

—)

duresforform-woundwindinsEvaluationbelectricalendurance

gy

:(

旋转电机第部分旋转电机定子绕组绝缘离线局部放电测量

IECTS60034-2727Rotatine-

g

—:

lectricalmachinesPart27Off-lineartialdischaremeasurementsonthestatorwindininsulation

pgg

)

ofrotatinelectricalmachines

g

电气绝缘材料和系统瞬时上升和重复冲击电压条件下的局部放电()电气测

IECTS61934PD

量[—()

ElectricalinsulatinmaterialsandsstemsElectricalmeasurementofartialdischaresPD

gypg

]

undershortrisetimeandreetitivevoltaeimulses

pgp

电气绝缘击穿数据统计分析导则(

IEC62539Guideforthestatisticalanalsisofelecintricalsu-

y

lationbreakdowndata)

1

/—/:

GBT22720.22019IEC60034-18-422017

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

局部放电;

artialdischarePD

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部或外部也可以发生在导体附近

3.2

局部放电起始电压;

artialdischareincetionvoltaePDIV

pgpg

当施加于试品上的电压从某一观测不到局部放电的较低值逐渐增加至试验回路中初次探测到局部

放电时的最低电压。

:,。,。

注对于正弦电压定义为电压的有效值对于冲击电压定义为峰峰电压

PDIVPDIV-

3.3

重复局部放电起始电压;

reetitiveartialdischareincetionvoltaeRPDIV

ppgpg

十次极性相同的冲击电压中至少出现五次脉冲的最小峰峰冲击电压。

PD-

:,,

注对于规定的试验时间和试验回路该值为平均值其施加于试品上的电压是从探测不到局部放电的电压值逐渐

增加的。

3.4

()()

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

-

3.5

稳态冲击电压值steadstateimulsevoltaemanitude

ypgg

Ua

()。

冲击电压的最终幅值见图1

3.6

尖峰电压voltaeovershoot

g

Ub

()。