水轮发电机定子线圈绝缘试验项目及标准探讨
发电机定子改造中的绝缘试验
２ １ 外观检 查 ．
发 电机 定子 绕 组 十 分娇 贵 ， 艺 要 求 十分 严 工 格， 在运 输保 管过 程 中易 发 生 各种 损 坏 现 象 。 因 此， 很有 必要 对其 进行 开箱 检查 ， 早发 现线棒 是 及 否 有变 形 、 损 、 潮 等 缺 陷 。如 有 上 述 现 象 ， 破 受 应 及 时 向生产 技术 部 反 映 ， 由施 工 安 装 单 位提 出处
① 试验 目的 。 交 流耐压 试验 是检 测线棒 质 量 中一 道严 格 的 工序 。主要考 验 线棒 的抗 电强 度 ， 证 其 在运 行 保 电压 下 的绝缘 水平 ， 发现 集 中性 的局部 缺陷 ， 如局
（） １ 线棒绝缘电阻测试。 ① 试 验 目的。
绝缘 电阻 测试 主要 是检查 线 棒 的绝 缘状 况 ，
关键词 ： 子绕组 ； 定 绝缘监督 ； 耐压试验 ； 缺陷 ； 龚嘴水力发电厂
中 图 分 类 号 ： Ｖ ；Ｖ ３ ； Ｖ ３ Ｔ ７Ｔ ７４Ｔ ７７ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ １ ８ ２ １ ） ２０７ －５ １０ ２１４（０ １ 增 －１２０
１ 概
述
定子 绕组 是 发 电 机 的重 要 部 件 ， 组 的 绝 缘 绕 应 具有 规范 要求 的耐 热等 级 、 足够 的介 电强度 、 优
① 试验 目的。 下 线后 的交 流耐 压试 验是 发 电机定 子 线棒绝
缘监 督 过程 中又一道 重要 工序 。通 过交 流 耐压试 验 ， 以检查 出线 棒安 装 过 程 中是 否 损 坏 线棒 绝 可 缘 、 槽 内有 异 物 、 棒 脏 污 等缺 陷 ， 而 保证 施 线 线 从
工工 艺及 质 量 。
机 绝缘 的重要性 能 指标 。应 测量 单根 线棒 的起 晕 电压 ， 检查 线棒 防晕 层 （ 导 体 层 ） 无 破 损 。 【 半 有 ｊ 起 晕 电压 低 于标 准 要 求 ， 会 在 运 行 电 压 或过 电 将 压 的作用 下产 生 电晕放 电 ， 引起 严重 的电晕损 耗 ，
浅谈灯泡贯流式水轮发电机组定子线圈绝缘故障分析及处理方法
浅谈灯泡贯流式水轮发电机组定子线圈绝缘故障分析及处理方法【摘要】当前，灯泡贯流式机组在低水头电站中大量采用，通过灯泡贯流式水轮发电机定子线圈绝缘故障的分析，提出可靠的解决方案。
【关键词】灯泡贯流式水轮发电机；定子线圈绝缘故障；处理1.基本情况某水电站安装有三台单机容量为30MW的灯泡贯流式机组，奥地利某公司生产，总装机容量90MW，2004年5月#1发电机正式投产发电。
2.发电机参数及定子参数2.1发电机参数2.2 定子参数3.发电机定子结构定子铁芯由0.5mm厚的高级硅钢片半搭接叠成。
每块叠片两侧涂有绝缘漆。
铁芯以鸠尾槽与定子机座充分接合.应注意的设计特点是：整个铁芯应得到并保持均匀的压力。
上游侧的压紧环与定子机座焊接起来。
在下游侧，分瓣的、带压指的端板施加了均匀压力。
非磁性的压指确保沿整个齿长压力均匀一致。
定子绕组为等节距、整体线槽式线圈，每个线槽两根线棒，F级绝缘。
通过抑制高谐波得到正弦波形电压，制造误差造成的电磁回路不对称由波形绕组补偿。
每根线棒由几根导体组成，经组合沿有效定子叠片长度构成一根罗贝尔线棒。
单个导体用清漆绝缘。
交叉点处采用云母作中间绝缘。
