电机组装前电气试验检查规范

这一期为大家介绍下电机零部件的电气试验检测相关知识~~~

      为了保证组装后的整机电气性能合格，在组装前应对所要使用的电气部件进行电气性能检查。检查项目包括绕组对地和相间的绝缘电阻及耐交流电压、匝间绝缘、直流电阻，以及其他电气元件 （例如埋置的热敏元件、附加的加热带、制动电机的制动线圈等）绝缘及通断情况、电阻大小等。这些检查项目在对组装后的整机检查时还要进行。下面分别进行介绍。

测量绝缘电阻

仪表的选用：

      测量电机绝缘电阻的仪表称为兆欧表或者绝缘电阻表，有手摇 发电式和电子式两类。前者俗称“摇表”，其外形大体相同；后者 又称为“高阻计”，外形各式各样。兆欧表的规格是按其所发出的 电压额定值来确定的。电机试验常用的有250V、500V、1000V和 2500V 共 4 种。

      测量电机绕组绝缘电阻时，不同电压等级的电机应选用不同规 格的兆欧表。下表给出了选用的规定。

      测量埋置在绕组内和其他发热元件中的热敏元件等的绝缘电阻 时，一般应选用250V规格的兆欧表。

测试方法

手摇式兆欧表的出线端有三个，分别用字母L、G、E标志。接线时，L端应接被测绕组，E端接铁心或外壳，G端一般不用。测量时，手摇发电的转速应保持在120r/min左右；读数应在仪表 指针达到稳定以后读取，一般需摇测1min左右。

对电机的各相绕组，如果它们的两个线端都已引出，则应分别 测量每相绕组对铁心（或外壳）的绝缘电阻和各相绕组相互间的绝 缘电阻。试验时，不参与试验的绕组应与铁心（或外壳）可靠连 接。对已做好连接的三相绕组（如已接成丫形或△形），则只能测 量所有绕组对铁心（或外壳）的绝缘电阻。

为防止被测绕组在试验时的储存电荷电击，测量后，应将被测 绕组对地放电后再拆测量线。这一注意事项对较大容量的电动机更为重要。

测量结果的判断

一般用途电机绕组的考核标准：

      GB 14711《中小型旋转电机安全要求》中规定：低压电机的冷态（电机绕组温度与周围环境温度之差不大于 2K的状态被认为是冷状态）的绝缘电阻应不低于5MC,高压电机 的标准在技术条件中规定。就一般情况而言，温度越高，绝缘电阻越小。有资料给出了如下可供参考的冷、热态绝缘电阻换算公式:

小功率电动机绕组的考核标准

      在GB/T 5171《小功率电动机通用技术条件》中规定: 小功率电动机绕组的绝缘电阻在冷态时应不小于20M。

绕组耐交流电压试验

      耐交流电压试验是介电强度试验的习惯叫法，如无特殊说明, 应指耐正弦交流电压试验，简称耐电压试验。

所用试验仪和使用注意事项

      图为低压和高压电机耐交流电压试验设备主要组成部分的电路原理简图和实物示例图对试验设备及其使用的要求如下。

①显示试验电压的电压表必须接在升压变压器（T2）的高压 侧。可采用高压静电系电压表，也可通过电压互感器或专用测量线 圈接低压电压表。不允许利用变比的方式将低压电压表接在变压器 的低压端。

②当被试品击穿时，试验设备应具有声、光指示和自动切断 电路的功能，应有手动复位措施。

③试验设备应有可靠的接地装置，并且可靠接地。

④试验区域应有安全警示装置，如电铃和指示灯等。除控制 试验电压的试验人员能切断电源外，还应在其他位置设置可切断电 源的装置（如脚踏开关），并由另一名试验人员控制。

⑤升压变压器的高压输出端接被试绕组，低压端接地。

⑥被试电机外壳（或铁心）及未加高压的绕组都要可靠 接地。

      对额定电压为3kV及以上的电机，应加球隙保护装置，并在试验前按1.1倍试验最高电压调整好球隙，以达到对试品过电压 保护的要求。

试验方法和注意事项

①试验时，电压加在绕组和铁心（或机壳）之间（俗称“对 地"），以及各相绕组之间（俗称“相间”），对由不同绕组形成多个 极数的变极多速电动机，试验电压还要加在各极绕组之间（俗称 “极间"）。

