设备状态诊断的测试与在线监测

旋转电机––从汽轮发电机到工业电动机––对能源价值链至关重要。持续的应力会导致绝缘材料劣化,往往引发隐性故障。若未能及早发现,这些问题将导致代价高昂的停机或灾难性故障。我们通过离线测试和在线监测为您提供诊断数据,以评估设备健康状况。 我们的解决方案可帮助维护团队管理风险、确保安全,并维持设备的长期可靠性。

挑战

为电机的未来提供保障

可用性与老化的基础设施

效率与成本是企业的生存之道。随着设备老化,基于状态的维护正取代过时的定期维护方法,优先处理高风险设备,从而确保不发生意外停机。

监管演变

当前的安全和电网标准要求对设备健康状况进行记录。具有重复性的数据不仅能证明合规性,还能通过确保设备未来的可靠性,保持设备运营商的竞争优势。

新兴风险

将设备运行至极限会加剧应力并导致绝缘失效。潜在缺陷会引发代价高昂的停机。早期诊断对于保障企业利润和避免灾难性故障至关重要。

测试方法

行之有效的方法,符合标准要求

我们的解决方案支持旋转电机的多种测试和在线监测方法。标准化的工作流程可引导用户完成设置、测试和评估,从而降低复杂性并减少出错。

支持的测试方法

12 种以上

应用国际标准

12 个以上

缩短测试时间

15%–30%

溯源性

100%

机器测试方法与解决方案

电容、介损因数测量

电容、介损因数测量

电容及介损因数测量是一种离线交流测试,通过测量电阻性损耗电流与电容性电流的比值来评估定子对地绝缘性能。该测试可作为全面的“健康检查”,用于检测一般的老化、热降级、潮湿及分层现象,从而实现对绝缘材料整个使用寿命期间的趋势分析。 该测试在检修停机期间进行,遵循 IEC 60034-27-3 或 IEEE 286 标准,使用工具包括配备 CP TD12/15 的 CPC 100(可选配 CP CR600)或我们的 TANDO 700 测试解决方案。

离线局放测试

离线局部放电测试

离线局部放电测试是一种高灵敏度的诊断方法,用于检测定子绕组中的局部绝缘缺陷,例如气隙、分层、半导体层劣化或表面漏电痕迹。通过外部电源对设备施加电压,可在早期阶段捕获由这些缺陷引起的高频率脉冲。独特的 PRPD 波形有助于专家根据缺陷的严重程度进行分类。 根据 IEC 60034-27-1、IEEE 1434 和 EC 60270 标准,在工厂测试、调试及检修停机期间,使用 MPD 800 系统等工具进行局部放电测试,以确保绝缘质量。

局放在线监测

局放在线监测

在线局部放电(PD)监测能够在真实运行应力(如电磁力和热循环)下持续跟踪绝缘质量,这是离线测试无法模拟的。通过实时检测绝缘劣化,这种方法实现了主动的、基于状态的维护,从而最大程度地减少了非计划停机时间,并防止了代价高昂的定子故障。通过使用永久安装的传感器检测高频脉冲,局放在线监测可发现与负载相关的缺陷,例如线圈松动和绕组端部脏污。 该技术支持基于状态的维护,遵循 IEC 60034-27-2 等标准来追踪绝缘劣化速率。我们建议使用 MONTESTO 200 进行便携式临时监测“点检”,或选用PARAGEMO 400 对您最重要的发电机和电动机进行全天候(24/7)的永久性在线监测。

IR 和 PI 测量

绝缘电阻(IR)与极化指数(PI)测量

绝缘电阻(IR)和极化指数(PI)测量是定子绕组对地绝缘的基本离线检测方法。IR 通过施加直流电压测量电阻值,以检测表面潮湿和污染;而 PI(即 10 分钟与 1 分钟电阻比值)则用于评估绝缘极化情况。 这些测试可揭示重大的绝缘问题,并在通电前提供“合格/不合格”的判定信号。根据 IEC 60034-27-4 或 IEEE 43 标准,这些测试应每年进行一次,或在设备重新启动前进行。我们推荐使用 DIRANA 系统进行此类分析,该系统可提供高精度的测量数据。

