旋转电机 绝缘结构功能性评定（Ⅱ型） 成型绕组试验规程 电气耐久性评定

ICS29.160.01

CCSK20

中华人民共和国国家标准

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

代替GB/T17948.4-2016

`

旋转电机绝缘结构功能性评定（Ⅱ型）

成型绕组试验规程电气耐久性评定

Functionalevaluationofinsulationsystems(TypeII)–Electricalendurance

qualificationproceduresforform-woundwindings

(IEC60034-18-32:2022，Rotatingelectricalmachines–Part18-32:Functional

evaluationofinsulationsystems(TypeII)–Electricalendurancequalification

proceduresforform-woundwindings，IDT)

（征求意见稿）

（本稿完成时间：2023年6月16日）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《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。

本文件是GB/T17948《旋转电机绝缘结构功能性评定》的第4部分，GB/T17948已经发布了以下部

分：

——第1部分：散绕绕组试验规程热评定与分级；

——第2部分：散绕绕组试验规程变更和绝缘组分替代的分级；

——第3部分：成型绕组试验规程旋转电机绝缘结构热评定和分级；

——第4部分：成型绕组试验规程电压耐久性评定；

——第5部分：成型绕组试验规程热、电综合应力耐久性多因子评定；

——第6部分：成型绕组试验规程绝缘结构热机械耐久性评定；

——第7部分：总则。

本文件代替GB/T17948.4-2016《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评

定》，名称修改为《旋转电机绝缘结构功能性评定（Ⅱ型）成型绕组试验规程电气耐久性评定》，

与GB/T17948.4-2016相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

——修改标准适用范围（见第1章，见2016年版第1章）；

——增加了术语和定义，如“测试温度”、“置信区间”等（见第3章，见2016年版第3章）；

——修改并增加了老化试验的试验规程（见第4、6章，见2016年版第4、6章）；

——修改了试品的结构与数量（见第5章，见2016年版第5章）；

——修改了表1待评绝缘结构的限定条件（见表1，见2016年版4.2章节）；

——增加了图4具有相同电压等级和不同预期使用寿命的待评绝缘结构（见图4）;

——增加了图5具有更高电压等级和相同预期使用寿命的基准绝缘结构（见图5）;

——增加了图6不同使用寿命和不同电压等级的待评绝缘结构与基准绝缘结构（见图6）;

