style="width:2.67341in;height:0.59334in" />GB/T 20835—2016 本文是学习GB-T 20835-2016 发电机定子铁心磁化试验导则. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了发电机定子铁心磁化试验的试验准备、试验要求、试验方法和铁心质量判别。
本标准适用于电压等级为6.3 kV
及以上隐极同步发电机和水轮发电机定子铁心磁化试验，用于发
电机定子铁心装配质量的检验。
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件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2521—2008 冷轧取向和无取向电工钢带(片)
GB/T 20160 旋转电机绝缘电阻测试
下列符号适用于本文件。
b、 —— 定子通风道宽，单位为米(m);
B —— 试验时定子铁心轭部磁通密度，单位为特斯拉(T);
D₁ — 定子铁心外径，单位为米(m);
D, — 定子铁心内径，单位为米(m);
f — 试验电源频率，单位为赫兹(Hz);
fo 基准频率，50 Hz (对于50 Hz 发电机)或60 Hz (对于60 Hz
发电机),单位为赫兹(Hz);
f₁ —— 试验时的实测电源频率，单位为赫兹(Hz);
H — 定子轭部磁场强度，单位为安每米(A/m);
h,s — 定子铁心轭高，单位为米(m);
h、 —— 定子槽深，单位为米(m);
I — 励磁线圈电流，单位为安(A);
kpe — 定子铁心叠压系数；
Ks — 电源容量系数；
l。 —— 定子铁心净长，单位为米(m);
l — 定子铁心长度，单位为米(m);
m —— 定子铁心轭部质量，单位为千克(kg);
n、 —— 定子通风道数；
P —— 实测功率，单位为瓦(W);
P₁ — 试验计算的定子铁心比损耗，单位为瓦每千克(W/kg);
P.(1.0) 定子铁心硅钢片材料在1.0T、50 Hz或60 Hz
时的标准比损耗，单位为瓦每千克(W/kg);
P,(1.5)— 定子铁心硅钢片材料在1.5 T、50 Hz或60 Hz
时的标准比损耗，单位为瓦每千克(W/kg);
Q —— 定子铁心轭部截面面积，单位为平方米(m²);
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p — 硅钢片密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
— 试验电源的容量，单位为千伏安(kVA);
t —— 试验时间，单位为分(min);
to — 环境温度，单位为摄氏度(℃);
t, —— 试验时第 i 测温点的温度，单位为摄氏度(℃);
U₁ — 励磁线圈电压，单位为伏(V);
U₂ —— 测量线圈电压，单位为伏(V);
W₁ — 励磁线圈匝数；
W₂ — 测量线圈匝数；
△tmax —— 从试验开始到试验结束，铁心的最大温升，单位为开尔文(K);
△tmin —— 从试验开始到试验结束，铁心的最小温升，单位为开尔文(K);
△, — —
从试验开始到试验结束，定子铁心相同部位(定子齿或槽)最大温升与最小温升之差，
即△,=△tmax- △tmim, 单位为开尔文(K);
△tmx1 — 修正后的铁心最大温升，单位为开尔文(K);
△tmxo — 实测铁心最大温升，单位为开尔文(K);
△t₁ —— 修正后的铁心温差，单位为开尔文(K);
△t。 —— 实测铁心温差，单位为开尔文(K)。
本标准以下各章中量的符号和单位按本章规定。
励磁线圈匝数 W, 由 U₁ 确定，按式(1)计算后取整：
式 中 ：
Q=lh, (m³);
lu=kre(l—b 、n 、)
(m);
style="width:1.83325in;height:0.67246in" />
…………………………
(1)
(m);
f — 一 般 为 5 0(Hz) 或 6 0(Hz);
kFe—— 按设计值确定。 一般情况下，当硅钢片厚度为0.35 mm 时
，kF。取值范围为0.93～0.96;当 硅钢片厚度为0.50 mm 时 ，kp. 取值范围为0
.94～0 .97;kp 的 取 值 可 参 考 GB/T 2521—
2008中7 . 1 . 1条款中的表3。
B — 隐极同步发电机取1 .4(T) 、 水轮发电机取1 .0(T)。
励磁线圈电流 I 按式(2)计算：
式中：
style="width:2.2667in;height:0.6534in" />
………………… ……
(
2)
H— 硅钢片在1.4 T (隐极同步发电机)或1.0 T
(水轮发电机)时的磁场强度，单位为安每米(A/m)。
其值由制造厂给定。
