NBT42003-2013高压电机铁心（冲片）绝缘试验方法.pdf

NB ICSICS 20.080.30 K K15 备案号：40391-2013 中华人民共和国能源行业标准 NBNB / / T T 42003 2013 高压电机铁心（冲片）绝缘试验方法 InsulationInsulation testtest methodmethod onon corecore (lamination)(lamination) of of highhigh voltagevoltage machinesmachines 2013-03-07 发布2013-08-01 实施 国家能源局发 布 NBNB / / T T 42003 2013 I 目次 前言 1范围 1 2规范性引用文件 1 3术语和定义 1 4漆膜外观 1 5漆膜厚度 1 6漆膜附着性 2 7漆膜柔韧性 4 8漆膜固化度 5 9漆膜绝缘电阻 5 10试验报告 8 NBNB / / T T 42003 2013 II 前言 本标准按照 GB/T1.12009标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准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。 本标准负责起草单位：东方电气集团东方电机有限公司。 本标准参加起草单位：哈尔滨电机厂有限责任公司、上海电气电站设备有限公司上海发电机厂、山 东齐鲁电机制造有限公司、株洲时代电气绝缘有限责任公司、上海同立电工材料有限公司、机械工业北 京电工技术经济研究所、哈尔滨电气动力装备有限公司、北京北重汽轮电机有限责任公司、天津阿尔 斯通水电设备有限公司、金坛华荣绝缘材料厂、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司、桂林电器科学研 究院。 本标准主要起草人：梁智明、皮如贵、赫兟、吴晓蕾、魏景生、李强军、卜万成、郭丽平、魏学彦、 祁世发、刘亚丽、夏宇、刘凤娟、王先锋、朱光华、郑刚、陆帮荣。 NBNB / / T T 42003 2013 1 高压电机铁心（冲片）绝缘试验方法 1范围 本标准规定了额定电压为 4kV 及以上的高压交流电机定子铁心（冲片）绝缘性能试验方法。 本标准适用于带有预涂层的冲片在涂冲片漆后的绝缘性能试验。 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。 GB/T25222007电工钢片（带）表面绝缘电阻、涂层附着性测试方法 GB/T208312007电工钢片（带）层间绝缘涂层温度特性测试方法 ISO2409油漆和清漆（涂料）横切测试（Paints and varnishesCross-cut test） 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 冲片漆laminationlamination coatingcoating 冲片表面绝缘用漆。 3.2 漆膜厚度coatingcoating filmfilm thicknessthickness 涂刷在冲片上漆膜的厚度。 3.3 漆膜附着性coatingcoating filmfilm adhesionadhesion 冲片漆附着在冲片上的能力。 3.4 漆膜绝缘电阻coatingcoating filmfilm insulationinsulation resistanceresistance 单片或者两片冲片之间漆膜的绝缘电阻。 3.5 漆膜柔韧性coatingcoating filmfilm flexibilityflexibility 涂漆后的冲片在一定直径的铁心杆上弯曲后，漆膜不开裂且漆膜不脱落。 4漆膜外观 冲片表面漆膜均匀，色泽基本一致，无明显斑点，允许支撑面有链网支撑痕迹，边缘漆膜无明显增 厚现象。 