NB-T11209-2023电气绝缘系统电、湿热综合应力耐久性多因子评定方法.docx

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1、ICS29.080.30CCSK15INB中华人民共和国能源行业标准NB/T112092023电气绝缘系统电、湿热综合应力耐久性多因子评定方法Multifactorevaluationmethodofenduranceforelectricalinsulationsystemsundersimultaneouselectricalanddampheatstresses2023T1-26实施2023-05-26发布国家能源局发布前言11引言IH1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义I4总则15 试验规程26 试品27老化分周期38诊断分周期410数据分析和评定5H报告5团李因中为出版社扫码

2、免费兑换电子15前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会（SAC/TC301）归口。本文件起草单位：中车永济电机有限公司、苏州太湖电工新材料股份有限公司、西安热工研究院有限公司、江苏桂明新材料有限公司、厦门施威特电力科技有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、西安交通大学、东方电气集团东方电机有限公司、上海电气电站设备有限公司上海发电机厂、哈尔滨电机厂有限责任公司、北京金风科创风

3、电设备有限公司、海鸿电气有限公司、浙江荣泰电工器材股份有限公司、浙江博菲电气股份有限公司、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、中车株洲电机有限公司、许绝电工股份有限公司、广东明阳电气股份有限公司、南阳防爆（苏州）特种装备有限公司、无锡江南电缆有限公司、江苏中天伯乐达变压器有限公司、珠海康晋电气股份有限公司、艾伦塔斯电气绝缘材料（珠海）有限公司、ABB高压电机有限公司、哈尔滨理工大学、上海电器设备检测所有限公司、广东捷威电子有限公司。本文件主要起草人：刘冠芳、关国华、刘亚丽、赵勇、刘学忠、郭振岩、陈昊、李术林、沈茂雄、郭宁、吴斌、梁西川、朱永明、何明鹏、郑刚、王玉田、郭献清、梁庆宁、郑敏敏、狄宁宇

4、、周成、袁小平、何攀、刘军、刘卫东、梁振华、吴勤、管兆杰、樊洁心、马勇、陈世波、黄静、李园园、丁明俊。本文件为首次发布。电气设备的运行环境条件较为复杂，如高湿度、高温差、重盐雾、高污秽、高海拔等，这些环境因素对电气设备绝缘系统寿命有一定的影响。根据电气设备多年的运行经验和故障特征分析，湿热、冷热交变（或温度变化）等环境因素对旋转电机、干式变压器、电抗器等绝缘系统寿命影响或协同老化作用最显著。现有的电气绝缘系统评定方法主要关注热、电、机械等老化因子，不能完全评估应用于复杂运行环境的电气设备绝缘系统的可靠性。本文件充分考虑了电气设备绝缘系统技术水平的现状，结合研究、制造及运行单位的实际经验，参考现

5、有国内外标准，提出了电气绝缘系统电、湿热综合应力耐久性多因子评定方法。由于现有试验数据的不足、实际运行工况的复杂性等原因，对盐雾、低气压、振动等环境的多因子评定方法还在研究中。电气绝缘系统电、湿热综合应力耐久性多因子评定方法1范围本文件规定了电气绝缘系统在电、湿热综合应力耐久性试验时的评定方法。本文件适用于电气设备在用或拟用的绝缘系统，用于对比待评绝缘系统和基准绝缘系统的性能。本文件不适用于评估电气设备绝缘系统的运行寿命。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所

6、有的修改单）适用于本文件。GB/T2421环境试验概述和指南GB/T2423.3-2016环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.22-2012环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化GB/T7354高电压试验技术局部放电测量GB/T201122015电气绝缘系统的评定与鉴别GB/T20833.4旋转电机绕组绝缘第4部分：绝缘电阻和极化指数测量GB/T34665电机线圈/绕组绝缘介质损耗因数测量方法JB/T6204高压交流电机定子线圈及绕组绝缘耐电压试验规范3术语和定义GB/T201122015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1待评绝缘系统candida

7、teinsulatingsystems为确定其运行能力在评定中拟用的绝缘系统。来源：GB/T201122015,3.1.4,有修改3.2基准绝缘系统referenceinsulatingsystems通过运行经验验证已确定其性能的绝缘系统。来源：GB/T201122015,3.1.3,有修改3.3老化分周期持续时间ageingsub-cycleexposureperiodsorageingsub-cyclelengths在老化分周期中，从开始同时施加电和湿热应力至停止施加应力的时间。4总则电气绝缘系统的电、湿热综合应力耐久性评定属于对比性试验。待评绝缘系统应采用与基准绝缘系统相同的试品结构和试