——修改并增加了数据功能性评定，增加了待评绝缘结构与基准绝缘结构不同的性能（见第9章，

见2016年版第9章）；

——增加了规范性附录A基准绝缘结构主绝缘寿命参考（见附录A）；

——增加了资料性附录B用于评定槽部导电层和端部防晕层的方法（见附录B）。

本文件等同采用IEC60034-18-32:2022《旋转电机第32部分：绝缘结构功能性评定（Ⅱ型）成型

绕组电气耐久性评定规程》。

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。

本文件由全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）归口。

本文件负责起草单位：上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司等。

本文件参加起草单位：

本文件主要起草人：

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

——2006年首次发布为GB/T17948.4-2006，2016年第一次修订；

——本次为第二次修订。

III

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

引言

IEC60034-18-1提出了旋转电机绝缘结构评定的总则。

本部分仅适用于成型绕组绝缘结构（Ⅱ型）且聚焦于电功能性评定。

IEC60034-18-42描述了电压型变频器供电的Ⅱ型绝缘结构的试验规程。这些绝缘结构通常用在具

有成型绕组的旋转电机上，大多数额定电压大于700Vr.m.s。IEC60034-18-41和IEC60034-18-42两个

标准将绝缘结构分为在其使用寿命内，在规定条件下不会发生局部放电的绝缘结构（Ⅰ型），以及在整

个使用寿命期间，任何部分都要经历和承受局部放电的绝缘结构（Ⅱ型）。

GB/T17948提供了旋转电机绝缘结构的功能性评定及特殊试验规程，有七部分构成。

——第1部分：散绕绕组试验规程热评定与分级。给出了交流或直流旋转电机应用的或准备应用

的散绕绕组绝缘结构热评定与分级的试验规程。

——第2部分：散绕绕组试验规程变更和绝缘组分替代的分级。给出了散绕绕组绝缘结构的变更

和绝缘组分代替的热评定和分级试验规程。

——第3部分：成型绕组试验规程旋转电机绝缘结构热评定和分级。给出了用于采用间接冷却及

具有成型绕组的交流或直流旋转电机绝缘结构的耐热性试验规程及分级，提供了热老化方法和诊断试

验规程。

——第4部分：成型绕组试验规程电气耐久性评定。给出了采用正弦工频电压供电的成型绕组旋

转电机绝缘结构电气耐久性评定的试验规程。

——第5部分：成型绕组试验规程热、电综合应力耐久性多因子评定。给出了适用于交流电机用

或拟用的成型绕组绝缘结构同时经受热、电应力耐久性试验时的评定规程

——第6部分：成型绕组试验规程绝缘结构热机械耐久性评定。给出了成型绕组绝缘结构在热循

环下的评定，这种耐久性对细长型（特别是间接冷却）和正常运行期间负载变化相当大的电机特别重要。

——第7部分：总则。给出了应用于或准备应用于GB/T17948规定范围内的旋转电机的电气绝缘结

构功能性评定规程总则，以对其进行分级。

IV

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

旋转电机绝缘结构功能性评定（Ⅱ型）成型绕组试验规程电气

耐久性评定

1范围

本文件规定了采用正弦工频电压供电的成型绕组旋转电机绝缘结构电气耐久性评定的鉴定规程。

对主绝缘，本试验规程实质上是对比性的，即将待评绝缘结构性能与经运行经验证实的基准绝缘结构性

能相比较。若无可用基准绝缘结构，本文件附录A中的图表可用于基准绝缘结构。变频器供电成型绕

组绝缘结构的鉴定规程在IEC60034-18-42或IEC60034-18-41中阐述。本文件附录B介绍并定义

了新的和资料性的防晕结构测试规程。

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（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T17948.5-2016，旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程热、电综合应力耐久性多

因子评定（IECTS60034-18-33:2010，IDT）

GB/T17948.7-2016，旋转电机绝缘结构功能性评定总则（IEC60034-18-1:2010,IDT）

GB/T22720.1-2017，旋转电机电压型变频器供电的旋转电机无局部放电（Ⅰ型）电气绝缘结构的鉴别

和质量控制试验（IEC60034-18-42:2017,IDT）

GB/T22715-2016，旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平（IEC60034-15:2009,IDT）

IEC60034-1旋转电机定额和性能（Rotatingelectricalmachines–Part1:Ratingandperformance)

注：GB/T755—2019旋转电机定额和性能（IEC60034-1:2017,IDT）

IEC60034-18-41旋转电机电压型变频器供电的旋转电机无局部放电（I型）电气绝缘结构的鉴别

和质量控制试验（Rotatingelectricalmachines–Part18-41:Partialdischargefreeelectricalinsulationsystems

(TypeI)usedinrotatingelectricalmachinesfedfromvoltageconverters–Qualificationandqualitycontroltests）

注：GB/T22720.1-2017旋转电机电压型变频器供电的旋转电机无局部放电（Ⅰ型）电气绝缘结构的鉴

别和质量控制试验（IEC60034-18-41:2014，IDT）

IEC60034-18-42:2017/AMD1:2020

IEC60034-27-1旋转电机绕组绝缘第1部分离线局部放电测量（Rotatingelectricalmachines–Part

27-1:Off-linepartialdischargemeasurementsonthewindinginsulation）

注：GB/T20833.1-2021旋转电机绕组绝缘第1部分：离线局部放电测量（IEC60034-27-1:2017,IDT）

IEC60034-27-3旋转电机旋转电机定子绕组绝缘第3部分介质损耗因数测量（Rotatingelectrical

machines–Part27-3:Dielectricdissipationfactormeasurementonstatorwindinginsulationofrotating

electricalmachines）

注：GB/T20833.3-2018旋转电机旋转电机定子绕组绝缘介质损耗因数的测量（IEC60034-27-3:2015,

IDT）

IEC60216-4-1电气绝缘材料耐热性能第4-1部分老化烘箱—单室烘箱（Electricalinsulating

materials–Thermalenduranceproperties–Part4-1:Ageingovens–Single-chamberovens）

1

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

注：GB/T11026.1-2016电气绝缘材料耐热性第1部分：老化程序和试验结果的评定（IEC60216-1:2013，

IDT）

IEC62539电气绝缘击穿数据统计分析导则（Guideforthestatisticalanalysisofelectricalinsulation

breakdowndata）

注：GB/T29310-2012电气绝缘击穿数据统计分析导则（IEC62539:2007，IDT）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

