一、试验目的

电机定子绕组绝缘系统在制造与运行过程中，可能不可避免地存在气隙、分层、裂纹或脱壳等微观缺陷。在强电场作用下，这些缺陷区域易引发局部放电，其长期累积效应将逐步侵蚀绝缘材料，最终可能导致绝缘击穿及非计划停机。

离线局部放电测量的核心目的，在于通过标准化测量手段，精确测定局部放电起始电压（PDIV）、熄灭电压（PDEV）及规定电压下的视在放电量，从而识别绝缘潜在缺陷，量化劣化程度，为电机的制造质量验收、检修后评估及绝缘状态诊断提供定量依据。

二、适用范围与限制

根据GB/T 20833.1-2021的规定，本试验方法适用于槽部有或无防晕层电机的定子绕组，以及采用成型绕组或散绕绕组制造的电机定子绕组。在特殊情况下，也适用于高压电机转子励磁绕组。测量采用频率为0.1 Hz至400 Hz的正弦交流电压。

需要特别说明的是，该标准给出的解释指南在满足以下条件时适用：工频50 Hz/60 Hz或45~65 Hz电源频率范围内测量、成型绕组及绕组组件、带有槽部防晕结构的绕组（通常对额定电压6 kV及以上电机有效）。对于散绕绕组电机或无槽部防晕层的成型绕组，解释指南不适用，测量结果可用于评估制造一致性或趋势分析。

三、被试电机信息

试验实施前，应完整记录被试电机的铭牌参数与运行历史，作为后续数据分析与趋势判断的基础依据。需记录的信息包括但不限于：

• 电机型号与编号

• 额定电压与额定功率

• 绝缘结构类型（成型绕组或散绕绕组）

• 槽部防晕结构（有或无）

• 上次检修日期及累计运行时间

四、试验设备配置

4.1 核心测量仪器

4.2 辅助设备

试验回路还应配置校准脉冲发生器（方波发生器），用于测量系统标定；低通滤波器（L、C），用于改善试验电压波形；高压电压互感器（TV），用于高压侧电压测量；以及温湿度记录仪和可靠的接地装置。测量回路应确保单点接地，以避免地环路引入额外干扰。

五、试验环境条件

在干扰抑制方面，试验回路应采用单点接地方式；引出线与周围导体保持足够距离；必要时启用相位窗遮蔽功能，以有效滤除外部干扰信号。

六、试验回路与接线

6.1 基本试验回路

采用符合IEC 60270的基本试验回路，回路构成如下：

• 调压器（T₁）→ 试验变压器（T₂）→ 低通滤波器（L、C）→ 被试绕组

• 耦合电容（Ck）与检测阻抗（Zm）串联后并联于被试绕组两端

• 高压电压互感器（TV）接于高压侧测量试验电压

6.2 接线注意事项

根据工程实践经验，试验接线与操作应注意以下要点：

1. 分相进行：试验应分相进行，非被试相绕组短路接地。

2. 高压侧测量：试验电压应在高压侧用电压互感器测量，且一般不超过预防性试验交流耐压值。

3. 仪表屏蔽：接在高压侧的电流表应加以屏蔽，高压部分引线直径应足够大。

4. 试品状态：试验时试品应无明显受潮或机械损伤。

5. 单根线棒测试：试验单根线棒时，金属箔与线棒接触要紧密。

6.3 耦合电容选择

• 整相绕组试验：分度电容可取100 pF，耦合电容约2000 pF。

• 单根线棒试验：分度电容不超过10 pF，以免影响测量精度。

七、试验步骤

步骤1：测量系统标定

使用校准脉冲发生器注入已知电荷量（推荐50 pC），确认测量系统读数准确。记录标定日期与标定值。对于整相绕组，分度电容取100 pF；对于单根线棒，分度电容取不超过10 pF。

步骤2：背景噪声测量

不连接被试品，施加试验电压至最高值，测量背景噪声水平。背景噪声应不大于2 pC，否则需排查干扰源并采取相应抑制措施。

步骤3：连接被试品

按第6章所述试验回路连接被试绕组、耦合电容与检测阻抗。确认接地可靠，所有连接点无松动。非被试相绕组短路接地。

步骤4：PDIV测定

从低电压开始，以稳定速率逐步升高试验电压。记录首次稳定观测到局部放电脉冲时的电压值，即为局部放电起始电压（PDIV）。

步骤5：PDEV测定

在PDIV以上维持放电稳定后，逐步降低试验电压。记录放电脉冲完全消失时的电压值，即为局部放电熄灭电压（PDEV）。

步骤6：视在放电量测量

将电压升至规定值（通常为1.5倍额定相电压或按产品标准规定）。电压继续缓慢上升，每升1 kV维持1 min后测量各点电压下的最大放电量和放电次数。记录最大视在放电量（单位：pC），绘制PRPD图谱。

需要特别关注的是，绝缘内部气隙受温度影响很大，不同温度下放电量测量值会出现差异，故每次应在相近温度下测量。发生局部放电的气隙内部电场分布与加压时间有关，放电量也随之变化，一般将试验电压维持一分钟后再测取数据。

步骤7：降压与断开

试验完成后将电压平稳降至零，断开电源，对被试绕组充分放电后接地。

八、评价准则

8.1 核心判据

8.2 判据说明

对于成型绕组单个线棒，新线棒内部局部放电量通常在100 pC至500 pC范围内。对于6 kV、10 kV级同步发电机整相绕组，在4 kV和6 kV试验电压下，最大放电量应小于1.5×10⁴ pC。

需要强调的是，GB/T 20833.1-2021规定的测量方法和仪器要求适用于所有类型的电机绕组，但解释指南仅对额定电压6 kV及以上、带有槽部防晕结构的成型绕组在工频条件下有效。

九、安全措施

试验实施过程中，应严格执行以下安全措施：

1. 试验区域隔离：设置警示围栏与标识，安排专人监护。

2. 接地保护：试验前后必须对被试绕组充分放电并可靠接地。

3. 高压操作规范：升压过程须平稳，操作人员保持安全距离。

4. 分相试验：严格按分相方式进行，非被试相必须短路接地。

5. 应急预案：配备灭火器材，明确紧急断电流程。

十、试验记录与报告

10.1 原始记录内容

依据GB/T 20833.1-2021第11章的要求，试验报告应包含以下内容：被试电机铭牌参数与环境条件、测量系统标定记录、背景噪声水平、PDIV与PDEV及视在放电量数据、PRPD图谱，以及试验日期、操作人员与审核人员信息。

10.2 试验报告结构

试验报告应包含以下部分：试验概况（依据标准、试验模式、被试设备）、试验条件（环境、设备、接线方式）、测量结果（数据表与PRPD图谱）、结果分析（与判据对比、趋势判断），以及结论与建议（是否合格、后续措施）。