低压电机定子绝缘老化应力分析及寿命预测的研究∗

骆东松 胡晓盼

（兰州理工大学电气工程与信息工程学院 兰州 730050）

1 引言

定子是电机的重要组成部分，也是影响电机寿命及可靠性的关键部件。定子绝缘在长期运行过程中，受到热、电、机械和其他因素的影响而发生绝缘老化和损伤，使其丧失绝缘能力，最终导致绝缘击穿。约有超过1/3的电机事故是由定子绝缘系统引起的，而且绝缘事故本身具有设备损坏大、修复难度高的特点，为此评定电机定子绝缘状态和预测定子绝缘剩余寿命具有重要的意义。

20世纪七八十年代以来，国内外一些研究机构和专家学者提出了关于设备使用寿命评估技术。文献［1］介绍了一种通过分析绕组绝缘电阻变化情况预测电机剩余寿命的方法；文献［2］采用经验概测法提出电机热老化损失率；文献［3～5］提出了大型高压电机可以通过计算剩余击穿电压从而预测电机绝缘寿命的方法，但都未提出针对低压电机定子绕组绝缘的寿命预测方法。

2 定子绝缘老化应力

低压电机在运行中，定子绕组会受到各种应力的影响，包括热、电气、环境和机械应力，称之为TEAM应力［6］。国内外已经对电机定子绝缘的状态监测、故障诊断和寿命预测进行了许多研究［7～15］。定子绕组试验主要包括直流耐压试验、交流耐压试验、电容量测试、介损测试和局部放电试验等。常见的绝缘老化诊断参数有绝缘电阻和极化指数、电流增加率、电容增加率、介损增加率、最大局部放电量等。

2.1 热应力对定子绝缘的老化影响

热应力老化是指当电机在高温状态下运行时，超过一定的极限温度后，线圈主绝缘会出现龟裂、分层化和挥发等现象，从而产生化学反应，导致绝缘材料物理与化学性质的变化。……