用肉眼观察评定。 5漆膜厚度 5.1单片冲片单面漆膜厚度测试 5.1.1试样 采用单片产品冲片进行测试，抽取 3 片冲片进行测试。 w w w .BZFXW.c o m NBNB / / T T 42003 2013 2 5.1.2测试设备 采用漆膜（涂层）测厚仪测试。推荐采用显示精度为 0.1m、测量误差为 1%厚度值0.1m 的漆 膜（涂层）测厚仪。 5.1.3测试方法 5.1.3.1使用漆膜（涂层）测厚仪测试之前，需要在一块干净且没有漆膜的冲片区域上对漆膜（涂层） 测厚仪校零。校零用冲片的厚度、型号与被测冲片相同。 5.1.3.2根据冲片尺寸大小对每片冲片每面分别在齿部、中部和轭部均匀测试不少于 10 个点，如图 1 所示，记录并计算每片冲片单面或者双面漆膜厚度的平均值、最小值和最大值。 图 1单片冲片漆膜厚度测试点分布示意图 5.2多片冲片漆膜平均厚度测试 5.2.1试样 采用多片产品冲片进行测试，根据实际情况测试 1 组2 组冲片。 5.2.2测试设备 采用能精确测试厚度、稳定匀速施加压力的测试设备，测试压头的大小推荐为 10cm 2。 5.2.3测试方法 推荐取 20 片同样规格尺寸的冲片为一组，涂漆前在第一片冲片上均匀标出 44 个测试点，如图 2 所示。分别测试涂漆前和涂漆后 20 片冲片整齐地叠在一起的厚度值，测试时施加不小于 1MPa 压力， 按 照式（1）计算出单片冲片的双面平均漆膜厚度： D= (Hh) / (2016)（1） 式中： D单片冲片双面平均漆膜厚度，m； H涂漆后 16 点测试值之和，m； h涂漆前 16 点测试值之和，m。 图 2多片冲片漆膜厚度测试点分布示意图 6漆膜附着性 6.1试样 试样应平整无变形，试样尺寸应能允许在 3 个不同位置进行测试，此 3 个位置的相互间距和试样边 缘间距不小于 5mm。尺寸应大于 150mm100mm，推荐采用产品冲片进行测试。 NBNB / / T T 42003 2013 3 6.2测试设备 ISO 2409 规定的漆膜附着性测定仪，推荐采用刀刃间隔为 1mm 的多刃切割工具。 除非另行商议，粘带宽度为 25mm，粘着力为（10N1N）/25mm。 注：推荐使用 3M 公司 5 号透明聚酯薄膜粘带。 放大镜的放大倍数为 2 倍或者 3 倍。 6.3测试条件和测试次数 在室温下进行试验，有争议时应在 232（下同）和相对湿度（505）%下进行试验。 在一个试样的 3 个不同位置进行测试。如果结果不匹配，偏差大于一个等级，在该试样的另外 3 个 不同位置重复进行测试。如需要，允许使用不同试样进行测试并记录结果。 6.4测试方法 按以下方法对试样进行测试。 a） 握住切割工具使刀垂直于试样表面，对刀具均匀施力，以均匀的切割速度在漆膜上形成规定的 切割数，所有切割应划透漆膜至底材表面。 b） 重复这一操作，与原先切割线成 90 角相交，以形成网格图形。 c） 用软毛刷沿网格图形每一条对角线轻轻向前扫几次，再向后扫几次。 d） 将聚酯薄膜粘带中心置于网格上方，方向与一组切割线平行，然后用手指把粘带在网格上方的 部位压平，确保粘带与漆膜接触良好，粘带长度至少超过网格 20mm。 e） 在贴上粘带 5min 之内，拿住胶带悬空的一段，并在尽可能接近 60 的角度，在 0.5s1s 内平稳 地撕去粘带。 f） 在良好照明环境下用目视放大镜仔细检查试验漆膜切割区，通过与表 1 所示规定相比较，将试 验区域面进行分级。 6.5判断标准 判断标准如表 1 所示。 