EL CID 测试

定子铁心低磁通(EL CID)测试

定子铁心低磁通(EL CID)测试是一种离线电磁诊断方法,可在低磁通水平下检测定子叠片之间的绝缘状况。该测试通过沿槽口移动探头,检测由短路引起的磁通泄漏。与全磁通测试相比,该测试更易于设置,且能有效识别可能导致铁心熔化的热点。 建议每 5 至 10 年进行一次测试,或在发生重大事件(如电机重绕线或维修后)时进行。我们推荐使用配备定子铁心测量升级选项的 CPC 100 作为自动化图像表现的解决方案。相关标准包括 IEEE 62.2 或 IEEE 56.

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电容、介损因数测量

电容及介损因数测量是一种离线交流测试,通过测量电阻性损耗电流与电容性电流的比值来评估定子对地绝缘性能。该测试可作为全面的“健康检查”,用于检测一般的老化、热降级、潮湿及分层现象,从而实现对绝缘材料整个使用寿命期间的趋势分析。 该测试在检修停机期间进行,遵循 IEC 60034-27-3 或 IEEE 286 标准,使用工具包括配备 CP TD12/15 的 CPC 100(可选配 CP CR600)或我们的 TANDO 700 测试解决方案。

离线局部放电测试

离线局部放电测试是一种高灵敏度的诊断方法,用于检测定子绕组中的局部绝缘缺陷,例如气隙、分层、半导体层劣化或表面漏电痕迹。通过外部电源对设备施加电压,可在早期阶段捕获由这些缺陷引起的高频率脉冲。独特的 PRPD 波形有助于专家根据缺陷的严重程度进行分类。 根据 IEC 60034-27-1、IEEE 1434 和 EC 60270 标准,在工厂测试、调试及检修停机期间,使用 MPD 800 系统等工具进行局部放电测试,以确保绝缘质量。

局放在线监测

在线局部放电(PD)监测能够在真实运行应力(如电磁力和热循环)下持续跟踪绝缘质量,这是离线测试无法模拟的。通过实时检测绝缘劣化,这种方法实现了主动的、基于状态的维护,从而最大程度地减少了非计划停机时间,并防止了代价高昂的定子故障。通过使用永久安装的传感器检测高频脉冲,局放在线监测可发现与负载相关的缺陷,例如线圈松动和绕组端部脏污。 该技术支持基于状态的维护,遵循 IEC 60034-27-2 等标准来追踪绝缘劣化速率。我们建议使用 MONTESTO 200 进行便携式临时监测“点检”,或选用PARAGEMO 400 对您最重要的发电机和电动机进行全天候(24/7)的永久性在线监测。

绝缘电阻(IR)与极化指数(PI)测量

绝缘电阻(IR)和极化指数(PI)测量是定子绕组对地绝缘的基本离线检测方法。IR 通过施加直流电压测量电阻值,以检测表面潮湿和污染;而 PI(即 10 分钟与 1 分钟电阻比值)则用于评估绝缘极化情况。 这些测试可揭示重大的绝缘问题,并在通电前提供“合格/不合格”的判定信号。根据 IEC 60034-27-4 或 IEEE 43 标准,这些测试应每年进行一次,或在设备重新启动前进行。我们推荐使用 DIRANA 系统进行此类分析,该系统可提供高精度的测量数据。

定子铁心低磁通(EL CID)测试

定子铁心低磁通(EL CID)测试是一种离线电磁诊断方法,可在低磁通水平下检测定子叠片之间的绝缘状况。该测试通过沿槽口移动探头,检测由短路引起的磁通泄漏。与全磁通测试相比,该测试更易于设置,且能有效识别可能导致铁心熔化的热点。 建议每 5 至 10 年进行一次测试,或在发生重大事件(如电机重绕线或维修后)时进行。我们推荐使用配备定子铁心测量升级选项的 CPC 100 作为自动化图像表现的解决方案。相关标准包括 IEEE 62.2 或 IEEE 56.

