电机的绝缘电阻测量和极化指数试验 宋凯 （中国新兴建设开发总公司北京１０００３９） 摘要：绝缘诊断测试包括绝缘电阻测量和极化指数测试，是保持电机使用寿命的主要手段，本文对测 试设备选择，测试的步骤和测试结果分析等进行了详细的说明。 关键词：电机绝缘电阻极化指数测试 中图分类号：ＴＭ３０６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—３６０７（２０１５）０１—００４１—０３ １引言 值较低时表明绝缘已经恶化。 实质，它是快速极化（如电子极化、 绝缘电阻测量和极化指数测试是 ２．２极化指数 离子极化）过程形成的位移电流，由 现有常用的确定绕组污染和水分浸透 极化指数（Ｐ１）是一个基于绝缘 于快速极化是瞬间完成的，因而这种 情况的方法。测试也有利于检测绝缘 电阻测试的变化数据，它的数值是绝 电流瞬间即逝。通常从峰值减到零所 电阻的状况。绝缘电阻测量和极化指 缘电阻测试１ ０ｍｉｎ（Ｒ ）与绝缘电阻 用的时间不到１Ｏｓ。也因为电容电流 数测试可以避免老化的电机或存放不 测试１ｍｉｎ（Ｒ ）的比值，即。 有数秒的衰减过程所以第一次绝缘电 当的新电机使用时发生危险。一台正 ＰＩ： 阻测量被设定为１ｍｉｎ（Ｒ ），从而保 常的电机通常可以使用２０～３０年，但 Ｒ１ 证绝缘电阻测量的准确性。 是往往因人员操作不当和电机处于恶 低数值的极化指数表明，电机绕 （２）电导电流（Ｉ ） 劣工作环境的影响大大减少了电机的 组可能含有油、污垢、吸收的水分。 电导电流是电流通过接地表面经 工作寿命，为了使电机保持良好的运行 在测试中，通过兆欧表施加一个较高 绝缘电导绝缘内导体的电流，每个绝 状态和更长久的使用，应保持电机的清 的直流电压（Ｕ）于定子铁心或转子 缘材料都有一定的电导，电导越大说 洁避免灰尘油污对绝缘材料的破坏。 铁心与绕组和接地之间。通过欧姆定 明绝缘越差。这种电流通常发生在老 律可知，绝缘电阻（Ｒｔ）在这一时刻 化的绝缘体如绝缘体有裂缝从而吸收 ２绝缘电阻与极化指数 表达为： 了水分等，电导电流是恒定的不会随 电机的使用寿命主要取决于绝 时间变化而变化。 缘，电机的绝缘应该定期检测。绝缘 而绝缘的特性是随时间推移而变 （３）表面泄露电流（Ｉ ） 电阻测量和极化指数是两个公认的绝 化的。测量极化指数可以通过了解绝 绝缘材料中有极少数束缚很弱 缘诊断测试。 缘中流动的不同电流。绝缘电阻是施 的或自由的电子，当绝缘材料在直流 ２．１绝缘电阻 加于绝缘的直流电压除以某一时刻全 电压的作用下，正负离子就分别向两 绝缘电阻测量的即为电动机绕 部合成电流（１．）的商。总的合成电 极移动而形成电流，称为表面泄露电 组对机壳和绕组相互间的绝缘电阻。 流由四种电流构成为：几何电容电流 流。这部分电流是由绝缘材料中的导 绝缘应阻止绕组对机壳及绕组间的电 （１ ）、电导电流（１ ）、表面泄露电 电物质引起的。其大小决定于导电物 流，在理想条件下测量的电阻值应为 流（Ｉ．）、吸收电流（Ｉ ）。 质在直流电场中的导电率，是一个恒 无限大，但实际情况这是不可能实现 （１）几何电容电流（Ｉ ） 定的电流，所以可以认为它是纯阻性 的。然而，阻值应该有一个最高值， 直流电压作用到绝缘材料上，加 电流。通常情况表面泄露电流的存在 以避免明显的泄漏电流，绝缘电阻数 压瞬间相当于给几何电容充电。究其 是受绝缘材料表面的潮湿的灰尘、污 垢等引起的。 （４）吸收电流（Ｉ ） （Ｋ ）半０另 。而ＧＢ／Ｔ ２０１６０—２００６及 ｌＥＥＥ Ｓｔｄ４３—２０００也提及二等分方法 吸收电流，由于分子极化和电子漂 是在２０世纪５０年代后期的绝缘系统上 移而形成的电流。