8、验规程进行试验，试验结束后，对比待评绝缘系统和基准绝缘系统的失效时间。基准绝缘系统应具有不低于待评绝缘系统75%预期最大电压下的运行经验和足够多的运行数量。本文件未规定的内容应遵循GB/T201122015的原则。5试验规程本文件规定的电、湿热综合耐久性评定方法是周期性试验，每个周期由老化分周期和诊断分周期组成，试验流程如图1所示。老化试验前对试品进行初始诊断试验，老化分周期是同时施加电应力和湿热应力的老化试验，诊断分周期包括温度变化试验、耐压试验和其他诊断试验。老化分周期诊断分周期开始一1.二初始诊断试验-电、湿热老化试验1温度变化试验耐压试验-其他诊断试验图1试验流程6试品6.1 试品结构

9、试品结构应能充分体现待评绝缘系统的结构特征，并应按照正常或预期的制造工艺进行制造。旋转电机、干式变压器、电抗器等电气设备的绕组、线圈、半线圈或线棒均可单独作为试品。当试品在高电压和高湿热条件下进行试验时，试品应留有足够的爬电距离，防止出现表面放电现象。必要时，可以采用特殊防晕结构和（或）防潮结构使失效只出现在需要考核的绝缘部位。在不改变电气绝缘系统失效机理的情况下，可适当缩小试品的尺寸。考虑运行期间绝缘系统中的机械配件可能影响老化试验结果，应在试品中增加相关配件，如电机铁心槽中线圈或线棒的固定方式或端部支撑结构。6.2 试品数量在每个选择的试验应力水平下，应有足够数量的试品进行老化试验，试品数

10、量不应少于5个。6.3 初始筛选试验6.3.1外观检查外观检查应至少包含以下内容：一成品表面无铁屑或其他金属杂物、铁心无锈蚀等；一试品绝缘无破损、树脂填充饱满等；试品各部件为一整体，且无松动现象。6. 3.2耐压试验电机绝缘系统可按照JB/T6204的规定对每个试品进行工频耐压试验。试验电压和试验时间执行相关产品规定，若无规定，由供需双方协商一致。其他电气设备绝缘系统可参考相关文件或供需双方协商进行耐压试验。6.4初始诊断试验在第一个老化分周期开始之前应对试品进行初始诊断试验，获得试品起始阶段（老化试验前）的状态和绝缘特性，以便与试验后的状态进行对比。初始诊断试验内容为8.4中规定的其他诊断试

11、验。7老化分周期7.1 一般要求电和湿热综合老化的试验箱应符合GB/T2423.32016中第4章的要求，并具备防潮功能的高电压穿箱套管或引入装置。在选择老化的试验应力水平时，应注意试品老化机理与电气设备正常运行时的老化机理保持一致，试验的应力水平不宜过高。推荐使用工频交流电压，为了缩短试验时间，可提高试验电压的频率，建议最高频率为10倍的工频，但试验时的介质损耗不应使绝缘系统温度升高太多以致影响试验结果。待评绝缘系统和基准绝缘系统应使用相同的电压频率。当试验箱内的相对湿度和温度达到所选择的湿热应力水平时,则开始施加所选择的电应力，直至达到老化分周期持续时间或试品绝缘失效。7.2 试验应力水平

12、表1给出了推荐的试验应力水平选择方案，其中N为绝缘系统的额定电压。表1推荐的试验应力水平选择方案试验水平电应力湿热应力相对湿度%温度11.9Un854022.IUn904032.3Ux9050425UN955052.7Un9560在选定湿热应力的温度和废水平时，假定在整个试验电压范围内湿热老化机理相同且完全符合佩克模型。注：佩克模型是用来计算实际环境中受温度、湿度双重应力引起的失效退化过程的物理数学模型。可按照GB/T2423.32016中第4章的规定选择湿热应力水平，若在湿热应力老化中温度的作用突出，可选择高于表1推荐的温度。若已知的或预期的电、忌老化相互作用使之不适宜组合，则可不按照表1中

13、所示的方案选择电、湿热试验应力水平，如可选择较合适的试验电应力水平2、3、4分别与试验湿热应力水平3、4、5或1、2、3组合，最重要的原则是选择的试验应力水平使试品在要求的老化时间范围内产生失效。7.3 老化分周期持续时间每个电、湿热组合应力的水平选择应使失效时间中值不少于21天，而最低的应力组合应使失效时间中值不少于210天。每个老化分周期持续时间的选择应使一组成品在失效时间中值之前已通过至少五个分周期试验。因此，分周期持续时间不少于4天且不多于28天。7.4 完整多因子评定试验当待评绝缘系统与基准绝缘系统有较大差异时，如绝缘材料替代或制造工艺发生变更，并因此影响绝缘系统性能等情况下，应进行