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SFRA

扫频响应分析 (SFRA)

扫频响应分析(SFRA)可检测隐藏的绕组缺陷。这种离线诊断方法灵敏度极高,能够检测直流测试及其他方法可能遗漏的匝间短路缺陷。 该方法对于对小型设备进行工厂验收测试(FAT),或对大型发电机和电动机的转子绕组进行检测至关重要。它能揭示绕组短路和接地故障。若需进行全面分析,我们推荐使用 FRANEO 800,其业界领先的动态范围可检测到最微小的结构变化。

耐压测量

耐压、过电压或高电压测量

耐压试验(也称为过电压试验或高压耐受试验)是对旋转电机进行的一种离线通过/失败式应力测试。通过向定子或转子绕组施加高于额定值的交流或直流电压,可验证介电强度,并确保绝缘能够承受运行中的过电压。 该测试可揭示可能导致接地故障的关键弱点。根据 IEC 60034-1 或 IEEE 62.2 标准,该测试通常在工厂验收试验(FAT)、现场验收试验(SAT)期间或维护大修后进行,使用工具包括我们的 CPC 100 配合 CP TD12/15 以及可选的 CP CR600。

绕组直流电阻和接触电阻测量

绕组直流电阻、微欧姆测量、接触电阻测量

绕组直流电阻和接触电阻测量是针对定子和转子铜导体连接完整性的离线测试。通过注入稳定的直流电流,可检测出可能导致局部过热的连接不良、接头腐蚀或导线断股等问题。这种高精度检测可确保电气连续性,并防止绝缘失效。这些测量是在首次运行测试(SAT)或维护期间,根据 IEC 60034-1 标准,使用 CPC 100 等工具进行大电流注入测试。

极压降测试

极阻抗测量(极压降测试)

极阻抗测量是一种离线交流诊断方法,用于检测转子绕组中的匝间短路。该方法通过向转子施加交流电压,并测量各极的电流和电压降,从而检测阻抗不平衡。阻抗值较低表明存在匝间短路,这会导致发热问题和/或磁不平衡。该检测通常在重大检修期间进行,使用我们的 CPC 100 仪器可提供稳定的交流电源并实现自动数据记录,是理想的选择。 

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扫频响应分析 (SFRA)

扫频响应分析(SFRA)可检测隐藏的绕组缺陷。这种离线诊断方法灵敏度极高,能够检测直流测试及其他方法可能遗漏的匝间短路缺陷。 该方法对于对小型设备进行工厂验收测试(FAT),或对大型发电机和电动机的转子绕组进行检测至关重要。它能揭示绕组短路和接地故障。若需进行全面分析,我们推荐使用 FRANEO 800,其业界领先的动态范围可检测到最微小的结构变化。

耐压、过电压或高电压测量

耐压试验(也称为过电压试验或高压耐受试验)是对旋转电机进行的一种离线通过/失败式应力测试。通过向定子或转子绕组施加高于额定值的交流或直流电压,可验证介电强度,并确保绝缘能够承受运行中的过电压。 该测试可揭示可能导致接地故障的关键弱点。根据 IEC 60034-1 或 IEEE 62.2 标准,该测试通常在工厂验收试验(FAT)、现场验收试验(SAT)期间或维护大修后进行,使用工具包括我们的 CPC 100 配合 CP TD12/15 以及可选的 CP CR600。

绕组直流电阻、微欧姆测量、接触电阻测量

绕组直流电阻和接触电阻测量是针对定子和转子铜导体连接完整性的离线测试。通过注入稳定的直流电流,可检测出可能导致局部过热的连接不良、接头腐蚀或导线断股等问题。这种高精度检测可确保电气连续性,并防止绝缘失效。这些测量是在首次运行测试(SAT)或维护期间,根据 IEC 60034-1 标准,使用 CPC 100 等工具进行大电流注入测试。

极阻抗测量(极压降测试)

极阻抗测量是一种离线交流诊断方法,用于检测转子绕组中的匝间短路。该方法通过向转子施加交流电压,并测量各极的电流和电压降,从而检测阻抗不平衡。阻抗值较低表明存在匝间短路,这会导致发热问题和/或磁不平衡。该检测通常在重大检修期间进行,使用我们的 CPC 100 仪器可提供稳定的交流电源并实现自动数据记录,是理想的选择。 

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我们为设备管理人员和维护工程师提供诊断数据,帮助他们评估设备状态、管理风险,并确保设备的长期运行可靠性。

资料

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工作領域

在各种环境下的可靠性

我们的离线测试和在线监测系统旨在支持基于状态的维护,并确保电动机和发电机在各种运行环境下都能可靠运行。

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FAQ

常见问题解答

找不到您要找的内容吗? 