它随施加电压的时间 建立的，在温度变化中使ＲＣ值误差 ＿、＼ 、＼４ ＾‘ ） ｔ《ｔ （，＾＇ —～ 从相对较高的原始值衰减至接近于零， 增大。而现有的绝缘材料与２Ｏ世纪５０ ＼ 、毫肆奄撼（ｋ） 这是因为不均匀介质中吸收电流是由缓 年代有很大的变化，仅通过受温度影 慢极化和夹层极化产生的。即在直流电 压加上的瞬间，介质上的电压按电容分 布，而电压稳定后介质上的电压按电阻 分布；由于不同介质的电容与电压不成 比例，因此在加上直流电压瞬间到稳定 这一过程中，介质上电荷要重新分配， 重新分配的电荷在回路中形成吸收电 流。完全极化的时间大概是１０ｍｉｎ。这 就是为什么绝缘电阻选择为１０ｍｉｎ。 吸收电流大小取决于绝缘系统所用粘 接材料的类型和情况。 因为总的合成电流（１＋）为 ｌｆ＝ｌｃ＋ｌＧ＋ｌＬ＋ｌＡ 上述几何电容电流分析１分钟以 后ＩＣ趋于０所以，合成电流ＩＴ（１分钟】ＩＩ ＩＧ１＋ｌＬ１＋ｌＡ１ 上述可知１０分钟后１ 趋于０所以，合 成电流Ｉｆ（１ｏ９５￣）＝ｌＧ１０＋ｌＬ１０ 所以极化指数推导公式为 Ｕ ＩＧＩＯ＋［Ｉ ＬＩｏ＝ ＝篱 ３温度对绝缘电阻的影响 有人可能会说，通过绝缘电阻 测量一分钟即可以判断绝缘材料的情 况，如果绝缘电阻数值低就可以判断 为绝缘恶化。但是，仅仅通过绝缘电 阻数值判断是不科学的，因为绝缘电 阻会随温度变化而变化。绝缘电阻数 值随着温度强烈变化，根据公式Ｋ ＝ （０．５）‘４０－Ｔ 。每增加１０℃就会减少 绝缘电阻数值５０％。而现有的标准根 据温度判别电阻值只能根据温度系数 响而不准确的绝缘电阻测试是不够科 学的。见图１［１］。 图１温度每升高１０℃绝缘电阻二等分的 近似绝缘电阻系数ＫＴ ４极化测试的重要性 极化测试可以避免测试中温度 系数的影响。因为１０ｍｉｎ的温度上升 相对于绝缘电阻测试忽略，所以假定 Ｒ 和Ｒ 是在同温度下测量温度系数 可以对冲掉。 根据极化指数公式 ＩＧ１＋ｌ Ｌ１＋ＩＡ１ ｌＧｌ０＋ｌ ＬＩＯ 可依吸收电流（１ ）假设为不变 参数，从而得知泄漏电流（Ｉ．）电导 电流（１ ）是否过大，如果电导电流 和泄漏电流随时间远超过吸收电流， 那么极化指数可能为１。如果电导电 流和泄漏电流比吸收电流小，那么极 化指数将大于２。但实际中电导电流 和泄漏电流是不因时间而变化的（见 图２）［ ，我们看到绝缘电阻摇测在１ ｍｉｎ 和１０ｍｉｎ之间是随着合成总电流的降低 而上升的（见图２）［３ｉ，所以可以得知绝 缘电阻是由极化电流的变化引起的。 ５测试方法 ５．１设备描述 电＃皋赢‘ｋ） ． 图２某种｛具有较低表面泄露电流且无电导电 流的】环氧云母绝缘电流的类型 摇表，也叫兆欧表、绝缘电阻表， 是为了避免事故发生，用于测量各种电 器设备的绝缘电阻的兆欧级电阻表。 ５．２兆欧表的选择 对５００Ｖ以下电压的电动机用５００Ｖ 兆欧表测量。如选用１ Ｏ００Ｖ、２５００Ｖ 兆欧表测量。会造成测量值不符合要 求，并可能造成设备绝缘被击穿，请 特别注意，见表１【４＿。 表１绝缘电阻试验期间施加直流电压的指导准则 绕组额定 绝缘电阻试验的 电压／Ｖａ 直流电压／ｖ ＜１０００ ５００ １Ｏ０Ｏ～２５００ ５００～ｉ０００ ２５０ｌ￣５０００ １０００～２５００ ５００１～１２０００ ２５００～５０００ ＞１２０００ ５∞０～１０００ ａ对于三相交流电机为额定线电压：对于单相电机为线 对地电压：对于直流电机或磁场绕组为额定直流电压。 ５．３测量前准备工作 测量前必须将被测电机的电源 切断，并对地短路放电，决不允许电 机带电进行测量，以保证人身和设备 的安全。 ５．４测试步骤 电动机绝缘电阻测量步骤如下： （１）断开电控柜的电机回路电 源，拆除柜内与电动机的连线。