直线段的分引线采用耐热铸塑树脂与刚性棒接合。
绕组绝缘为一定数量的云母片。
云母片的数量取决与额定电压。
绝缘材料为吸收云母带，包括底层、精细分裂云母片中间层和覆盖层，均匀施用在线棒整个长度上。
整个线棒排空并采用环氧树脂侵渍，在专门的炉内完成线棒的硬化处理。
为了辉光放电，每根线棒在整个铁芯叠片长度还设计有一层不溶性的半导体涂层。
线槽出口处使用了根据电压选用的防漏清漆。
4.发电机定子线圈故障现状与分析4.1发电机定子线圈故障检查自2008年来，在机组冬季检修和预防性试验（直流耐压）中，#1、#2发电机相继发生定子线圈绝缘击穿、线棒端部绝缘盒填充胶与绝缘盒分离，绝缘盒泄漏电流偏大并发生耐压击穿；在2013年直流耐压试验过程中，发现#3机多根定子线棒存在电晕现象，电腐蚀情况严重，多处防晕漆脱落，防晕层损坏；#1发电机定子线圈C相#252槽下层线棒发生绝缘击穿接地故障。
发电机绝缘测试标准
发电机绝缘测试标准《发电机绝缘测试标准，你了解多少？》嘿，朋友们！你们知道吗？在电力的奇妙世界里，发电机就如同一位超级英雄，源源不断地为我们输送着强大的能量。
但要是这位超级英雄的“防御装备”出了问题，那可就麻烦啦！这就好比钢铁侠没了他那酷炫的战甲，还怎么拯救世界呀！而发电机绝缘测试标准，就是确保这位超级英雄始终强大的关键所在啊！不搞懂这个标准，那在电力的领域里就如同盲人摸象，到处碰壁还不知道咋回事呢！一、“绝缘大考：全面体检不能少”哇塞，在绝缘的世界里，可不能有丝毫马虎呀！就像学生要经历一场大考一样，发电机也要接受全面的“体检”。
绝缘测试就像是医生拿着各种神奇的仪器，对发电机进行细致入微的检查。
这可不是随便玩玩的，就好比一场严格的高考，每一个细节都关乎着最终的成绩。
我们要像侦探一样，不放过任何一个可能的漏洞，确保发电机的绝缘性能万无一失。
比如说，要检查绕组是否有破损、受潮等情况，这些可都是影响发电机“健康”的大问题呀！二、“耐压挑战：强大心脏的证明”嘿呀，耐压测试可是个厉害的家伙！它就像是给发电机的绝缘来一场极限挑战，看看它的“心脏”到底有多强大。
这就好像让运动员去挑战世界纪录一样，只有通过了耐压测试，才能证明发电机的绝缘是真正的“强者”。
我们可以把耐压测试想象成一场激烈的拳击比赛，发电机要在高压的“拳头”下屹立不倒。
要是耐压不过关，那可就像一个拳击手被一拳打倒，后果不堪设想啊！三、“电阻测试：细微之处见真章”哇哦，电阻测试虽然看似不起眼，但却是在细微之处见真章呢！它就像一个细心的质检员，在每一个小细节上把关。
可以把电阻想象成是道路上的小石子，如果不清理干净，就可能会引发大问题。
通过电阻测试，我们可以发现那些隐藏在深处的小毛病，及时进行处理。
就像我们打扫房间一样，要把每一个角落都打扫干净，才能让整个房间焕然一新。
四、“泄漏电流的追踪：抓住那只小调皮”哈哈，泄漏电流就像是一只调皮的小猴子，到处乱窜。
发电机定子绕组耐压试验方案
发电机定子绕组耐压试验方案一、简述锦屏二级水电站共装八台单机容量为600MW的水轮发电机组，总装机容量4800MW。
发电机由天津阿尔斯通水电设备有限公司制造。
定子在机坑现场组装。
二、试验目的试验在汇流环焊接完成，分支电阻试验合格后进行。
目的是用与机组相同波形、频率的试验电压来检验发电机绝缘的耐电强度、机组绝缘，并能承受过电压侵袭的能力，交流耐压是检验发电机绝缘试验项目之一，试验合格后方才可进行后续工序施工。