表 1判断标准 序号等级标准要求图例 10切割边缘完全光滑，没有任何方格漆膜脱落 21 切割的交叉处有小碎片漆膜脱落，但漆膜脱落方格面积低于切割区 域的 5% 32 切割的边缘和（或）交叉处有大碎片漆膜脱落，但漆膜脱落方格面 积大于切割区域的 5%、小于 15% 43 切割的边缘和（或）交叉处有局部或者整片漆膜脱落，但漆膜脱落 方格面积大于切割区域的 15%、小于 35% 54 切割的边缘和（或）交叉处有局部或者整片漆膜脱落，但漆膜脱落 方格面积大于切割区域的 35%、小于 65% 65超过等级 4 的任何程度的脱落 w w w .BZFXW.c o m NBNB / / T T 42003 2013 4 7漆膜柔韧性 7.1试样 剪切 6 个测试试样。试样的宽度不小于 30mm，长度为 280mm2.5mm，试样的漆膜应完好无损伤。 7.2测试设备 参见 GB/T208312007 附录 B，测试设备推荐采用如图 3 和图 4 所示装置。 图 3弯曲测试设备 7.3测试过程 采用如图 3 和图 4 所规定的试验设备进行测试，在 235温度下，使用直径为 30mm 的铁心杆， 对 6 个试样逐个进行测试，要求其中 3 个试样的正面（无毛刺面）对着铁心杆，另 3 个试样的背面（有 毛刺面）对着铁心杆。 图 4弯曲测试设备详图 NBNB / / T T 42003 2013 5 a） 安全牢固地把装置固定在工作台靠近边部的地方，以便能够自由地操作。 b） 退出楔形块使试样托板降低，并使用调整螺钉使弯曲块离开铁心杆位置。 c） 装入直径为 30mm 的铁心杆。 d） 放下手柄至垂直位置，然后把试样插入到铁心杆与弯曲块之间，直接将被测试样从铁心杆中心 线朝弯曲块伸出大约 40mm。 e） 用防松螺母和金属压板将待测试样牢固地夹紧在试样托板上。 f） 将楔形块插入槽楔，使试样托板升高直到试样正好与铁心杆相接触。 g） 使用调节螺钉升高弯曲块直到其刚好接触测试试样。 h） 提起手柄平滑地转动 180 ，不要用力过猛，过程所需时间 1s2s，此时，试样亦绕铁心杆弯曲 了 180 。 注：可以在试样支架和弯曲块之间的试样表面上插一张薄纸片或薄膜，以防在弯曲操作时擦伤试样漆膜。 i） 弯曲后，移动弯曲块使其离开铁心杆，并移出楔形块使试样托板降低，拧松防松螺母，释放试 样，试样检查。 j） 弯曲之后，立即检查试样。目视观察并检查漆膜裂纹和（或）与基底剥离情况，忽略离测试试 样边部 5mm 内的漆膜表面。 k） 若无上述规定的装置，可以将直径为 30mm 的铁心杆一端固定，用手将试样均匀地在 30mm 的 铁心杆上服贴地弯曲 180 进行试验。如果对试验结果有争议，则必须按上述规定的标准试验装 置进行试验。 7.4判断标准 测试试样的漆膜不允许出现裂纹、与基底剥离等异常现象。 8漆膜固化度 8.1试样 采用产品冲片进行测试。抽取 3 片冲片，每片冲片的每面各测试 3 处，3 处测试点应均匀分布在与 涂漆烘炉的宽度方向一致的方向上。 8.2测试所需材料 无水酒精（化学纯及以上纯度） ，白色细棉布。 8.3测试方法 将抽取的冲片冷却到室温后，采用白色细棉布蘸适量无水酒精（不流滴） ，用均匀稳定的压力在冲 片上反复擦拭，擦拭面积不小于 5cm 2。擦拭 10s 后，观察白色细棉布的颜色变化情况。 8.4判断标准 白色细棉布没有明显的着色且冲片漆膜没有脱落或变软为合格。 9漆膜绝缘电阻 9.1单试样富兰克林法 9.1.1测试原理 单试样富兰克林法参见 GB/T25222007。表面绝缘电阻测试电路如图 5 所示。在规定的电压和压 力下，将 10 个固定面积的金属触头压在冲片的漆膜表面。通过测试流过 10 个触头的电流来评定漆膜的 绝缘效能。 本方法中的每一个触头都由直流独立供电。5（11%）电阻的电源一侧和钻头间的电压稳定在 500（10.5%）mV，电流在 0A1A 的范围内，螺旋钻头起到与试样金属基板接触构成电流回路的作 用。 w w w .BZFXW.c o m NBNB / / T T 42003 2013 6 图 5表面绝缘电阻测试电路图 9.1.2试样 9.1.2.1试样的长度和宽度应分别大于富兰克林测试仪触头部件的长度和宽度。 