②被试电机铁心（或外壳）及未加高压的绕组及其他电气元 件（如空间加热器和测温装置等）都要可靠接地。

③试验加压时间为Imin （有特殊要求者除外）。

④耐压试验电压值为（2U+1500）V,其中的U为被试电机的 额定电压，对多种额定电压的电机，应为最高额定电压值。

⑤试验时，加电压应从不超过试验电压全值的一半开始，然 后均匀地或每步不超过全值的5%逐步升至全值，这一过程所用时 间应不少于10s。加压达到1min后，再逐渐将电压降至试验全值 电压的一半以后才允许关断电源。

⑥为防止被试绕组储存电荷放电击伤试验人员，试验完毕, 要将被试绕组对地放电后，方可拆下接线。

⑦试验时，非试验人员严禁进入试验区；试验人员应分工明 确、统一指挥、精力高度集中，所有人员距被试电机的距离都应在 1m以上。

绕组匝间耐冲击电压试验

所用仪器的规格和试验原理：

      绕组匝间耐冲击电压试验所用仪器简称为“匝间仪"。其规格按输出最高电压（峰值）划分，常用的有3kV、5kV、6kV、10kV、12kV、30kV等多种。应按试验电压的大小和电机额定容量来选择仪器的规格。图中所示是几种国产匝间仪的外形。输出引线有三相四线和三相三线两种。

        试验时，仪器给两个绕组轮换着加相同波形和峰值的冲击电 压，并由示波器在其屏幕同一坐标系上显示这两个绕组的振荡衰减放电波形曲线。若这两个绕组的电磁参数（匝数、直流电阻、形 状、磁路参数、电容量等）完全相同，则其振荡衰减放电波形曲线 在幅值和振荡周期上都会完全相同，从而在屏幕上完全重合，即只 看到一条曲线；若这两个绕组的电磁参数不完全相同（如匝数不相 等、磁路磁阻不相等、电容量不相同等），则其振荡衰减放电波形 曲线就会有差异（或频率不同，或幅值不同），从而在屏幕上不完 全重合，即可看到两条不同的曲线。

交流低压电机散嵌绕组试验方法和试验电压值

      JB/T 9615. 1 «交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验方法》中所说的“低压电机”，是指额定电压为1140V及以下的中小型三相和单相交流电机。

试验接线方法：

①三相绕组6个线端都引出时，可按图3-38 a所示接法, 称为相接法，它较适用于无换相装置的匝间仪，需人工倒相。

②三相绕组已接成丫形或△形时，则可按图b、c、d、e所示方法接线。

③单相电动机可采用两台相同材料、相同工艺、相同规格的 电机，按图f所示的接线方法进行试验。对具有完全相同电磁参数的两套绕组的单相电动机(例如洗衣机用单相电动机), 可将本机的两套绕组互为标准绕组，进行对比试验。

冲击试验电压输入方向

      冲击试验电压的输入方向应根据运行时电源与电机接线端子的 实际接线方式进行选择。

①对具有一种额定电压的单速电机，若接线方向固定，冲击 试验电压应从接电源端子输入绕组；若其有多种接线方式而电源进 线方向不固定(例如可从U1、VI、W1端子进线，也可从U2、 V2、W2端子进线)，冲击试验电压应分别从可能的几种电源进线 方向输入绕组。

②对具有多种额定电压的单速电机，冲击电压应从每种额定 电压的接线方式及可能的几种电源进线方向输入绕组。

③对变极多速电机，冲击电压应从每种转速的接线方式及可 能的每种电源进线方向输入绕组。

试验时间

标准中一般规定施加冲击电压5次。但因这种规定较难掌握, 而试验时间略长对绕组无有害影响，所以一般控制在1〜2s之间， 有必要时，还可适当加长。

试验电压限值

      现行的《交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验限值》标准编号 为JB/T 9615.2。其中规定对组装后的电机试验时，所加冲 击电压(峰值)按式下计算，计算值修约到百伏。对于组装 前的电工部件，可参考制定相关标准，但行业内一般执行成品的 规定。