三、试验依据《水轮发电机安装技术规范》（GBT8564－2003）《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－2006）《四川省雅砻江锦屏二级水电站水轮发电机安装质量检测标准》《ALSTOM发电机电气试验说明》四、试验计算（1）交流耐压试验分A、B、C 三相进行，试验过程中非被试相均接地。
试验计算参数如下：定子每相对地电容值（设计值）为：C0 =1.783 μF对应的谐振电感L0 为：L0 = 1/ ω2C = 5.69 H电容电流IC = Uc ωC = 43×2πf× ×10-3 =24.07A试验设备输入功率:P =S/Q = UcIC/10 = 43 × 24.07/10=103.5kW试验设备输入电流:I = P/Ue =/0.4=258.7 A激励变压器输出端选5.0KV 端头。
（2 ）直流耐压试验分相进行，在试验过程中非被试相均接地，且和被试相之间采取相应的绝缘隔离。
试验电压逐步增加，试验电压共分为0.5UN、1.0UN、1.5UN、2.0UN、2.5UN、3.0UN 六个阶段进行，每个阶段停留1min，并记录泄漏电流。
要求泄漏电流不随时间的延长而增加，且三相之间的差值不大于最小泄漏电流值的50%。
第 1 页共9 页五、试验准备(1) 彻底清理定子绕组及铁芯，尤其是线棒端部应用白布逐根擦拭干净； (2) 定子内所有 RTD 均短路接地； (3) 对试验变压器进行检查及通电调试； (4) 试验电源连接到位 , 开关选用 500A 开关；(5) 对试验设备进行外观、接线、接头、开关、按钮、仪表等进行全面检查 , 无缺陷； (6) 对试验设备进行通电检查 , 包括铁芯间隙增减操作及限位、电压增减操作及限位、 过电压保护调整以及主回路通电检查；(7) 试验人员必须熟练掌握谐振变压器的注意事项及操作方法。
水轮发电机定子耐压方案
水轮发电机定子耐压方案中充电站#1发电机定子耐压试验方案编制：审核：批准：宜州市永升电力工程有限责任公司中充电站#1机项目部-12-10中充水电站1#机定子耐压试验方案一、试验程序1、直流耐压试验之前定子分支直流电阻测量。
2、直流耐压试验之前绝缘电阻、吸收比和极化指数测量。
3、 3.0U N直流耐压和泄漏电流测量。
4、直流耐压试验之后绝缘电阻、吸收比测量。
5、交流耐压试验。
6、交流耐压试验完成后，每相绕组绝缘电阻、吸收比测量。
二、试验标准1.直流耐压试验分相进行，最高试验电压3U N=54kV,试验过程中非被试相绕组及所有的RTD均接地，且和被试相之间采取相应的绝缘隔离。
试验电压逐步增加，试验电压共分为0.5U N、1.0U N、1.5U N、2.0U N、2.5U N、3.0U N六级，每级之间停留一分钟，记录一分钟时的泄漏电流。
要求泄漏电流不随时间的延长而增加，且三相之间泄漏电流的差值不大于最小值的50%。
2.交流耐压试验分相进行,试验电压2u N+3KV=39 kV，试验过程中非被试相均接地。
试验设备使用甲方提供的并联谐振试验变压器，试验相关参数如下：定子每相对地电容值（设计值）为：C0 = 0.072μf对应的谐振电感L0为：L0 = 1/ω2C = 7.80 H电容电流I C = U cωC = 39×103×2πf×1.3×10-6 = 15.92 A试验设备输入电流：I = （15.92×39/8）/0.38 = 204.2A根据交流耐压试验过程中高压侧电容电流I C，分别计算出三相定子绕组对地电容值。
