绕组绝缘失效模式分析
发布时间:2012/5/4 20:06:54 访问次数:1999
绕组的绝缘失效,可能是匝间绝缘、槽绝缘、相间AT3216-B2R7HAAT/LF绝缘中一种失效,也可能是三种失效的组合。统计表明,绕组的绝缘失效中,以相间绝缘击穿和槽绝缘击穿最为常见,匝间短路也占有一定的比例。
绕组电气失效主要是绝缘系统失效。绝缘系统的寿命分布一般可以用威布尔分布近似描述。温度、湿度、尖峰电压(特别是PWM控制的电机)、电磁力是导致绕组绝缘失效的主要原因。而设计中绕组线径、绝缘等级选择不当,加工过程中的绕组或引出线损伤,引线焊接材料不良等因素都将引起绝缘失效。
高温将加快绝缘材料的物理变化的化学反应速度,促迸绝缘老化。1930年Montsinger就提出了绝缘寿命与温度的10℃准则,即温度每上升10℃绝缘寿命就下降一半。后来的研究工作又对此作出修正,即A级绝缘温度每升高8℃,B级绝缘温度每升高10℃,H级绝缘温度每升高18℃,电机绝缘寿命将下降一半。上海电器科学研究所和上海电器技术研究所对中小型电机的绝缘可靠性开展了研究,证明环境温度和湿度是影响电机可靠性的重要因素:高温会加速绝缘老化、缩短绝缘寿命,使材料变形、绝缘电阻下降;湿度的增加会导致严重的表面腐蚀、绝缘击穿,电气强度平均值仅为原来的114~1/3。美国对高湿环境下分马力电机的绝缘系统进行了大量现场统计分析,发现此类电机使用寿命比预期的要短;从现场失效分析看,在施加电压情况下,绕组上的水使绕组提前发生开路或短路,这是电解腐蚀造成的。
微特电机绝缘失效的一个共同特点,就是所有绕组均有被水或油雾浸湿的现象。因为电机绕组封闭于机壳中,内腔的高湿度是在某种条件下逐步形成的渐变事件,油雾则是电机的轴承润滑产生的必然现象。油雾中的有害成分和电机内腔的空气中水分子对绕组绝缘的危害是一个缓慢、渐变的过程,使得绕组的绝缘性能退化并逐渐转化为绝缘损伤。也就是说,绕组的绝缘失效模式是一种在恶劣环境中累积损伤的模式。
表8.3给出了在相同的老化温度与老化时间的关系。不同绝缘等级下绝缘寿命与绝缘温度的关系曲线,如图8.9所示。
绕组的绝缘失效,可能是匝间绝缘、槽绝缘、相间AT3216-B2R7HAAT/LF绝缘中一种失效,也可能是三种失效的组合。统计表明,绕组的绝缘失效中,以相间绝缘击穿和槽绝缘击穿最为常见,匝间短路也占有一定的比例。
绕组电气失效主要是绝缘系统失效。绝缘系统的寿命分布一般可以用威布尔分布近似描述。温度、湿度、尖峰电压(特别是PWM控制的电机)、电磁力是导致绕组绝缘失效的主要原因。而设计中绕组线径、绝缘等级选择不当,加工过程中的绕组或引出线损伤,引线焊接材料不良等因素都将引起绝缘失效。
高温将加快绝缘材料的物理变化的化学反应速度,促迸绝缘老化。1930年Montsinger就提出了绝缘寿命与温度的10℃准则,即温度每上升10℃绝缘寿命就下降一半。后来的研究工作又对此作出修正,即A级绝缘温度每升高8℃,B级绝缘温度每升高10℃,H级绝缘温度每升高18℃,电机绝缘寿命将下降一半。上海电器科学研究所和上海电器技术研究所对中小型电机的绝缘可靠性开展了研究,证明环境温度和湿度是影响电机可靠性的重要因素:高温会加速绝缘老化、缩短绝缘寿命,使材料变形、绝缘电阻下降;湿度的增加会导致严重的表面腐蚀、绝缘击穿,电气强度平均值仅为原来的114~1/3。美国对高湿环境下分马力电机的绝缘系统进行了大量现场统计分析,发现此类电机使用寿命比预期的要短;从现场失效分析看,在施加电压情况下,绕组上的水使绕组提前发生开路或短路,这是电解腐蚀造成的。
微特电机绝缘失效的一个共同特点,就是所有绕组均有被水或油雾浸湿的现象。因为电机绕组封闭于机壳中,内腔的高湿度是在某种条件下逐步形成的渐变事件,油雾则是电机的轴承润滑产生的必然现象。油雾中的有害成分和电机内腔的空气中水分子对绕组绝缘的危害是一个缓慢、渐变的过程,使得绕组的绝缘性能退化并逐渐转化为绝缘损伤。也就是说,绕组的绝缘失效模式是一种在恶劣环境中累积损伤的模式。
表8.3给出了在相同的老化温度与老化时间的关系。不同绝缘等级下绝缘寿命与绝缘温度的关系曲线,如图8.9所示。
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