• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014

Группа Е60

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

     
     
МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

     
Часть 18-42

     
Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения

     
Rotating electrical machines. Part 18-42. Qualification and acceptance tests for partial discharge resistant electrical insulation systems (type II) used in rotating electrical machines fed from voltage converters



МКС 29.160

Дата введения 2016-03-01

     
     
Предисловие


Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного документа, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
MК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Азербайджан

AZ

Азстандарт

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2015 г. N 414-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2016 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TS 60034-18-42:2008* Rotating electrical machines - Part 18-42: Qualification and acceptance tests for partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II) used in rotating electrical machines fed from voltage converters (Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.


Международный документ разработан техническим комитетом по стандартизации ТС 2 "Вращающиеся машины" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Перевод с английского языка (en).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия - идентичная (IDТ)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет критерии оценки изоляционных систем обмоток статора (ротора) однофазных или многофазных электрических машин переменного тока, которые подвержены повторяющимся импульсным напряжениям, вырабатываемым преобразователями с ШИМ, и которые должны выдерживать воздействие частичных разрядов (ЧР) в течение всего срока службы. Стандарт описывает электрические квалификационные и приемочные испытания на представительных образцах, которые должны подтверждать их пригодность для работы с преобразователями напряжения.

Настоящий стандарт не распространяется на:

- вращающиеся электрические машины, использующие преобразователь только для пуска;

- электрооборудование систем транспорта.

Примечание - Хотя настоящий стандарт связан с преобразователями напряжения, признается, что существуют и другие преобразователи, которые могут генерировать повторяющиеся импульсы напряжения. Для таких преобразователей, если необходимо, может быть использован аналогичный подход.

2 Нормативные ссылки


Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


IEC 60034-18-1:2010 Rotating electrical machines - Part 18-1: Functional evaluation of insulation systems - General guidelines (Машины электрические вращающиеся. Часть 18-1. Функциональная оценка систем изоляции. Общие руководящие указания)

IEC 60034-18-32 Rotating electrical machines - Part 18: Functional evaluation of insulation systems - Section 32: Test procedures for form-wound windings - Electrical evaluation of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV (Машины электрические вращающиеся. Часть 18: Функциональная оценка систем изоляции. Раздел 32: Методики испытаний шаблонных обмоток. Оценка электрических характеристик систем изоляции, используемых в машинах мощностью до 50 МВА включительно и напряжением 15 кВ)

IEC 60034-18-41 Rotating electrical machines - Part 18-41: Qualification and type tests for Type I electrical insulation systems used in rotating electrical machines fed from voltage converters (Машины электрические вращающиеся. Квалификационные и типовые испытания электрических изоляционных систем типа I, используемых во вращающихся электрических машинах, питающихся от преобразователей напряжения)

IEC 60216-3 (Электрические изоляционные материалы. Термическая стойкость. Часть 3. Инструкция по расчету характеристик термической стойкости)

IEC 61251 (Электрические изоляционные материалы. Оценка стойкости по отношению к напряжению переменного тока. Введение)

IEC 61800-4 (Силовые регулируемые электрические приводы. Часть 4. Общие требования. Номинальные данные для силовых электроприводов переменного тока напряжением свыше 1000 В и менее 35 кВ)

IEC 62068-1 (Электрические изоляционные системы. Электрические воздействия, производимые повторяющимися импульсами. Часть 1. Общий метод оценки электрического сопротивления)

IEC 62539 (Руководство по статистическому анализу данных об пробоях электрической изоляции)

3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 коэффициент увеличения напряжения (voltage endurance coefficient) n: Экспонента инверсной силовой модели или экспоненциальная модель, по которой определяется связь между сроком службы изоляционной системы и амплитудой воздействующего на нее напряжения

3.2 срок службы (life): Время работы до повреждения (отказа)

3.3 материал для выравнивания электрической напряженности (stress grading material): Материал, обычно имеющий нелинейную характеристику активного сопротивления, применяемый для лобовых частей обмотки статора с целью уменьшения максимального значения электрической напряженности.

3.4 материал для антикоронарного покрытия (corona protection material): Материалы, используемые для покрытия стержней обмотки в пазовой части сердечника статора для избежания ЧР в пазу.

3.5 время нарастания импульса (impulse rise time) tГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Время нарастания импульса от 0% до 100% (см. рисунок 1).


Примечание - Пока не оговорено иное, это время равно 1,25 времени увеличения напряжения от 10% до 90%.


Рисунок 1 - Параметры импульса напряжения


Рисунок 1 - Параметры импульса напряжения

3.6 электроизоляционная система (electrical insulation system): Изоляционная структура, содержащая один или более электроизоляционных материалов вместе с соответствующими проводящими частями, применяемыми в электротехническом устройстве (см. IEC 62068-1).

3.7 (электрическая) напряженность [(electric) stress, В/мм]: Напряженность электрического поля.

3.8 номинальное напряжение (rated voltage) UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Величина, обычно определенная производителем для определенных рабочих условий машины.

3.9 основная частота (fundamental frequency): Частота в спектре, полученная с помощью преобразования Фурье периодической временной функции, с которой соотносятся все частоты спектра.

Примечание - В настоящем стандарте под основной частотой напряжения на зажимах машины понимается частота, определяющая ее скорость вращения при питании от преобразователя.

3.10 установившееся значение импульсного напряжения (steady state impulse voltage magnitude) UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Конечное значение импульса напряжения (см. рисунок 1).

3.11 пиковое (импульсное) напряжение [peak (impulse) voltage] UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Максимальное численное значение напряжения, достигаемое униполярным импульсом (UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения на рисунке 1).