三、试验接线（原理示意图）非被试相四、试验设备(设备的型号与主要参数)1、直流高压发生器：型号：ZGF—60kV2、串联谐振试验变压器：型号：BXYDJ—800/403、2500V数字兆欧表：型号：ZC464、温湿度计5、数字秒表6、交直流分压器：SGB—100A五、试验准备1) 彻底清理定子绕组及铁芯，特别是线棒端部应用白布逐根擦拭干净；2) 检查定子内所有RTD均良好，并短路接地。
10.5kV水轮发电机定子交接试验介绍
10.5kV水轮发电机定子交接试验介绍一、简要说明定子电气试验主要指定子电路部分安装（线棒、铜环等）过程中的主要试验，贯穿整个定子下线过程。
主要试验项目包括绝缘电阻试验、直流电阻、电晕、槽电位、直流耐压及泄漏试验、交流耐压试验等。
二、电气试验的一般要求1试验所使用的仪器、仪表的准确度应不低于0.5级（不含兆欧表），温度计的误差不超过±1℃。
2 绝缘电阻测量，规定用60s的绝缘电阻值；吸收比的测量，规定用60s和15s的绝缘电阻比值（R60/R15）进行测量；极化指数采用10min和1min的绝缘电阻比值（R10min/1min）进行测量。
3 交流耐压试验采用正弦工频电源，耐电压值的持续时间，凡无特殊说明均为1min。
4 在进行与温度有关的试验时，应同时测试被试品和周围环境的温度。
电气试验时，被试品温度与周围环境温度不宜低于5℃、高于40℃。
5 进行电气试验前，被试品表面清理干净，要求被试品表面无灰尘等其它任何污物；被试品的耐压试验应在干净的环境里进行，要求试验场地不能有积水现象，不能有灰尘等污染。
三、试验过程1线棒安装前电气试验1.1 线棒安装前电气试验主要指对单根线棒进行试验，试验内容包括绝缘电阻试验、起晕试验和交流耐压试验。
1.2 线棒开箱后，检查线棒绝缘应无任何损伤。
进行电气试验前，应将线棒表面清理干净，要求线棒表面无灰尘等其它任何污物；线棒的电气试验应在干净的环境里进行，要求试验场地不能有积水现象，不能有灰尘等污染。
1.3 用2500V兆欧表进行单根线棒绝缘电阻试验，要求绝缘电阻值一般不应低于5000MΩ。
1.4 对抽样线棒进行交流耐压试验，单根棒的耐压值为31.37（2.75Un+2.5）kV，时间1min。
线棒进行耐压试验时，其直线部位应包以锡箔或铝箔作为电极，包扎长度为铁心长度加40mm（两端各20mm），且必须接地良好。
1.5 试验电压从不超过全值的一半开始，然后均匀地或以不超过全值的5%分段地增加至全值，试验电压由半值增加至全值的时间不小于10s（参见GB755）。
发电机定子泡水后的处理及试验分析
发电机定子泡水后的处理及试验分析XX电站在装好机组等待大坝蓄水发电时突发洪水，造成整个厂房被水淹没，水轮发电机定子、转子全部浸没在含有大量油污、泥沙的水中。
文章通过对该电站水泡过的发电机定子线圈进行处理的过程进行剖析，分析其成功处理定子的经验，为同行日后处理同样的发电厂水泡定子事故做一定的参考。
标签：绝缘；干燥；温度福建XX水电站装机容量为两台5000KW的灯泡贯流式机组。
在装好机组等待大坝蓄水发电时突发洪水，造成整个厂房被水淹没，水轮发电机定子、转子全部浸没在含有大量的油污、泥沙的水中。
事故发生后，如何对泡水后的水轮发电机定子进行处理，使其能正常工作？一开始，安装单位把机组拆开、清洗，做了简单干燥后对机组进行了回装。
回装后对机组测绝缘，只有0.5M？赘。
通知厂家到现场后，由于没有这方面的处理经验，机组反复处理了半个多月，绝缘还是没有上去。