试验结果（显示波形）的判定原则

      从前面的有关叙述可知，当采用双绕组对比法进行试验时，若 两个绕组都正常时，两条曲线将完全重合，即在屏幕上只看到一条 曲线。

       但是，所谓的完全重合只是相对的，因为要想得到这一结果, 则两相绕组的直流电阻、电感量、磁路参数（包括铁心的尺寸和在 各个方向上的导磁性能、槽之间距离的一致性、绕组端部的形状以 及与附近机座或端盖之间的距离等）、电容量等均应完全相同，客 观地讲这是不可能做到的。所以，实际上只能做到“无较大差异”, 或者说“基本重合”。在JB/T 9615. 2中提到的材料和生产 工艺的少量差异就是指这些内容。

      若两条曲线不完全重合（严格地讲是未达到“基本重合”），则 有可能是被试的两个绕组存在匝间短路故障或电路、磁路参数等存在差异，也可能是仪器和接线方面的故障造成的。

绕组直流电阻的测定试验

      测量电机绕组的直流电阻是组装前检查电工部件质量不可缺少 的项目之一。各种类型的电机，测量方法基本相同。

在电机试验中测量绕组的直流电阻时，一般采用准确度不低于0.2级的直流电阻电桥或数字电阻表。测量1欧姆及以下的直流电阻时，若使用直流电阻电桥，应使用双臂电桥。

常用仪器的类型

直流电阻电桥

      测量电机绕组直流电阻最常用的仪器是直流电阻电桥。常用的 直流电阻电桥有两大类，一类称为单臂电桥，又称为惠斯登电桥, 另一类称为双臂电桥，又称为凯尔文电桥。这里的“臂”是指电桥 与被测电阻的连线，单臂是每端一条连线；双臂是每端两条连线。单臂电桥主要用于测量10欧姆。以上的电阻；双臂电桥则用于测量 11欧姆及以下的电阻。双臂电桥和单臂电桥相比，其优点是可以基本 消除引接线电阻产生的误差。

数显式直流电阻测量仪

      数显式直流电阻测量仪也较常用，其外形规格很多。这种仪表的工作原理一般基于测量直流电阻的“电流-电压法”(给被测电阻R两端施加一定的直流电压，用仪表测得电压U和电流值I,然后用欧姆定律公式R = U/I求得电阻值R)。和直流电阻电桥相比,它有使用方便、读数快捷的优势，在一定的测量范围内，还具有精 度高的优点；不足之处是，测量毫欧级电阻时的精度还不如电桥 高，另外，若测量操作时间较长，被测阻值会因通电所产生的温度 上升而变大。

绕组直流电阻的测量方法

      在测量绕组的直流电阻时，都要同时测量被测绕组的温度，若 电机处于实际冷状态，可用周围环境温度来代替绕组温度。

三相绕组的测量

      三相交流电机均有对称的三相定子绕组，对绕线转子异步电动 机，还有对称的三相转子绕组。当这些电机定子或转子三相绕组各 相的头尾端点都引出，或三相绕组已接成星形（丫形），但除三个 相线引出外，中性线也引出时，可以分别测量各相的直流电阻。

      当电机三相绕组已接成星形（Y）或三角形（△）,只引出3 条线时，则只能测量每两个线端之间的电阻（在有些文件中称为端 电阻，但习惯称为“线电阻”，这样与“线电压"、“线电流"两个 概念相呼应，有利于记忆和使用）。若需要得到每相的电阻值，则 需通过专用公式进行换算。

三相直流电阻相电阻与线电阻的换算

      当测量值为3个线电阻，需要将其换算成相电阻时，可根据需 要和测试数据的具体情况，决定采用下述两种办法之一进行换算。精确换算。设3个相电阻分别为Ru、Rv、Rw, 3个线电阻分别为 Ruv、Rvw、Rwu，并设 Rm = （Ruv+Rwu + Rvw ）/2 , 则3个相电阻和3个线电阻的关系为：

求取三相平均值的简单计算

      当实测三个线电阻的不平衡度较小时，允许使用下述简单的计算方法求取三相相电阻的平均值以下两式中，Rl为三个实测线电阻的平 均值。

对三相星接（丫）绕组，当实测三个线电阻的不平衡度不 超过±2%时

例如，对某一三相星接（Y）绕组，实测的三个线电阻分别为1.025、1.020。和 1. 024（其三相平均值为（1.025 + 1.020 + 1.024）0/3 = 1.0230,三相不平衡度为（1.020-1.023）/1.023 = -0.293%,未超过士 2%,则相电阻平均值应为0.5欧姆。