主绝缘mainwallinsulation

主要的电气绝缘，用以隔离电动机和发电机绕组中导体和接地定子/转子铁芯。

股绝缘strandinsulation

在线圈/线棒中包在一股导体上的电气绝缘。

线匝绝缘turninsulation

在线圈/线棒中包在每一线匝导体上的电气绝缘。

槽部导电层conductiveslotcoating

与线圈槽部主绝缘紧密接触的导电涂料或带，通常称为半导电层。

注：涂层的目的是防止线圈/线棒与定子铁心之间发生局部放电。

端部防晕层stresscontrolcoating

在高压定子线棒和线圈中从槽部导电层延伸到端部主绝缘表面上的涂层或带。

注：涂层的目的是防止靠近槽口或端部绕组区域的表面放电。

防晕结构stresscontrolsystem

高压定子线棒和线圈中槽部导电层和端部防晕层组合的通称。

置信区间confidenceinterval

指定概率的值的范围，某一参数（电压、应力或时间）值要在该范围内。

2

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

试验温度testtemperature

线棒/线圈外表面的温度，在线棒/线圈的直线部分，选择并放置合适的传感器测量。

4总则

与GB/T17948.7的关系

除非本部分推荐，否则应按照GB/T17948.7内的规程。

试验规程的选择和标示

本部分的单项或多项试验规程适用于大多数评定，通常由电机/线圈的制造商或第三方试验室进行。

制造商有责任根据待评绝缘结构的过去经验和知识来选择最适合的规程。

试验规程如下所述:

——主绝缘试验规程；

——仅对主绝缘的线匝绝缘进行测试的规程；

——槽部导电层试验规程（见附录B）；

——端部防晕层试验规程（见附录B）；

——与基准结构的电压和/或寿命存在差异的主绝缘试验规程。

基准绝缘结构

基准绝缘结构应使用与待评结构等效的试验规程（见IEC60034-18-1），基准绝缘结构应具有不低

于待评结构75%预期最大额定电压下的运行经验。当使用绝缘厚度外推时，应提供如在相同电场应力

水平时，获得相等或相似击穿时间的不同绝缘厚度的信息，以显示不同绝缘厚度的电寿命和电应力之间

的相关性。若无可用的基准绝缘结构，则应使用附录A中的图表作为标准。

试验规程

4.4.1概述

电老化试验通常在恒定电压下进行，直到失效（主绝缘）；或在升高温度的情况下进行，直到劣化

现象出现（槽部导电层）。试验结果的统计评价应按照IEC62539进行。

4.4.2主绝缘电老化

通过试验可以获得每个电压水平下的特征失效时间，待评结构和基准结构的结果都应用图表表示，

如图1所示，而且应对比待评结构和基准结构的结果。对于运行电压U3的特性外推还没有证实的理

论依据，为相间额定电压的有效值。

UNN

在运行中，主绝缘电老化主要是由工频下持续电应力引起，另外，绝缘还需要承受由开关脉冲或变⁄√

频供电产生的瞬时过电压。主绝缘承受由变频器产生的瞬时过电压的能力采用IEC60034-18-42进行

评定。

该文件规定了在工频或更高频率下进行的主绝缘电老化。为使老化加速呈线性进行，采用最大10

倍的工频频率是合适的。IEC60034-18-42的最新经验表明，也可以使用最高到1000Hz的频率。应注

意，为避免额外的热老化影响（IECTS60034-18-33:2010，表1），介质损耗使绝缘温度增加不要超过

运行温度。

3

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

4.4.3防晕结构电老化

为了全面评定整个绝缘结构，附录B描述了评定槽部导电层和端部防晕层的方法。

4.4.4匝间绝缘电老化

在常规直接并网运行的旋转电机中，匝间绝缘受到明显低于局部放电起始电压的应力，故不会发生

持续的电老化，因此本文件不包括匝间绝缘鉴定。应根据IEC60034-15测试瞬态过电压耐受能力。

在变频器供电或其他类型的特殊运行中，匝间绝缘可能会持续承受高于局部放电起始电压的应力，

这时，应按照IEC60034-18-42的规定进行电老化。

试验适用范围

4.5.1主绝缘完整评定

电气功能性试验范围将取决于评定的目的。如果与IEC60034-18-1规定的基准结构存在实质性差

异，则需要进行完整评定。

4.5.2主绝缘简化评定

在有些情况下，使用在基准试验中的最少试样数量和中间电压点进行简化评定就足够了。

当待评绝缘结构和基准结构的构成或制造规程没有或仅有微小的差异（称作次要改变，见IEC

60034-18-1），则可以使用一个电压点进行对比试验，但是试样的最少数量应采用推荐值（见5.3）。

只有在两种结构额定电压相同时，才允许采用简化评定。

4.5.3防晕结构评定

附录B规定了评定槽部导电层和端部防晕层的测试和标准。

5试品

试品结构

试品应最好是按照正常设计、材料和制造规范生产的完整线棒或线圈，试品应能充分反映待评成品

绕组部件的结构特征，并按正常完整或预期的生产工艺制造。当使用单个线圈或线棒作为模型时，爬电

距离和任何必要的均压措施应适合试验期间所施加的应力。电极应延伸至模型的整个槽部长度，并至少

覆盖线圈横截面的两个宽边。

整体真空压力浸渍（GVPI）结构的槽型应由刚性钢板制成，除实际结构外不插入任何其他组件，

且长度与实际最长定子的长度相等。

试验线棒的设计应使端部防晕层与线棒导体末端之间不产生闪络。为了减小由于施加高压和/或高

频带来的测试线棒/线圈表面的过高电应力，可以进行特殊处理，如延长防晕层长度，参见B.5，此可被

用以评估主绝缘。

试样数量

为获得可靠的统计置信度，在每个试验电压下，应有足够的试样数量进行老化试验。对主绝缘的鉴

定试验，每一试验电压，试样数量应不少于六个线棒或三个线圈。

质量保证试验

4

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

应进行以下的质量保证试验：

——试样外观检查；

——根据IEC60034-1进行耐压试验；

——分别根据IEC60034-27-3和IEC60034-27.1进行介质损耗因子试验和/或局部放电试验。

6电老化

概述

设计一种单一的测试方法来模拟各种绝缘组件之间的所有相互作用是不现实的。例如，通过施加过

电压来获得主绝缘结构的寿命曲线，会使槽部导电层受到过大的应力。因此，评定要被分成两个单独的

试验规程。首要目的是从预期寿命评估建立主绝缘的寿命曲线；其次是确定槽部导电层和端部防晕层运

行的适用性。

主绝缘的电压水平和预期试验寿命

对于4.5.1中所述的完整评定，至少应选择三个工频电压，在最高电压下预期平均失效时间约为

100h、最低电压下预期平均失效时间高于5000h。简化评定只需要一个电压点（见4.5.2），所选的电

压应使预期平均失效时间约为1000h。施加在试样上的交流电压应维持在±3%范围内。

主绝缘电气耐久性试验的试验温度

6.3.1室温电老化

为了加速电应力的影响，最好在室温空气下，在高于稳态运行条件的电压和/或频率下进行电老化

试验。

6.3.2升高温度电老化

如果耐久性试验是在升高温度下进行，允许使用外部加热板或烘箱进行加热（见B.5条）。应注意，