后我们公司技术人员赶到现场，根据经验，花费四天时间完成了机组处理，并且试验合格，实现了机组安全并网发电。
现将机组在装好状态下的绝缘处理过程记录、分析如下：1 原安装单位按厂家要求的干燥处理經过：在安装单位把机组拆开、清洗，做简单干燥后对机组进行回装后，机组绝缘不达标情况下，安装单位请求厂家到现场协助处理。
在厂家的指导下，严格按照厂家要求，先进行清洗，再用直流焊机按照限额温度进行干燥。
依据规范，其限额为：（1）定子绕组表面温度不能超过85℃。
（2）定子铁芯温度最高不得超过90℃。
定子在温度为80℃干燥了半个月，干燥结束后对机组测绝缘，绝缘在80℃时达到200M，但等温度降到40℃时，绝缘下降到3M。
针对此现象，厂家认为是泥沙杂物没有清洗干净所致。
于是用电机专用清洁液或洗衣粉兑水清洗，再用清水清洗数次至表面污物完全清除为止。
清洗完毕后，再将定、转子静置2小时后对其进行烘干处理。
如此反复做了三次，现象依旧，每次干燥结束在高温下绝缘都很好，但是一旦温度降下来，绝缘也随之降下来了。
发电机定子绕组绝缘监督
发电机定子绕组绝缘监督1 外观检查发电机定子绕组十分娇贵，工艺要求十分严格，在运输保管过程中易发生各种损坏现象。
因此，很有必要进行开箱检查，及早发现线棒是否有变形、绝缘破损、受潮等缺陷。
如有上述现象，应及时向监理工程师反映，由安装单位提出处理措施进行处理后方可进行验收。
2 发电机定子线棒试验2.1 定子线棒下线前试验定子线棒下线前试验包括绝缘电阻测试、交流耐压试验、起晕试验、介损测量等项目。
2.1.1 线棒绝缘电阻测试2.1.1.1 试验目的绝缘电阻测试主要是检查线棒的绝缘状况,如受潮、绝缘损坏、裂纹等贯穿性缺陷，是判断线棒是否合格的重要指标之一。
2.1.1.2 试验标准应使用2500V兆欧表进行测量,要求冷态下每根线棒的绝缘电阻不得小于4MΩ。
绝缘测试结果见表1。
2.1.2 线棒交流耐压试验2.1.2.1 试验目的交流耐压试验是检测线棒质量一道严格的工序。
主要考验线棒的抗电强度,保证运行电压下的绝缘水平,发现集中性的局部缺陷,如局部损伤、受潮、气泡等。
交流耐压试验是一种破坏性试验，对线棒的损坏具有累积效应。
因此应严格控制耐压次数，延长线棒使用寿命。
2.1.2.2 试验标准试验电压为2.75倍额定电压加2.5kV。
即Us=2.75×15.75+2.5=45.8 (kV)耐压时间为1分钟，耐压过程中不应出现闪洛放电及绝缘击穿（破压）现象。
2.1.3 线棒起晕试验2.1.3.1 试验目的定子绕组的绝缘，在运行电压下常在绝缘内部的空隙中、处槽口、通风道附近和端部的绝缘表面产生电晕放电现象。
电晕放电产生腐蚀和化学降解，导致绝缘性能裂化直至损坏，是促使发电机绝缘迅速老化的重要原因之一。
绝缘的耐电晕性能对定子绕组的长期安全运行有重要影响，是发电机绝缘的重要性能指标。
测量单根线棒的起晕电压，检查线棒防晕层（半导体层）有无破损。
如起晕电压低于标准要求，将会在运行电压或过电压的作用下产生电晕放电，引起严重的电晕损耗，对线棒绝缘产生电腐蚀，损坏线棒绝缘。