对三相角接（△）绕组，当实测三个线电阻的不平衡度不 超过±1.5%时

若将上述示例改为三相角接，则计算所得的三相不平衡度为 - 0.293%,未超过±1.5%的规定。此时三相相电阻平均值应为1.5*1. 02=1. 5345欧姆。

不同温度时导体直流电阻的换算

一般金属导体的直流电阻与其温度有一个固定的关系。这个关 系用式表示

三相接线的相序检查

      当对电机的相序或旋转方向有明确要求时，应检查其是否正 确。可采用假转子法或钢珠法。在试验时，定子应通过调压器或其 他设备提供(1/5)〜(1/4)额定电压、频率为额定值的电压，并应 在较短的时间内完成试验，以免因电流过大而使绕组过热。事先应确定电源的相序。

用假转子法检查相序和接线的正确性

      如图a所示，将一个转动灵活的微型轴承装在一根木 棒或塑料棒上，微型轴承即为一个“假转子”。给定子通已知相序的三相交流电后，将上述假转子放入定子内膛中。若该假转子能顺利起动并旋转起来，则它的旋转方向即为将 来真转子的旋转方向。由此可判定该定子三相出线相序是否正确。

若不能起动，可略提高电压，若仍不起动，或抖动而不转动, 则说明定子接线有错误。

钢珠法检查接线相序的正确性

      用一个直径10左右的废轴承钢珠，放入定子内膛中。定子通入三 相交流电后，用工具拨动钢珠，若它能紧贴定子内圆滚动起来，则说明三相绕组接线是正确的(但不能判定支路数是否正确)，它沿 定子内圆滚动的反方向是将来电机转子转动的正方向(此时钢珠本 身旋转的方向与电机转子转动的正方向是相同的)，此点应给与注 意，如图b所示。该方法所需电压比第一种方法要高，所以更应注意防止电机过热。

对埋置的热敏元件以及空间加热器的试验

      当为了防止过热烧毁电机绕组和相关部件，在电机绕组和其他 发热元件（如轴承）里埋置了热敏元件，以及为了防潮湿安装了空 间加热器时，应对这些热敏元件和空间加热器进行相关的检查和试 验，并达到要求方可进行组装。

电阻或通断情况的测量

（1）热敏元件

      一般情况下，测量热电偶型热敏元件的阻值时，测量所加电压 应不高于2.5V。

      在常温下，不同的热敏元件其阻值是完全不同的。例如，在 20°C时，Pt100型钳热电阻的阻值为108欧姆左右，K型热敏电阻的 阻值在130〜210欧姆之间，常闭型热敏开关则应是0或接近0。所以应根据所用的元件，按标准规定的数值来确定是否合格。热敏元件的阻值与温度的关系称为“分度”。

（2）空间加热器

      应根据所用加热器标定的阻值及误差范围来确定是否合格。若没 有标定的阻值，则可根据其容量P和额定电压U，利用R=U^2/P的关 系粗略估算得出（应考虑测量时的温度与使用温度对阻值的影响）。

绝缘电阻的测试

选用仪表和测试方法

      测量热敏元件的绝缘电阻时，一般应选用250V规格的兆 欧表。测量热敏元件及空间加热器的引出线与机壳以及绕组的绝缘电之间绝缘电阻的测试方法同对绕组的测量。试验时，热敏元件或空 间加热器的所有引出线应连接在一起接兆欧表的高压端（L端）。

考核标准

      在JB/T 10500. 1《电机用埋置式热电阻 第1部分: 一般规定、测量方法和检验规则》中4.2规定：热电阻的 常温绝缘电阻应不小于100兆欧。空间加热器的常温绝缘电阻应不小于5兆欧

耐交流电压试验

      如无专门规定，对埋置在绕组和其体发热元件（例如轴承）之 中的热敏元件以及空间加热器的耐交流电压试验，其方法和相关规 定与绕组的规定基本相同。

试验电压施加于上述元件引出线与电机铁心（或机壳）以及绕 组之间。试验时，所有引出线应连接在一起。施加的电压值一般规 定为1kV （另有规定的除外），历时1 min。试验中不击穿为合格。

全文完~