这两种方法可能不会产生相同的结果。施加的电应力引起的温度升高可能会影响结果，尤其是在增加频

率时，应进行记录。如果确实发生热老化，试验应按照IEC60034-18-33中多因子试验程序。

注：与室温下相同电应力水平的试验相比，在工频和升高温度至运行温度下的试验，主绝缘的电老化通

常会导致更长的失效时间。

6.3.3主绝缘老化规程

电应力施加在定子铁芯或实体模型/槽的试样表面电极与导体之间。如果试品是一个多匝线圈，试

验期间主绝缘和匝间绝缘均要经受电老化，而本规程不对匝间绝缘进行鉴定。对于分周期试验规程（第

7章），分周期的持续时间为在具有中值寿命的试样上进行10个分周期。可使用高于工频的频率进行

试验以缩短试验时间，IEC60034-18-42的最新经验表明，可以使用最高1000Hz的频率，如4.4.2所

述。应注意介质损耗不能使绝缘温度升高超过使用温度，以避免额外的热老化效应（GB/T17948.5-2016，

表1）。这对于升高温度下的试验特别重要。对于待评绝缘结构和基准绝缘结构应采用相同的频率。若

频率的增加对绝缘结构的寿命有相似的影响，则增加频率的试验结果仅可用于直接比较。

端部防晕层维护

5

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

端部防晕层通常用于线圈或线棒的端部外表面。在主绝缘电气耐久性试验期间，可能出现不会导致

绝缘失效的劣化。依据电压耐久性试验是对主绝缘进行试验，而不是对防晕结构进行试验的原则，允许

在试验期间对端部防晕材料实施维护措施和强制空冷。

7诊断分周期

概述

主绝缘的鉴定不需要诊断试验，但可以选择进行诊断试验。

在老化分周期之后进行诊断分周期。在诊断试验期间，试样任何部分的失效构成了整个结构的失效，

并记录。根据4.2中选择的试验规程选择合适的试验电压。

主绝缘电压试验

如果要对主绝缘进行诊断性试验，则应根据IEC60034-15进行工频交流耐压试验。也可以使用

IEC60034-15所规定的耐雷电冲击电压试验。

其它诊断试验

为了获得某些信息或确定试验寿命的终点，可选择进行诊断试验，代替电压试验，例如绝缘电阻、

介质损耗因数、局部放电和匝间绝缘冲击试验。对每一诊断试验可建立终点判定指标，其合适的理由要

在报告中说明。

8主绝缘的失效

失效位置和核实

主绝缘发生任意电气击穿则样品失效，将导致过流探测系统切断高压变压器的电流。应通过从0逐

渐重复施加电压来证实绝缘失效，样品失效会阻止试验电压的再次施加。确定失效位置是十分必要的，

可通过当电压升高时观察电弧或热量来确定失效位置。应注意施加电压定位失效，局部失效区域可能会

被进一步损坏，通过击穿通道分析可能会更加困难，甚至不可能。当已证实样品失效时，应将失效样品

分离以便对剩下样品继续进行试验。

如果在该位置所有测试线棒/线圈仅一个击穿，则端部防晕层的击穿是可接受的。如果受端部防晕

层击穿影响，有不止一个线棒或线圈击穿，则需要增加线棒或线圈的数量，以得到主绝缘寿命的足够统

计值，以区分端部防晕层击穿。在这种情况下，建议对这一特定区域的设计和制造工艺进行审查。

失效样品观察

应检查每个失效样品以确保失效对于统计分析的有效性，这可能需要在绝缘击穿周围的区域内对

样品进行解剖以核实失效位置及其可能原因。

9数据功能性评定

概述

6

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

试验数据的评估应遵照下面列出的导则。假设在威布尔分布下，应采用合适的数理统计分析以计算

待评样品寿命对于基准样品寿命的显著性（见IEC62539）。为避免引入新的老化现象，最大试验电压

不得超过4倍UN。

总的规则是，如果使用击穿时间概率分布的90%置信区间高于或在从基准结构获得的置信区间内，

则认为待评绝缘结构合格（见IEC60034-18-1）。

如果使用附录A中给出的参考线，则必须对结果进行解释。IEC60034-18-42给出了一个评价和解

释的示例。

完整评定（相同电压和相同预期运行寿命）

待评结构和基准结构的电气耐久性图是以双对数坐标绘制，为试验电压（Ut）和额定电压（UN）的

比值与失效时间（t）的曲线，UN是基准结构和待评结构的额定电压。如果满足下述条件，则待评结构

合格：

a)在基准结构试验电压范围内，待评结构的90%置信上限超出基准结构的90%置信上限；

b)在最低试验电压下，待评结构的90%置信下限大于或等于基准结构90%的置信下限，而且

待评结构均值回归线的斜率比基准结构的斜率平缓。

待评结构老化结果满足情况b）的示例如图1。对于情况a）或者情况b），待评结构评定不合格

的示例如图2。

例如，含有纳米颗粒的现代绝缘结构的斜率可能会发生变化，应使用（表1）的案例B进行鉴定。

注：

R——基准绝缘结构（R）90%置信界限的老化数据

C——待评绝缘结构（C）90%置信界限的老化数据

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

横坐标和纵坐标是对数坐标

7

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

图1显示合格的待评绝缘结构（C）和基准绝缘结构（R）老化数据对比

注：

R——基准绝缘结构（R）90%置信界限的老化数据

C——待评绝缘结构（C）90%置信界限的老化数据

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

横坐标和纵坐标是对数坐标

图2显示不合格的待评绝缘结构（C）和基准绝缘结构（R）老化数据对比