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水轮发电机定子线圈绝缘试验项目及标准探讨水轮发电机定子线圈绝缘试验项目及标准探讨邹祖冰1 ，陈铁2 (1.中国长江三峡集团公司,四川成都610041；2.三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室，湖北宜昌443002 ) 摘要：目前，水轮发电机定子线圈的额定电压和单机容量已分别达到了26 kV和1 000 MW，但是缺乏相应等级下进行定子线圈绝缘性能测试的国家标准和国际标准。
对26 kV以下电压等级的水轮发电机定子线圈绝缘性能实验的标准及规范进行了总结和分析，在此基础上，结合国内外高电压等级线圈的生产制造经验及其运行实践，探索性地提出了26 kV巨型水轮发电机定子线圈的常规试验项目和型式试验项目的标准建议。
成果可以为巨型水轮发电机定子线圈绝缘性能实验标准的出台提供参考。
关键词：试验标准；定子线圈；绝缘性能；绝缘试验；大型水轮发电机1 研究背景一般而言，都需要对水轮发电机组的定子线圈绝缘及其耐受电压进行试验。
目前，水轮发电机组的容量已经达到了1 000 MW，定子线圈的额定电压已达到了26 kV[1-2]，然而，针对这类电压等级的发电机组定子线圈的绝缘性能试验，目前还缺乏相应的国家标准。
本文总结了现有的国家标准和国际标准，并结合国内外对高电压等级水轮发电机组线圈的研制及其积累的试验经验，探索了大型水轮发电机组定子线圈常规试验和型式试验的一些试验项目及试验标准，以适应巨型水轮发电机的发展。
2 绝缘性能常规试验绝缘性能的常规试验项目包括表面电阻、电晕、工频耐压和介质损耗等[3-4]。
针对高电压等级的水轮发电机组，主要讨论电晕试验、工频耐压试验和介质损耗试验。
2.1 电晕试验现行国家标准规定[5-6]：① 定子单根线圈在1.5倍额定电压下，不应起晕;② 整机在1.05倍额定电压下，端部应无明显的晕带和连续的金黄色亮点。
针对第一种情况，目前国内装机700 MW，额定电压为20 kV和23 kV水轮发电机的运行实践表明：定子线圈上存在已经发生电晕现象的情况。
对该水轮发电机组重新进行电晕试验时发现，当电压升高到1.5倍额定电压时，并没有观察到定子线圈的电晕现象；当电压升高到2倍额定电压时，才发现有微弱的电晕现象。
显然，针对目前的设计和制造工艺，采用1.5倍的额定电压考核单根线圈的电晕，明显偏低。
针对第二种情况，电网要求水轮发电机组在1.1倍的额定电压条件下能够长期运行，而且目前巨型水轮发电机组的定子线圈都是在工地下线安装，工地的工作环境无法与工厂的试验室相比，因此应当将整机耐压的电压水平适当提高。
综合上述因素，结合国内外的工程实践，针对大型水轮发电机组定子线圈的电晕试验标准，提出如下建议：在1.5倍的额定电压下，单根定子线圈不应起晕；进行整机耐电压试验时，在1.1倍的额定电压下，端部应无明显的晕带和连续的金黄色亮点。
2.2 工频耐压试验工频耐压试验是在一定的电压条件下定子线圈耐过1 min的时间，旨在考验定子线圈的整体绝缘性能。
根据现行标准，对于成品单根线圈，工厂1 min的工频耐压为≥2.7倍的额定电压+6.5 kV；单根定子线圈在下线之前，按每台机组线圈总数的5%进行抽样试验，线圈能安全承受不低于2.75倍的额定电压+2.5 kV的工频试验电压1 min。
单根定子线圈在嵌入槽下层后的联接之前，应对其进行试验，能安全耐受不低于2.5倍的额定电压+2.0 kV的工频试验电压1 min。
上层线圈下线后，打完槽楔与下层线圈一起试验，应能安全耐受不低于2.5倍的额定电压+1.0 kV的工频试验电压1 min。