对旋转电机进行电气诊断测试的主要目的是什么?

在旋转电机发生灾难性故障之前,发现其绝缘劣化及机械异常。这将维护模式从被动的维护(修复已损坏的部件)转变为预测性维护(修复即将失效的部件)。

忽视这些测试会有什么风险?

计划外停机、高昂的维修成本(修复故障电机的费用远高于清洗电机的费用),以及严重的安 全风险,例如由绝缘破坏引发的绝缘击穿或火灾。

测试对总体成本(TCO)有何影响?

这能延长设备的使用寿命。通过故障诊断和趋势监测,您可以进行简单的维护工作,例如清洁、维修或更换某些部件。这样就能避免在计划外的时间点进发生意外的耗资巨大的整机更换。

“离线”测试和“在线”测试有什么区别?

这两种测试方法的区别如下:

  • 离线测试是在设备停机状态下进行的(例如绝缘电阻、介损因数测量等)。离线测试主要用于深度诊断。
  • 在线测试是在设备运行期间进行的(例如,局部放电在线监测)。在线测试与监测主要用于捕捉“实际运行”中的应力下所产生的缺陷表现。
     
对旋转电机,我应该进行哪些必要的离线电气测试?

您可以对旋转电机进行多种电气测试。其中最关键的包括以下离线电气测试,用于评估电机定子绕组的状态和绝缘情况:

  • 直流绝缘电阻(IR)与极化指数(PI)––这两项组合测试可快速检查定子绕组的完整性。它们能立即检测出一般性问题,并对表面潮湿和污染具有较高的灵敏度。
  • 功率因数测试––该测试是绝缘健康状况的定量指标,能够及早发现绝缘劣化,从而防止造成高昂损失的电气设备故障。
  • 耐压试验、过电压或高压耐受性测试––该测试评估绝缘材料的介电强度,以验证其能否在不发生击穿的情况下承受超过正常运行水平的电压应力。
  • 局部放电测试––在四种测试中,局部放电测试最为先进且预测性最强。它能检测到绝缘内部及其表面发生的微小电火花,这些火花会随着时间推移对绝缘造成损害。 
     
为什么“趋势”数据比单次测试结果更重要?

一次“检测”只能确认设备在当天的安全状况。通过长期追踪数据(趋势分析),可以揭示设备的老化速率,从而使工程师能够预测设备何时会达到高风险水平。

为什么我应该考虑在旋转电机上使用持续的局部放电在线监测?

标准离线局部放电测试仅能提供某个时间点的状态,而局部放电在线监测则能让您测量电机在不同运行条件下的局部放电活动,从而持续掌握设备在整个生命周期内的运行状况。预设的系统告警阈值会在电机状态需要评估时向您发出通知,以便您规划基于状态的维护,从而防止故障的发生并延长设备的运行寿命。

有哪些诊断测试可以帮助我评估定子铁心的机械和磁路完整性,以及旋转电机的转子?

除了用于评估定子绕组绝缘状况的标准电气测试和局部放电监测外,还应进行以下测试,因为这些测试可检查定子铁心的机械和磁路完整性以及旋转电机的转子:

  • 定子铁心低磁通(EL CID)测试––这是一项在重大检修期间进行的专项维护测试,用于检测定子铁心中存在的热点。
  • 扫频响应分析(SFRA)––该测试主要针对转子或小型电机,旨在大修期间或生产后识别潜在的结构损伤。这是检测绕组匝间短路的灵敏测量方法。若未及时发现,短路可能恶化,导致严重的设备故障和代价高昂的停机。
     

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