绝缘结构热老化试验标准

对绝缘结构而言，有许多补充IEEE std 1的标准，其中的一些是应用于所有绝缘结构热评估的通用标准，而数量仍在不断增加的是针对特定设备类型（如定子、转子绕组）的专注于热老化的标准。通用标准包括IEEE 99——电气设备绝缘结构热评估测试准备工作推荐实施方法。绝缘结构的IEC通用标准是IEC60505——电气绝缘结构的评估和鉴定^[3]。IEC相关的特定标准为

•IEC 60610——电气绝缘结构功能评估的基本因素：老化机理和诊断方法

•IEC 60611——电气绝缘结构热耐受性评估试验方法准备工作导则

•IEC 62114——热分级

在IEEE和IEC逐渐增加的标准目录中，有些是关于旋转电机绕组绝缘结构的热评估和热分级的标准。在IEEE中包括

•IEEE 117——散嵌绕组交流电机绝缘材料结构的评估试验方法

•IEEE 304——直流电机绝缘结构的评定和分级的标准试验方法

•IEEE 1107——采用散嵌绕组定子线圈的交流电机封闭式绝缘结构的热评估推荐方法（注意，这是个有望废除的标准，其内容会成为IEEE 117中的一个附录）

•IEEE 1776——15kV及以下采用成型绕组预绝缘定子线圈交流电机密封式或未密封绝缘结构的热评估推荐方法（这是旧版IEEE 275和429的合并版本）(www.xing528.com)

相关的IEC标准是IEC 61857-2热评估方法第21部分：通用模式的特殊要求散绕绕组适用。在成型定子绕组的热分级方面，IEC 60034-18-31等同于IEEE 1776。IEC 60034-18-21与IEEE 117类似，用于对散嵌绕组定子进行分类。

IEEE 1776是一个加速老化试验确定成型绕组定子线圈绝缘结构热等级的例子^[30]。这个标准描述了线圈样本（称作成型绕组模型）的特性，这些线圈样本用于建立线圈绝缘结构的模型。成型绕组模型是具有匝间和对地绝缘的特制线圈，安装在模拟部分定子铁心的框架上（见图2.2）。典型的长度仅为0.3m，形状近似于菱形。和普通线圈的铜匝线串联不同，成型绕组模型线圈每匝均独立引出，以便于匝间测试。评估一个待评绝缘结构时，典型的做法是制造许多成型绕组模型，预留2个成型绕组模型在非老化试验条件下做破坏性试验。每个成型绕组模型有3个或4个线圈。有时使用互不连接的6或8根线棒。在周期性耐压试验期间，试验标准推荐采用4个不同的试验温度，用烘箱加热。因而，每个温度下要用1/4的成型绕组模型。对于一个期望被定为F级的待评绝缘结构，典型的试验温度和试验周期为：160℃，49天；180℃，4天；200℃，2天；220℃，1天。在每一个热老化周期后，成型绕组模型要经受机械应力的考验，随后是湿度的考验，最后以基于额定线电压水平的电压考验结束。典型的情况是，整个试验作如此设计：在大多数样本发生加压故障前，需要10个周期的加热老化和诊断考验。

图2.2 耐热试验后的包含4个多匝线圈的成型绕组模型（来源：Eltek实验室）

按照IEEE 1776，对于一个想要定为F级的待评绝缘结构，其耐热曲线图应该有这样的结果：待评结构与基准结构严格按照同样的方式进行试验，待评结构持续无故障时间等同或者长于已在实际运行中具有令人满意寿命的基准绝缘结构。不过，如第2.2.1节所述，用与基准结构对比的方式对待评结构进行分级，其不足之处在于，几乎没有基准结构在服役期间的实际运行温度接近设计的最大温度。

IEEE 117是一个类似的用于散嵌定子绕组的热老化试验标准。其用一个安装在模拟槽中由模型线圈组成的“散嵌绕组模型”进行试验。为测定一个绝缘结构的寿命，IEEE 177通常采用10个或更多的热老化周期，每个老化周期之后紧接着在振动桌上振动，随后在一特殊小室内置于在100%的湿度下结露。经过预定时间后，绝缘被潮气浸透，对其施加过电压。对于那些线圈被击穿的特殊样品，试验终结，而那些未击穿的线圈被送回到几个不同的带有循环空气的烘箱中，分别保持在几个不同的温度下持续一段时间，再进行另一周期的热老化试验。对于热老化的加速过程来说，人们想要的是最低老化温度（同时热考验时间最长），应当在合格绝缘结构要求的最高运行温度之上高出5～15℃。其余2～3个老化温度应该至少比最低老化温度高20℃。与IEEE 1776一样，IEEE 117也要求待评结构的试验结果必须与经历类似试验的基准结构进行比较。

在IEC 60034第18部分，第1、21和31节内，有一套适用于几种型式旋转电机的可比较标准。通常，各种的老化试验标准之间，仅在试验模型特性和诊断试验的细节上有所不同。

美国保险商实验室（Underwriters Laboratories）也发布了基于IEEE标准的UL-1446及相关文件，描述了用于小型和中型散嵌绕组电机以及成型绕组电机的待评绝缘材料和绝缘结构的热试验方法。