Примечание 1 - Для биполярных импульсов это напряжение равно половине межпикового напряжения (см. рисунок 2).

Примечание 2 - Межпиковое напряжение UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения показано на рисунке 2.

3.12 перенапряжение (voltage overshoot) UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Величина пикового напряжения по отношению к установившемуся значению импульсного напряжения (см. рисунок 1).

3.13 частота повторяемости импульсов напряжения [impulse repetition frequency]: Среднее число импульсов напряжения в единицу времени, генерируемых преобразователем (частота переключения).

3.14 скачок напряжения (jump voltage) UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Изменение напряжения на зажимах машины в начале каждого импульса при питании его от преобразователя (см. рисунок 3).

3.15 межпиковое импульсное напряжение (peak to peak impulse voltage) ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Напряжение между пиками на частоте импульсов (см. рисунок 2).

3.16 межпиковое напряжение (peak to peak voltage) UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения: Напряжение между пиками на основной частоте (см. рисунок 2).

3.17 частичный разряд (ЧР) (partial discharge): Электрический разряд, который только частично перекрывает изоляцию между проводниками.

Примечание - Он может произойти внутри изоляции или вблизи проводника.

4 Эффекты, возникающие при работе от преобразователя частоты

4.1 Напряжение на зажимах машины, получающей питание от преобразователя


Время нарастания выходного напряжения современных преобразователей находится в пределах 50-2000 нс благодаря характеристикам полупроводниковых коммутаторов. Напряжение на зажимах машины, получающей питание от преобразователя, зависит от нескольких характеристик силового привода (см. IEC 61800-4), таких как:

- рабочее линейное напряжение преобразователя,

- архитектура и режим управления преобразователя,

- наличие фильтров между двигателем и преобразователем,

- длина и характеристики кабеля между ними,

- конструкция обмотки машины,

- система заземления.

Чтобы применить настоящий стандарт к оценке и проверке изоляционной системы обмотки, необходимо установить требуемые параметры напряжения, появляющегося на зажимах машины (см. раздел 6). В случае использования двухуровневых или иных преобразователей напряжения генерируемые преобразователем перенапряжения на зажимах машины зависят от времени нарастания импульса на выходе преобразователя, от длины кабеля и полного входного сопротивления машины. Эти перенапряжения создаются отраженными волнами, возникающими между соединениями кабеля с зажимами машины или преобразователя из-за рассогласования их сопротивлений. Напряжение, появляющееся на зажимах машины в случае питания от трехуровневого преобразователя, показано на рисунке 2, где показан один период на основной частоте.

Два примера получения максимального изменения напряжения на частоте импульсов UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения показаны на рисунке 3. Этот параметр важен при определении увеличения напряжения, которое может произойти на первой или последней катушке обмотки статора. Хотя меньшее значение UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения, показанное на рисунке 3, является наиболее общим случаем мгновенного изменения напряжения на зажимах обмотки, существует вероятность того, что в отдельных случаях этот скачок напряжения может произойти в момент переключения между уровнями. Тогда изменение напряжения будет соответствовать большему значению UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения, приведенному на рисунке 3.


Рисунок 2 - Межфазное напряжение на зажимах машины при питании от трехуровневого преобразователя

ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения


Рисунок 2 - Межфазное напряжение на зажимах машины при питании от трехуровневого преобразователя

Рисунок 3 - Возможный скачок напряжения U(j) на зажимах машины, связанный с типом преобразователя

ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения


Рисунок 3 - Возможный скачок напряжения UГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения на зажимах машины, связанный с типом преобразователя

Примеры увеличения напряжения для двухуровневого преобразователя, происходящие при различном времени нарастания импульса и различной длине кабеля, приведены на рисунке 4. Здесь показан худший случай, соответствующий режиму холостого хода преобразователя. В этом случае увеличение напряжения незначительно при времени нарастания импульса 1000 нс и длине кабеля менее 15 м. Оно достигает значения 1,2 только при длине кабеля более 50 м.


Рисунок 4 - Максимальное увеличение напряжения на зажимах машины в функции длины кабеля и различном времени нарастания импульса для двухуровневого преобразователя

ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения


Рисунок 4 - Максимальное увеличение напряжения на зажимах машины в функции длины кабеля ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения и различном времени нарастания импульса для двухуровневого преобразователя

4.2 Напряженность электрического поля в изоляционной системе обмоток машины

4.2.1 Общие положения

Если обмотка подвергается воздействию импульсов с малым временем нарастания и с большой амплитудой, в следующих местах (см. рисунок 5 а, b) может возникать чрезмерная напряженность поля:

- между проводниками различных фаз,

- между проводником и заземленными элементами конструкции,

- между соседними проводниками, находящимися около линейного ввода обмотки.


Рисунок 5 - Примеры конструкции изоляционных систем (а - всыпная обмотка, b - шаблонная обмотка)

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Текст документа вы можете получить на ваш адрес электронной почты, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения

Название документа: ГОСТ IEC/TS 60034-18-42-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 18-42. Квалификационные и приемочные испытания для систем электроизоляции, стойких к частичному разряду, типа II, используемых во вращающихся электрических машинах с питанием от преобразователей источника напряжения

Номер документа: IEC/TS 60034-18-42-2014

Вид документа: ГОСТ

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Опубликован: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2015 год

Фактическая дата официального опубликования стандарта - август 2015 года (информация с сайта http://www.gost.ru/ по состоянию на 10.08.2015)

Дата принятия: 25 мая 2015

Дата начала действия: 01 марта 2016
Этот документ входит в профессиональные справочные системы «Техэксперт»
Узнать больше о системах