当全部绝缘处理工作结束以后，完整的定子绕组应能安全地耐受不低于2倍的额定电压+3 kV的工频试验电压，试验时间为1 min。
根据国内容量为700 MW级、额定电压为20 kV和23 kV的水轮发电机组定子线圈的工程实践，建议定子线圈的工频耐压在表1中所列出的数据下能够持续1 min。
表1 定子线圈工频耐压kV项目成品线圈嵌装前下层线圈嵌装后定子安装完成整机完成条式线圈2.75UN+6.52.75UN+2.52.5UN+2.02.0UN+1.00.8×(2.0UN +1.0)圈式线圈2.75UN+6.52.75UN+2.52.0UN+1.0水直接冷却条式线圈2.75UN+6.52.75UN+2.52.5UN+2.02.0UN+6.0(无水)2.0UN+1.0(有水) 注：UN为额定电压。
2.3 介质损耗测量一般情况下，用介质损耗角的正切值来评定绝缘介质在某一电压范围内的老化状况[2]。
通常，tanδ和Δtanδ代表绝缘的平均老化水平。
在设备出厂的检查和运行中，介质损耗测量是必做的试验项目。
线圈直线段绝缘良好、无缺陷时，tanδ在一定的电压范围内基本上不会随着电压的增加而出现明显的变化，增加量一般很小。
防晕保护层部分随着电压的变化等，其容性电流变化会比较明显，因此，tanδ随着容性电流的变化而变化，从而使得测试结果不准确。
目前有两种测量方式，一种是采用完全屏蔽法，具体参数列于表2；第二种是采用包括防晕层的非完全屏蔽法，具体参数列于表3。
表2 完全屏蔽法常态介质损失角正切值及其增量要求试验电压/kV介质损失角正切值及其增量指标/%0.2×UNtanδ≤1.00.2～0.6UNΔtanδ=tanδ0.6UN-tanδ0.2UN≤0.5 注：UN为额定电压。
3 绝缘性能型式试验3.1 工频击穿试验工频击穿试验是大型水轮发电机组定子线圈绝缘性能考核的重要试验项目，对于高电压等级的水轮发电机组而言尤为重要[3]。
在IEC 标准和国家标准中，工频击穿试验是新设计的定子线圈必须进行的试验项目[7]。
表3 非完全屏蔽法常态介质损失角正切值及其增量要求试验电压/kV介质损失角正切值及其增量指标/%0.2UNtanδ≤1.50.2UN～0.6UNΔtanδ=tanδ0.6UN-tanδ0.2UN≤0.5 注：UN为额定电压。
在国家标准中，对定子线圈绝缘的工频击穿电压试验方面的要求是：定子线圈绝缘的工频击穿电压不应小于5.5倍的额定电压，一般为5.5～6.0倍的额定电压。
在试验过程中，可以采用快速升压和慢速升压两种方法进行试验。
在快速升压的试验方法中，从加压开始计时，发生击穿的时间最好在10～20 s以内。
升压速度可以在100，200，500，1000，2000 V/s和5000 V/s等，IEC60296标准中推荐选择2000 V/s。
根据理论分析结果以及试验情况，针对电压等级为18～26 kV的大型水轮发电机组来说，如果选择低升压速率，建议不要超过3 kV/s，则击穿电压值选择5.5～6.0倍的额定电压；如果选择高升压速率，建议选择5～10 kV/s，则击穿电压值选择6.0～6.5倍的额定电压。
3.2 电热老化试验电热老化试验是通过模拟定子线棒真机运行工况，来考核定子线棒主绝缘的耐电热综合因素的性能，得出其电热老化的寿命，从而评定线棒绝缘结构在实际运行条件下的耐电热老化的水平[4-5]。
电热老化试验更接近于定子线棒的运行环境条件，可优化绝缘结构的设计，指导实际生产，降低成本，提高经济效益。