简化评定

对于使用单一电压的简化评定（见4.5.2），基础分析如图3所示，这里，待评结构老化结果的63%

分位数的90%容差与基准老化曲线在相同分位数的90%置信界限进行对比。如果在基准结构老化试

验电压范围内出现部分重叠，则评定合格，如待评结构B。至于待评结构A评定不合格，是因为测试

是在基准结构老化曲线所用的电压范围之外进行的。至于待评结构C也评定不合格，是因为没有重叠。

待评结构D评定合格，是因为试验结果大于基准结构的结果。

8

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

注：

R——基准绝缘结构90%置信界限的老化数据

A——待评绝缘结构A的老化结果（不合格）

B——待评绝缘结构B的老化结果（合格）

C——待评绝缘结构C的老化结果（不合格）

D——待评绝缘结构D的老化结果（合格）

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

横坐标和纵坐标是对数坐标

图3四种独立待评绝缘结构与基准绝缘结构简化评定试验数据对比

建议记录的数据

建议测试记录的内容如下：

——如果样品在室温下试验，试验区域的环境温度和湿度；

——施加电压（有效值）；

——施加电压频率，Hz；

——每个样品总的耐久性时间；

——预期或中期诊断试验结果或测试结果；

——失效位置的观察；

——性能失效或防晕损坏的观察；

——电压耐久性试验温度，嵌入加热器内部热电偶的温度；

——试验期间最大和最小试验电压及温度。

也可包括其他信息，例如样品性质、电极性质、防晕材料性质。

9

GB/T17948.4—20XX/IEC60034-18-32:2022

与基准结构不同性能的待评结构鉴定

9.5.1概述

首先确定待评结构的预期运行寿命和额定电压，再根据表1中给出的评定标准，比较待评结构与

基准结构的性能。由于该方法隐含假设条件，在对不同电压和/或运行寿命的待评结构进行鉴定时，建

议谨慎考虑。

在进行比较评估之前，应确定待评结构与基准结构的回归线与数据拟合良好（根据IEC62539，建

议相关系数≥0.98），而且在试验电压范围内，老化机理无任何变化。如果任一回归线是非线性的，请

参阅9.5.5，其描述了简单的线性度检验。

表1待评结构的鉴定条件

与基准结构的性能比较

试验电压鉴定标准

案例电压等级预期运行寿命

A相同相同相同参见9.2

B相同不同相同对待评结构置信界限进行适当调整后

C不同相同不同（见文中对每种案例的描述）：

1.待评结构的置信区间应重叠或超过

基准结构的置信区间。

D不同不同不同2.待评结构表现出持续改善的性能，

即其回归线的斜率小于或等于基准结

构回归线的斜率。

在比较与寿命相关的电压等级时，可以通过在相同电压下较薄的主绝缘厚度提高场强，或者通过保

持相同厚度来提高电压等级。应注意提高电场强度的同时，电晕结构也承受更高的应力。

9.5.2案例B：相同相间电压和不同预期运行寿命的评定

为了鉴定具有相同相间电压和不同预期运行寿命（表1，案例B）的待评结构，待评结构与基准结

构要使用相同的试验电压进行测试。

在XR/20到20XR范围内，在每个电压水平，待评结构置信界限在横坐标轴上移动的量值与在运行

寿命期间商定的变化量相等，其中XR是基准结构在每个电压水平的寿命。如果待评结构移动的置信区

间高于基准区间，或者置信区间与基准区间重叠，以及待评结构的斜率应低于或等于基准结构，则待评

结构是合格的。

图4是一个待评结构的示例，该待评结构与基准结构在相同电压等级下进行鉴定评估，其预期运

行寿命是基准结构的两倍。当完整的待评结构回归线缩减2倍时，90%置信界限与基准置信界限重

叠。为简单起见，横坐标轴上的偏移仅显示单个电压U1的置信界限。

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注：

R——基准绝缘结构90%置信界限的老化数据

C——待评绝缘结构的老化结果（合格的）

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

图4具有相同电压等级和不同预期使用寿命的合格待评绝缘结构

如果待评结构回归线在测量范围内与基准结构的回归线相交叉，只有当其在所需的寿命区间内表

现出比在Uc,R的基准结构更好的性能时，才可获得在Uc,R更高的运行寿命。

9.5.3案例C:不同电压等级和相同预期运行寿命的评定

为了鉴定具有不同电压等级和相同预期寿命（表1，案例C）的待评结构，待评结构采用适合其预

期运行电压的电压水平进行测试。

在每个电压水平下，待评置信界限在纵坐标轴上移动的量值与在电压等级下商定的变化量相等。如

果待评结构移动的置信区间与基准结构重叠或超过，或者待评结构表现出更优的性能，如其回归线的斜

率小于或等于基准结构回归线的斜率，则该待评结构是合格的。

图5是一个待评结构的示例，该结构在高于电压等级15%的电压下进行鉴定评估，其预期运行

寿命与基准结构相等，其中被试待评结构的置信区间被移回到基准电压等级。当纵坐标轴位移完成时，

置信区间重叠或超过基准结构的置信区间，Uc,R为基准结构的电压等级，Uc+15%为待评结构的预期电压

等级。

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注：

R——基准绝缘结构90%置信界限的老化数据

C——待评绝缘结构的老化结果（合格的）

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

