电机定子线圈表面干燥检测技术研究及应用

摘 要：研究电机定子线圈浸水绝缘电阻检测后，是否能够通过监测线圈温湿度的变化和浸水前后表面电阻的变化判断线圈表面及匝间是否干燥。通过试验表明，以上两种试验方法均能作为判定线圈是否干燥的依据。

关键词：浸水;干燥;环境温度;相对湿度;表面电阻

引言

交流电机定子线圈匝间绝缘采用聚酰亚胺或聚酯薄膜绕包在铜导线上，然后加热熔敷，使薄膜与导线粘接紧密。近年来，为了提高电机定子线圈匝间绝缘的可靠性，定子线圈成型后，将定子线圈浸泡在水中，水作为电极，使用绝缘电阻测试仪测量线圈各匝对水的绝缘电阻值，检测导线绝缘性能，即线圈匝间绝缘性能，以降低电机运行过程中的匝间故障率，提升电机运行的可靠性。

为避免潮气进入导线绝缘内部，引起线圈匝间绝缘受潮造成绝缘性能下降，定子线圈浸水绝缘电阻检查后需立即进行干燥作业。不论采用烘箱加热干燥或是真空干燥作业，线圈进行干燥处理后，是否已经干燥，除了目测、手感线圈表面干燥情况等定性检查外，怎样定量检测线圈是否已经干燥成为棘手的问题。

1 试验

为验证线圈进行浸水电阻检测后是否已经干燥，本研究采用两种方法进行试验：一种是湿度对比法，另一种是线圈表面电阻测量法[1]。湿度对比法线圈干燥标准为相同温度下，线圈浸水干燥后湿度不高于浸水前湿度作为线圈干燥的标准。表面电阻测量法是相同温度下，线圈浸水干燥后表面电阻不低于浸水前湿度作为线圈干燥的标准。

1.1试验样品和检测仪器

选取某型号电机未绝缘的成型定子线圈作为本次试验的样品线圈。线圈在进行试验前检查所有线圈尺寸误差在3mm内，线圈匝间绝缘良好，导线薄膜完好。每5支线圈为一个试验线圈组，湿度对比法和表面电阻测量法各两个试验线圈组。

湿度对比法采用生产使用的精度等级为0.1℃的温湿度计和透明密封袋。表面电阻测量法采用量程5kv、型号为1550C的FLUKE绝缘电阻测试仪作为测量仪器，同时扔使用精度等级为0.1℃的温湿度计。两种使用方法均在相对恒温的工作场所进行，前后测量温差不大于1℃。

1.2试验方法

1.2.1湿度对比法

试验在相对恒温的工作环境中进行。将干燥后的线圈放置在密封袋内，通过对线圈浸水前和浸水干燥后相同温度下的相对湿度（下称湿度）的对比，确定线圈表面及匝间是否干燥。具体的试验方法为：（1）线圈样本数量为10，均分为两组，编号分别为1#、2#。（2）两个线圈组的线圈执行相同的浸水作业，1#线圈组干燥时间为10min，2#线圈组干燥时间为20min。（3）线圈干燥结束后按组放进透明密封袋内，记录此时环境温度和湿度值，然后将温湿度计随线圈放入密封袋内，将袋口密封。（4）每隔0.5h观察密封袋内的温度和湿度值并记录，直至密封袋内温度与初始环境温度一致后（温度差值小于0.5℃），继续按照0.5h的时间间隔记录5组温湿度值，作为湿度不再发生變化的标准，试验结束。

1.2.2表面电阻测量法

试验在相对恒温的工作环境中进行。使用绝缘电阻测试仪测量相同温度下、线圈浸水前和浸水干燥后表面电阻值，确定线圈表面及匝间是否干燥。具体试验方法为：（1）线圈样本数量为10，均分为两组，编号分别为1#、2#。（2）铝箔纸包扎在线圈两端鼻部的相同位置。铝箔纸宽度20mm，长度150mm，可在铝箔纸上缠绕细铜丝试制贴合紧密。（3）两个线圈组的线圈执行相同的浸水作业，1#线圈组干燥时间为10min，2#线圈组干燥时间为20min。（4）将绝缘电阻测试仪的两个输出线分别固定在铝箔纸上，测量线圈浸水前、浸水干燥后2.5kv、1min下的表面电阻值。需要注意的是浸水前、干燥后测量电阻时的线圈温度差值不大于1℃。

2 试验结果

2.1温湿度对比法

1#、2#线圈组的温湿度值见表1、表2。

从上面数据中可以看出：（1）线圈所处的密封环境的湿度随密封环境的温度的变化呈反向变化，温度稳定后，湿度也相对稳定;（2）1#线圈组：相同温度下，：线圈湿度略大于初始湿度，说明干燥10min并不能使线圈干燥;（3）2#线圈组：相同温度下，线圈湿度略小于初始环境湿度，说明干燥20min，线圈浸水后比浸水前更干燥。

2.2表面电阻测量法

两组线圈浸水前、浸水干燥后的表面电阻值如下表3示。

从表3数据可以看出：1#线圈组浸水干燥后的表面电阻值比浸水前表面前阻值略小，说明线圈浸水作业后并未完全干燥（与浸水前相比）;2#线圈组浸水干燥后的表面电阻值远高于浸水前表面电阻值，说明线圈已完全干燥（与浸水前相比）。

3 结论与应用

试验表明，温湿度检测法和表面电阻测量法均可作为线圈浸水作业后的干燥检测。温湿度检测法时间较长，且受环境、密封程度影响较大。表面电阻测量法虽然也受环境温度计湿度影响较大，但其测量时间短，且线圈制造是在干净、相对恒温、恒湿的环境中进行，可作为首选检测方案。

2021年我司购买线圈自动浸烘设备代替手工浸水作业，设备投入使用前采用上述两种干燥验证方法进行工艺验证，根据产品结构的不同确定了合理的干燥时间（节拍），通过线圈嵌线、浸漆后各项性能指标检测，完全满足要求，取得良好效果。目前设备已正式投产运行。

参考文献：

[1]GB/T3048.16-2007 电线电缆电性能试验方法第16部分：表面电阻试验

作者简介：

裴晓梅，女，1976年生，山西永济人，1999年毕业于重庆大学，本科学历，高级工程师，主要负责电机线圈成型与绝缘工艺研究工作。