摘要：发电机的耐压绝缘试验是评估柴油发电机组绝缘系统性能、可靠性和耐受过电压的能力，以确保柴油发电机组在长期运行和突发过电压情况下的安全。其试验方法主要分为交流耐压试验和直流耐压试验两大类，两者各有优缺点，在实际应用中常常是配合使用，互为补充。通过试验分析，可以及时发现并解决潜在的绝缘问题，延长设备的使用寿命。在进行测试时，需要注意环境条件、测试设备的选择以及测试后的结果分析。

 

一、主要试验方法

 

1、直流耐压试验

（1）原理：使用高压直流发生器对发电机绕组施加一个较高的直流电压，并持续规定的时间。

（2）试验步骤（以定子绕组为例）：

① 断开连接：将发电机与电网、励磁系统、互感器等所有设备完全断开，并对绕组充分放电接地。

② 接线：将直流高压发生器的高压输出端接至待试绕组，非试绕组、铁芯及机壳均可靠接地。

③ 分级升压：以均匀缓慢的速度（例如不超过1 kV/s）将电压从零升至规定的试验电压。通常分阶段升压（如0.5Un,1.0Un,1.5Un...），并在每级停留1分钟，读取泄漏电流值。

④ 持续耐压：在达到规定的最高试验电压后，开始计时，通常持续10分钟。

⑤ 降压与放电：时间到后，迅速将电压降至零，然后切断电源，并使用放电棒对试品进行充分放电。

（3）优点：

① 设备轻便：所需试验设备容量小，体积小，便于现场使用。

② 易于发现端部缺陷：由于没有电容电流，泄漏电流很小，容易发现绕组端部的绝缘缺陷。

③ 对绝缘损伤小：直流电压下绝缘内部不易产生电离，对绝缘的累积损伤较小。

（4）缺点：

① 电压分布不均：直流电压在绕组上的分布与交流不同，取决于电阻率，不能完全模拟运行时的真实电场分布（交流下取决于电容）。

② 可能遗漏某些缺陷：对存在于槽内或绝缘内部的、与电场分布密切相关的缺陷可能不敏感。

2、交流耐压试验

（1）原理：对发电机绕组施加一个工频（50Hz）交流高压，持续规定的时间，以模拟运行中承受的过电压情况。接线如图1所示。

（2）试验步骤：

前期准备与直流试验类似。

① 接线：使用工频交流耐压试验装置（包括调压器、试验变压器、测量和保护系统）。

② 升压：从零开始，以平稳的速度升至规定的试验电压。

③ 持续耐压：在达到规定电压后，开始计时，通常持续1分钟。

④ 降压：时间到后，迅速均匀地将电压降至零，然后切断电源并放电。

（3）优点：

① 真实性高：试验电压的波形、频率和在被试品上的分布都与发电机正常运行时的状况一致，能最有效地发现绝缘弱点。

② 考核全面：对槽内、槽口及端部等各种位置的绝缘缺陷都有良好的检出效果。

（4）缺点：

① 设备笨重：对于大容量的发电机，其电容电流很大，需要容量巨大的试验变压器和调压器，设备非常笨重，现场使用不便。

② 对绝缘有累积效应：交流高压可能会对已有的绝缘弱点造成进一步损伤。

3、超低频交流耐压试验（0.1Hz）

这是一种为了克服工频交流试验设备笨重缺点而发展起来的方法。

（1）原理：使用0.1Hz的超低频交流电压代替50Hz工频电压进行试验。

（2）优点：由于频率极低，电容电流大大减小（仅为工频的1/500），因此试验设备的容量和体积可以做得非常小，兼具了直流设备的轻便性和交流试验的真实性。

（3）应用：特别适用于现场对大型发电机、电缆等大电容试品进行耐压试验。

 

图1  发电机交流耐压绝缘试验接线图

 

二、试验标准和注意事项

 

试验电压的取值、持续时间等必须严格遵守国家标准（GB）、电力行业标准（DL）或国际标准（如IEC标准）。例如，对于不同电压等级和类型的发电机（新机、运行中、大修后），其交流耐压试验电压值通常在(1.3~2.0)*额定电压之间，具体数值如表1所列。

表1  发电机的耐压绝缘的试验项目和标准

1、试验注意事项

要确保试验的安全有效，以下是一些必须遵守的通用注意事项：

（1）试验前提条件：试验前，务必确保发电机与电网、励磁系统等完全断开，并执行充分放电并可靠接地。检查发电机本体及周边环境，例如在测量定子绝缘时，需确保发电机处于静止或盘车状态，对于氢冷发电机要充氢至额定压力，水冷发电机则要投入定子冷却水且冷却水导电度在0.2μS/cm左右。

（2）过程安全监控：设立警戒区并有专人监护。升压过程应平稳均匀（例如1kV/s的速率），采用阶梯升压方式并在每级停留读取数据。密切监视仪表和发电机状态，若出现异常响声、异味、烟雾、数据剧烈波动或击穿现象，应立即降压停电。对于空冷机组，外观监视能发现仪表反映不出的表面电晕或放电。

（3）环境与数据考量：绝缘电阻等参数受环境温湿度影响显著。应记录环境条件，并将测量结果与设备的出厂数据、交接试验数据及历年数据进行比较分析，趋势性变化往往比单一绝对值更能说明问题。

（4）人员与设备安全：操作人员需具备相应资质和经验。所有试验设备、接线及接地都必须正确、牢固、可靠。例如，使用绝缘电阻测试仪时，需确保其满足相应的电气安全等级（如IEC 61010-1 CAT IV）。

2、试验方法的选择与配合

在实际工程中，通常采用“直流耐压+交流耐压”的组合策略：

（1）常规预防性试验：通常先进行直流耐压及泄漏电流测试，因为它设备轻便，可以作为初步筛查，有效发现端部缺陷。通过分析泄漏电流随电压变化的曲线，可以判断绝缘的整体状况。

（2）关键节点试验（如交接、大修后）：在直流试验通过后，必须进行交流耐压试验作为最终的、权威的绝缘强度考核。这是发电机能否投入运行的“通行证”。

（3）0.1Hz超低频交流耐压在很多标准和现场实践中，已被认可可以替代工频交流耐压试验，尤其是在工频试验设备难以满足要求的场合。

 

总结：

发电机耐压试验是发电机现场安装后绝缘状况是否良好的检查项目，发电机交流耐压试验为了鉴定电力设备发电机的绝缘强度。其中，交流耐压试验是发电机绝缘试验项目之一，它的优点是试验电压和工作电压的波形，频率一致，作用于绝缘内部的电压分布、绝缘击穿性能完全适用发电机的工作状态。发电机的耐压绝缘试验必须在有经验的人员指挥下进行，设立明显的警戒区，并有专人监护，同时试验前后都必须对试品进行充分放电并接地。通过科学地组合运用这些试验方法，可以全面、有效地评估发电机的绝缘状态，为电力系统的安全稳定运行提供坚实保障。

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