图5具有更高电压等级和相同预期运行寿命的合格待评绝缘结构

9.5.4案例D:不同电压等级和不同预期使用寿命的评定

为了鉴定具有不同电压等级和不同的预期运行寿命（表1，案例D）的待评结构，待评结构要采用

适合其预期运行电压的电压水平进行测试。

基准结构的鉴定通过纵坐标轴和横坐标轴的移动来进行。

在XR/20到20XR的范围内，在每个电压水平，待评置信界限在横坐标轴上移动的量值与在运行

寿命期间商定的变化量相等，其中XR是基准结构在每个电压等级的寿命。

然后在每个电压水平下，待评置信界限在纵坐标轴上移动的量值与在运行电压等级下商定的变化

量相等。如果待评结构的移动后的置信区间与基准结构的置信区间重叠或超过，或者待评结构表现出更

优的的性能，即其回归线的斜率小于或等于基准结构回归线的斜率，则待评结构是合格的。

图6是一个待评结构的示例，该待评结构在电压等级高于基准15%的情况下鉴定评估，其预期运

行寿命达到基准的两倍。为简单起见，横坐标轴上的位移只显示在单一电压U1的置信界限。相同的待

评结构也在高出基准15%的电压水平下进行鉴定评估，被试待评结构试验采用的电压水平置信区间被

移回到基准电压水平，其中UC,R是基准结构的电压等级，UC+15%是待评结构的预期电压等级。

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注：

R——基准绝缘结构90%置信界限的老化数据

C——待评绝缘结构的老化结果（合格的）

t——时间，h

Ut/UN——试验电压和额定电压的比值

图6与基准结构不同运行寿命和不同电压等级的合格待评绝缘结构

9.5.5非线性回归线

待评结构与基准结构可能会对老化因子组合作出不同的反应，导致回归线弯曲。图中一个轻微的弯

曲，表明不止一个过程或失效机理影响电老化。如果不能在所有试验点的容差内画出一条直线，表明在

试验电压下，主要老化机理发生了显著变化。建议在较低或中等的测试电压下增加一个额外的测试点来

确认曲线。

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A

A

附录A

（规范性）

制造商无基准寿命线情况下主绝缘基准寿命线

对主绝缘的基准寿命线无法用于比较的场合，鉴定规程应由制造商使用正弦波电压，为期望的主绝

缘结构生成一个候选的耐久性寿命线。用三个电压，每个电压下至少要试验六个试样。然后，用IEC

60034-18-42:2017的公式（3）修正到50Hz或60Hz，平均寿命作为归一化电压的函数，用双对数坐

标绘图。

注：

Y12.65t——电气失效时间

X1250Ut——测试电压

Y21.6UN——相间额定电压

X227000

图A.1主绝缘基准寿命线

被测寿命应与图A.1所示的基准寿命线进行比较。该寿命线是基于主要的老化因素—电气老化而

得到的，它与在50Hz或60Hz时测得的云母/环氧树脂结构的寿命一致，这些结构已被证明在运行中

是可靠的。由于来自不同制造商的旧数据，图A.1中只有两个寿命值可用。

注：在使用附录A中的基准线时，案例B或D可能无效，因为该基准线以长寿命（通常为30

至40年）为基础，而且是以电老化为主要老化因子。

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B

B

附录B

（资料性）

用于评定槽部导电层和端部防晕层的方法

B.1槽部导电层的电老化

槽部导电层的老化可以描述为由于部分放电引起的导电材料的持续劣化。槽部导电层结构不仅与

电场强度有显著的相关性，而且与工作温度和绝对电压等级也有显著的相关性。因此，它与许多老化因

素有关。此外，在端部较大的电压变化以及环境应力，如臭氧也可能会影响槽部导电层，但这些额外的

老化因子不属于该鉴定的部分。

本文件描述了在工频下槽部导电层在高温下的电老化。

B.2端部防晕层的电老化

端部防晕层的老化可以描述为由于表面电应力过大、温度过高或两者结合而导致的劣化。此外，端

部防晕层与槽部导电层之间的接触不良也加剧了端部防晕层的老化。

B.3试品

为了鉴别防晕结构，应该使用至少6个线棒或3个线圈。

试品应最好是按照制造规范生产的完整线棒或线圈，试品应能充分反映待评成品绕组部件的结构

特征，并采用正常完整或预期的制造工艺。当使用单个线圈或线棒作为模型时，爬电距离和任何必要的

均压措施应适合于试验期间所施加的应力。

接地电极应延伸至模型的整个槽部长度，并至少覆盖线圈横截面的两个宽边。对于槽部导电层样品，

电极应分段或短于整个槽长度，以监测可能的劣化。

GVPI结构的槽型应由刚性钢板制成，除实际结构外不插入任何其他组件，且长度与实际最长定子

的长度相等。

线棒的设计应使端部防晕层与线棒导体末端之间不产生闪络。为了通过施加高压和/或高频来降低

测试线棒/线圈表面的过高电应力，可以进行特殊处理。如B.5所示，可延长端部防晕层长度以评估主

绝缘。

B.4防晕结构的评定

槽部导电层和端部防晕层的评定不是待评绝缘结构和基准绝缘结构之间的比较。这种评定的目的

是在一定的电场和电压下结合设计工作温度对槽部导电层和端部防晕层施加应力，直到经过一定的时

间并达到一定的通过标准。

B.5槽部导电层和端部防晕层的老化规程

B.5.1概述

槽部导电层和端部防晕层的老化包括同时施加的电应力和热应力。

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电应力应施加在定子铁心或试样表面的模拟/槽电极与导体之间。热应力可以通过使用烘箱或加热