拆除 电动机的外部接线。将电动机接线盒 内６个端头的联片拆开。 （２）把兆欧表放平，先不接 ！ 曩 ｉ 纛ｌ蠹蠛 ｌ ； ． 鑫ｎ攮ｌ魏 ￡ 嘲 融 ｉＴｌ ｉｌ－＇－７－￣Ｔ＂ｉ 笛 穗期 奠＿ ＿】盈圜．．．．．＿ 双速风机起动故障的原因分析及解决方法 江期洪 （中铁建设集团有限公司装饰公司北京１０００４０） 摘要：本文通过一个典型工程中双速风机起动故障的原因分析和解决过程，阐述了双速风机及控制箱 的主断路器设计参数校验、控制接线及故障解决方法和应注意的问题，可供同类工程参考借鉴。 关键词：双速风机起动故障接线瞬时尖峰电流瞬时脱扣整定电流断路器选择 中图分类号：ＴＵ８３４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－３６０７（２０１５）０１—００４３—０４ 引言 提供借鉴和参考。 调，再次试验时，低速能起动，高速 排风和消防排烟合用系统中广泛 故障依旧。 采用双速风机。平时，风机低速运行 １工程概况及故障描述 作为排风换气使用。当发生火灾时， 某公建工程机电安装施工已基 ２双速风机的控制原理和接线 风机立刻转为高速运行，作为消防 本完成，在实施机电系统各设备通 在分析排查故障产生原因前， 排烟风机使用。双速风机是通风和消 电调试的关键阶段，其位于地下１层 先简单介绍一下双速风机的控制原理 防系统中的重要设备，其运行和控制 制冷机房内的２台消防排烟用双速风 和接线。 质量直接关系到相关系统运行的可靠 机，在通电时按下低速按钮，风机能 根据《电机学》一书阐述的电机 性。某公建工程在双速风机调试阶段 起动；但按下高速按钮时出现断路器 学原理，异步电机的转速： 遇到起动故障问题，该故障产生的原 直接跳闸现象。项目部及安装调试班 因和解决方法具有一定代表性，本文 组人员在询问风机厂家后，获知双速 ｎ：ｎ （１一ｓ）： （１一ｓ） ① Ｐ 将该工程双速风机启动故障的原因分 风机调试时经常出现接错线而导致跳 式中： 析及解决方案和相关注意事项阐述如 闸的情况，于是根据风机厂家的指示 ，７——电机转速： 下，以期能对工程中类似问题的解决 安排电工将双速风机的高低速接线对 门 ——同步转速； 线，摇动兆欧表。表针应指向“ｏｏ” 开始时，应很慢的摇动。等确定没有 国内极化指数判断 国外推荐的判断标准 处，否则说明兆欧表有故障。再将表 短路现象后。再以每分钟１ ２０转的匀 标准 极化指数 绝缘状况 耐热等级 最４＂Ｐ Ｉ ＜１．０ 极度危险 上有“Ｌ”（线路）和“Ｅ”（接地） 速摇动兆欧表约１ｍｉｎ和１０ｍｉｎ时，读 Ａ级 １ ５ ｌ一１．５ 严重破坏 的两接线柱用带线的试夹短接，慢 取表针稳定的指示值。（注意：摇动 Ｂ级 ２．０ Ｌ＿５—２．０ 条件可疑 Ｆ级 ２．０ ２ ０—３．０ 适当 慢摇动手柄（注意：千万不能快速摇 期间，双手或身体千万不能触碰到电 Ｈ级 ２ Ｏ ３ ０—４ ０ 优良 动。否则会损坏摇表的）。表针应指 机的任何端头和摇表的接线端头）。 ＞４ ０ 卓越 向“０”处。校试好兆欧表的０位和ｏｏ （４）用同样方法，依次测量每 位后，即可进行测量了。 相绕相与机壳的绝缘电阻值。但应注 参考文献： （３）测量电动机三相绕组之间 意，表上标有“Ｅ”或“接地”的接 １】旋转电机绝缘电阻测试ＧＢ／Ｔ２０１６０—２００６ Ｐ８ ２ｌ旋转电机绝缘电阻测试ＧＢ／Ｔ ２０１ ６０—２００６ Ｐ６ 的电阻。将两测试夹分别接到任意两 线柱，应接到机壳上无绝缘的地方。 ３】旋转电机绝缘电阻测试ＧＢ／Ｔ ２０１ ６０—２００６ Ｐ６ 相绕组的任意端头上，平放摇表，刚 ５．５测试结果分析 ４】旋转电机绝缘电阻测试ＧＢ／Ｔ ２０１ ６０—２００６ Ｐ５