9.1.2.2试样表面漆膜应完整、无损伤，应清洁、平整、无斑痕、无划痕。 9.1.3测试设备及条件 9.1.3.1触头部件 待测试样被压在平板底座和触头部件之间，触头部件由 10 根垂直安装的金属杆组成，这些金属杆 相对于弹簧可轴向移动。这 10 个触头通常排成两行，为方便使用也可以排成一行。每根杆的触头用青 铜或其他合适的材料（如不锈钢）做成，并与安装框架绝缘。10 个触头中的每一个触头的面积为 64.5 （11%）mm 2。10 个触头的总面积为 645（11%）mm2。 通过弹簧加载的直径大约为 3mm 的钻头钻穿试样的绝缘漆膜，使钻头与试样金属基板形成电接触。 9.1.3.2电流测试 应以测量不确定度为2%或更小的方法测试流过触头的电流。 9.1.3.3外加力的测定 应以测量不确定度为5%或更小的合适的方法测试所有触头施加在待测试样上的合力。 9.1.4设备校准 系统的校准应按下述三种方式检验： a） 在规定的压力下，把触头和钻头施加到洁净的铜板上，断开反馈电路，流过 10 个触头的总电 流应是 1.0（11%）A，否则检查触头清洁度、钻头的锐度和接触电阻； b） 在规定压力下，通过触头把复写纸压在白纸上，这时应出现均匀的斑点，而没有力集中的痕 迹； c） 依次把 0.1、1、10和 100的标准电阻连接到钻头与触头之间，显示稳定，并达到所要求的 电流水平。 9.1.5测试方法 把试样放在试样台和 10 个触头之间并施加压力，推荐施加 1290（15%）N 的力，对于 645mm 2 的总面积而言相当于压强为 2MPa。 以稳压电源对电极供电，分别读取电流（或由计算机读取） 。 如果测试是评价单面的漆膜绝缘质量，取 10 个试样，每个试样测试一次，选择具有代表性的不同 区域进行测试。 如果测试是综合评价双面漆膜的绝缘质量，则取 10 个试样，其中 5 个试样测试一面（如毛刺面） ， 另 5 个试样测试其另一面（非毛刺面） ，每个试样测试一次，选择具有代表性的不同区域进行测试。 注：试样测试温度推荐为室温或 150。 9.1.6表面绝缘电阻评价 以记录的电流值并按下述方法计算出绝缘电阻的报告值。 NBNB / / T T 42003 2013 7 通过代入流过 10 个并联触头的 10 个电流值，用式（2）计算表面绝缘电阻系数： 1010 11 0. 5 0. 5645 1110 1010 AA AA UR CA II （2） 式中： C表面绝缘电阻系数，mm 2； A10 个触头的总面积，mm 2； U施加在触头和 5电阻上的电压，V； R与每个触头串联的电阻，等于 5； A I每次测得的电流（10 个数值） ，A。 注 1 1：如每面测 5 个值，则此时以一个面表面绝缘电阻系数表示的C值代表了产品两个面的平均值。 注 2 2：根据实际情况，亦可直接读取 10 个触头的电流总和，然后除以 10 得到漆膜的平均电流值，再根据相关公式 进行表面绝缘电阻系数的计算。 9.2双试样片间绝缘电阻法 9.2.1试样 采用两片冲片为一组进行测试，一般测试 3 组。 9.2.2测试设备 片间绝缘电阻测试装置示意图如图 6 所示。 1对地绝缘；2上电极，面积为 10cm 2；3钻头；4漆膜； 5硅钢片；6下电极，面积为 10cm 2；7平台；8万用表 图 6片间绝缘电阻测试装置示意图 两电极钻头要成 180 ，且不可上下对齐，电极钻头应适当高出电极平面，以刚好刺破漆膜为准， 以 免过高导致冲片变形，损伤层间绝缘。 测试电阻所选仪器（如万用表）的电源电压不超过 6V，且不能用有峰值的整流电源，以免击穿两 冲片的层间绝缘。 9.2.3测试方法 将两片试样按毛刺朝向相同方向叠齐，并置于两电极之间，然后启动压机，使压力达到规定值（推 荐 2MPa） ，在达到此压力后的 10s 内从欧姆表（或万用表）上读取电阻值，每对试样测试点不得少于 10 个，记录测试结果。测试时的注意事项如下：