板来实现。两种情况下的测试温度均控制在±2°C以内。如果防晕结构处于试验阶段，则不允许对防晕

材料进行修复。

B.5.2加热板控温的分布

加热板夹紧在试件的槽型截面两侧。建议板的厚度至少为10毫米，以铝制最佳，以实现沿板的长

度方向具有良好的热接触并进行温度测量。同时，这些板也提供了与试样的接地连接。通过将由恒温器

控制的加热线圈附在每对板的外表面来提供的加热。

图B.1定子线棒的加热元件

金属加热板应均匀分布在线棒或线圈的槽部表面，相邻板的间距不超过10厘米，直到线棒或线圈

的直线部分末端。

加热板可以通过合适的螺纹杆穿过每对加热板以连接到试样上，且确保上面的螺母被拧紧。应注意

确保加热板与线棒或线圈之间的良好接触。控制和监测试样温度的温度传感器应安装在如图B.1所示

的加热板边缘中央的孔中。温度传感器可以是热电偶或RTDs。

B.5.3使用烘箱加热

热老化也可按照IEC60216-4-1的要求，将试品置于精确控制和监测的强制循环烘箱中进行。对于

组合试验程序，在同时施加高压时必须注意，高压下的电极和导体部件与内烘箱表面之间应有足够的距

离，以确保安全合格。

B.5.4试验参数

为了防止在试验中同时施加过高的应力而导致试品过度老化，表B.1提供了推荐的电压和温度参

数。

表B.1相地试验电压和试验温度

相对地试验电压的增强比

耐热等级℃试验温度

U3

1301152.5

N⁄√

1551402.2

1801651.9

注：如果铭牌上规定的温度极限低于耐热等级，则该极限温度是定义试验温度的基础。

试验温度表示运行过程中防晕结构表面的平均温度。对于温度等级为130°C至180°C的电机，

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在运行中防晕结构表面温度通常至少要低10k至20k。这取决于冷却类型、端部绕组、定子铁芯设

计以及绝缘设计。

防晕结构在较高温度下的加速老化取决于绝对试验温度——过高的温度会导致更快的由于过电压

引起的电老化。因此，对于相同加速因子的槽和端部防晕层，在较高的温度下，可以使用较低的电压增

强因子。

如果铭牌上规定的耐热等级或温度限值低于130°C，则应从130°C给出的数字中获取增强比和

试验温度。根据经验，与运行条件下的老化因子电压相比，低于130°C的运行和测试温度对老化的贡

献较小。

B.6防晕结构的鉴定

B.6.1概述

防晕结构鉴定试验的目的是保证其能在要求的使用寿命内稳定地运行。在运行中，令人满意的性能

是避免定子铁芯和线圈/线棒之间以及端部防晕层表面的局部放电。

B.6.2试验规程

根据B.5.4，试样要经受1000小时的升高温度电应力试验（表B.1）。

B.6.3试验合格标准

试验后，每个线棒或线圈边的外表面不允许有两个以上被视为缺陷的劣化痕迹。如果直径大于1

mm但小于5mm，则视为缺陷（图B.2）。小于1mm的标记不被认定为缺陷，直径大于5mm的标

记则表明是主要的设计缺陷，而此类缺陷是不允许出现的。

但是，如果在同一位置的每根线棒或线圈边上出现一个直径小于5mm的劣化痕迹，则应确定该

现象的原因并重新进行评定。

B.7防晕结构的劣化痕迹的示例

图B.2槽部导电层处的典型劣化痕迹

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参考文献

[1]IEC60034-18-33Rotatingelectricalmachines–Part18-33:Functionalevaluationofinsulationsystems

–Testproceduresforform-woundwindings–Multifactorevaluationbyenduranceundersimultaneousthermal

andelectricalstresses

[2]IEC/TS60034-18-42Rotatingelectricalmachines–Part18-42:Qualificationandacceptancetestsfor

partialdischargeresistantelectricalinsulationsystems(TypeII)usedinrotatingelectricalmachinesfedfrom

voltageconverters

[3]IEC61251Electricalinsulatingmaterials–A.C.voltageenduranceevaluation–Introduction

[4]IEC62539Guideforthestatisticalanalysisofelectricalinsulationbreakdowndata

18

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目次

前言..........................................................................III

引言...........................................................................IV

1范围...............................................