IEEE 1553-2007标准规定：额定电压为22 kV及以下的水轮发电机组线圈和定子线棒的电热老化试验温度为发电机设计层间温度的最高值[8]。
国内一般是采用制造厂的企业标准或IEEE 1553-2007标准，没有统一的标准规范。
对电热老化方面的要求列于表4。
表4 电热老化要求额定电压/kV试验要求A(电压/时间)试验要求B(电压/时间)18.039.1kV/≥400h≥43kV/≥250h19.041.2kV/≥400h≥43k V/≥250h22.0≥43kV/≥400h≥43kV/≥250h 根据国内外定子线棒电热老化试验的实际经验，试验分两步进行：首先进行电老化试验，然后进行电热老化试验。
按照国内F级绝缘材料B级考核的规定，电热老化试验的试验温度为120℃。
(1) 电老化试验时。
在3倍的额定电压下试验时间不得低于10 h，在2倍的额定电压下的试验时间不得低于500 h；冷热循环试验后，在室温条件下，在2倍的额定电压下试验时间不得低于400 h。
(2) 电热老化寿命。
对于24 kV的线圈，一般试验条件和要求为47.4 kV/120℃≥400 h；对于26 kV的线圈，一般试验条件和要求为56 kV/120℃≥400 h。
冷热循环试验完成之后，对于24 kV的线圈，一般试验条件和要求为44.5 kV/120℃≥250 h；对于26 kV的线圈，一般试验条件和要求为52.6 kV/120℃≥250 h。
3.3 冷热循环试验为验证定子线棒新的绝缘结构，借助于冷热循环试验来模拟发电机频繁启停机和负荷的大幅变换。
该项试验对于检验定子线棒主绝缘的耐机械和温度等劣化能力、保证发电机的安全稳定运行，具有重要的意义[5，9-10]。
然而，目前国内还没有电机冷热循环试验方面的相关规程规范，因此，试验时一般是采用制造厂的企业标准或IEEE1310标准。
根据IEEE 1310-2012标准中推荐的试验方法，测试下限温度是40℃、上限温度为绕组的温度限制，因此，推荐的冷/热温度速率平均为2.5℃(±1.0℃)/min[9]。
例如，对于F级的绝缘绕组，一个热循环是从40℃升高到155℃，然后降低到40℃。
在92 min内完成一个热循环。
升/降温的速率为2 ×(155℃ - 40℃)/ t = 2.5℃±1.0℃的平均时间为92 min、最短时间为66 min、最长时间为153 min，循环次数为500次。
循环完成之后，再进行介损测量、尺寸检查、发空检查、表面电阻测量以及局部放电测量。
在实际操作过程中，针对目前所采取的温度控制手段条件下，为了尽快地发现定子线棒的质量缺陷，本文对试验方法进一步进行了规范。
具体做法为：在30～45 min内，将线圈加温至150℃±5℃；在30～45 min内，将线圈降温至40℃，试验周期为500个。
在第0，50，100，250个和500个周期结束后，分别进行介损测量、尺寸检查、发空检查、表面电阻测量以及局部放电测量，并对各个参数的变化情况进行比较分析，以此来判断线圈绝缘耐受冷热循环的能力，要求各参数在试验前后应无明显变化。
4 结论本文基于大型水轮发电机组的工程实践经验和国内、国际标准的实际应用情况，对大型水轮发电机组的定子线圈绝缘性能试验项目以及试验标准进行了初步的探讨分析，根据分析结果，推荐了绝缘性能试验项目和标准，归纳总结如下。
(1)电晕试验。
单根定子线圈应在1.5倍的额定电压下不起晕，整机耐电压试验时，在1.1倍的额定电压下，端部应无明显的晕带和连续的金黄色亮点。