14、完整评定。根据7.2所述，老化因子应同时施加且至少选择三个组合应力，推荐使用表1给出的试验应力水平。若选择其他试验电压和湿热应力水平组合，应经过验证。7.5 简化多因子评定试验当电气绝缘系统中绝缘材料进行替代或制造工艺改变时，若待评绝缘系统的绝缘材料与基准绝缘系统具有相同的化学和物理性能，以及制造工艺的改变不会对电气绝缘系统有任何影响，且两种结构电压相同的情况下，可以根据7.2来选择一个适合的应力水平组合进行试验。8诊断分周期8.1 概述在每个老化分周期之后，应按照GB/T2421的规定对每个试品进行恢复处理，然后依次进行温度变化试验、耐压试验和其他相关的诊断试验。8.2 温度变化试缝每个试品

15、放置在高低温试验箱中，试验程序应符合GB/T2423.222012中第8章的规定。应按照GB/T2423.222012中第8章的规定选取试验参数。除非另有规定，否则试品应进行连续六个循环的温度变化试验。8.3 耐压试验电机绝缘系统在室温下，按照JB/T6204的要求对试品进行绝缘耐压，在试品绝缘上施加工频电压Imin,工频试验电压值应为2Un+1000V.当老化试验电压水平等于或大于2Ux+1000V时，工频耐电压试验电压值可选取2.5Un+1000V或其他适宜水平。其他电气设备绝缘系统可参考相关的文件或供需双方协商进行耐压试验。8.4 其他诊断试验其他诊断试验是对试品的绝缘状态进行非破坏性能

16、的检测，试验过程不应对绝缘系统的老化带来直接影响，试验结果可以作为试验终点的判据，如：一绝缘电阻，电机绝缘系统按照GB/T20833.4的规定进行测试，其他电气设备绝缘系统可参考相关的文件或供需双方协商进行试验；一一局部放电起始电压，按照GB/T7354的规定进行测试；一一局部放电量，按照GB/T7354的规定进行测试；介质损耗因数，电机绝缘系统按照GB/T34665的规定进行测试，其他电气设备绝缘系统可参考相关的文件或供需双方协商进行试验。9终点判据若以下任意一种情况发生，则试验判定为到达终点：老化分周期期间绝缘击穿：一一诊断分周期期间绝缘击穿；其他诊断试验结果不能满足供需双方协商确定的预期

17、要求。当试品在老化分周期期间、诊断试验时出现绝缘击穿，或诊断试验结果不能满足要求，失效时间则为累计老化时间。10数据分析和评定10.1 数据分析对于每一种选定的电、湿热老化应力组合，应确定失效时间中值、对数平均值或其他特性失效时间，以及90%置信界限。对于不适用回归曲线的试验结果，可通过寿命对数与试验应力水平（如表1中1、2、3）的图示直观表示。10.2 评定在周期试验结束时，使用待评绝缘系统和基准绝缘系统的失效数据进行评定。若待评绝缘系统的数据不低于基准绝缘系统的数据，所用概率分布的90%置信区间高于基准绝缘系统的置信区间或在基准绝缘系统的置信区间之内，则认为待评绝缘系统合格。11报告报告应

18、记录试验的所有相关细节，包括下列各项： 绝缘系统的最高预期额定电压；一试品的结构、绝缘厚度、尺寸、电极长度等； 被试待评绝缘系统和基准绝缘系统的描述；一环境温度和相对湿度：施加的电压和频率；一一老化分周期时间； 施加的温度及其变化范围；一一施加的相对湿度及其变化范围： 耐压试验的电压；一温度变化试验的高温和低温： 温度变化试验的高温和低温各自暴露时间； 温度升降变化速率；一一温度变化试验的循环次数；一一初始筛选试验的结果； 初始诊断试验的试验参数及测试结果； 其他诊断试验的试验参数及测试结果；一每个电、湿热综合应力水平的试品数量；一每个试品的失效时间和失效模式；一一试品的失效部位或损坏的特征； 试验数据的统计处理方法；一一含有每个电、湿热综合应力水平的失效时间中值和回归线的电压耐受图：一一其他信息，如试品特征和电极特征等。