总励磁安匝 IW₁ 按式(3)计算：
IW₁=π(D₁-h,)H ………………… …… (3)
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定子铁心轭部质量按式(4)计算：
m=π(D₁-hy)Qp … …………………… (4)
试验电源容量 S 按式(5)计算：
S=KsU₁I×10 ³ … ………………… (5)
式中：
Ks— 一般取1.1,或根据实际需要确定。
按式(2)计算得出的电流值，确定励磁线圈的线规，励磁线圈电缆不得使用带有屏蔽及铠装电缆。
励磁线圈应在整个铁心圆周上均匀缠绕或对称布置，各励磁线圈的包绕方向应相同。
励磁线圈与铁心接触的棱角部位应垫设绝缘材料。励磁线圈与定子铁心及机座之间应有足够的绝
缘，测量的绝缘电阻值应符合GB/T 20160 的规定。
测量线圈的布置，对于励磁线圈在铁心上均匀排绕的，可布置在圆周上任意位置；对于励磁线圈为
对称布置的，应布置在相邻两励磁线圈的中间位置；对于励磁线圈是单匝的，测量线圈应放置在正交位
置。测量线圈宜只包绕定子铁心。
测量线圈电压按式(6)进行估算，并以此选择电压表的量程。
style="width:1.46666in;height:0.64658in" /> (6)
式中：
W。 — 测量线圈匝数， 一般取1或2。
铁心温度优先采用红外线热成像仪进行测量。若埋设检温元件，则沿定子铁心内、外圆周上、中、下
部位均匀布置热电偶或温度计，温度计应尽可能放置在铁心轭部通风道内。
试验电源应是合格的交流电源，其容量应满足式(5)计算得出的电源容量值。
电气测量仪器和仪表的准确度应不低于0.5级，功率表应选用低功率因数瓦特表。应按实际读数
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的需要，选择仪表量程。
测量用仪用互感器的准确度应不低于0.2级。
温度测量可采用红外线热成像仪、酒精温度计或热电偶测温仪等，不允许使用水银温度计。红外热
像仪的测温准确度应不超过±2℃或测量值乘以±2%(℃)。酒精温度计或热电偶温度测量的准确度
应不超过±1℃。
试验应符合相关的安全规程，应由有相关知识和经验的人员操作。
按4.4的要求绕制励磁线圈与测量线圈，试验接线原理如图1所示。
说明：
style="width:9.32672in;height:6.15904in" />
S
S — 交流电源； QF- 断路器； M — 励磁线圈； M2—— 测量线圈； TV-
电压互感器；
TA— 电流互感器；f — 频率表； V₁ 、V₂— 电压表； A — 电流表； W —
低功率因数瓦特表。
图 1 试验接线原理示意
定子铁心、绕组及所有检温元件应可靠接地。试验前、后应测量定子铁心拉紧(穿心)螺杆的绝缘，
避免定子拉紧(穿心)螺杆接地。定子铁心膛内不可存放金属容器等物。若定子已经下线，铁心磁化试
验时，定子线棒或绕组应处于开路状态。
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试验前，应测量定子铁心初始温度和环境温度，二者温差应不超过5 K。
6.4.1 额定频率为50 Hz 的发电机
6.4.1.1 试验时的磁通密度和时间
试验时，在励磁线圈中施加工频交流电源。按测量绕组感应电压值计算实际磁感应强度(磁通密
度 )B, 计算公式见式(7):
style="width:1.96667in;height:0.68002in" /> ………………………… (7)
在表1规定的磁通密度和时间，进行定子铁心磁化试验。试验时，隐极同步发电机的磁通密度应在
1.4T 左右，最低应不低于1.26 T; 水轮发电机的磁通密度应在1 .0 T
左右，最低应不低于0.9 T。
表 1 磁通密度和试验时间
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|---|---|---|
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6.4.1.2 试验时间修正
当试验磁通密度不满足表1规定时，可按式(8)和式(9)对试验时间进行修正：
隐极同步发电机：
水轮发电机试验：
6.4.2 额定频率为60 Hz 的发电机
6.4.2.1 概 述
style="width:1.94669in;height:0.68002in" />
style="width:1.95329in;height:0.68002in" />
… … ……
…………………………
……… (8)
(9)
可按下述两种方法中的一种进行试验：
a) 直接采用60 Hz 试验电源进行试验；
b) 利用频率为50 Hz 的工频电源进行试验，延长试验时间。
6.4.2.2 直接采用60 Hz 试验电源进行试验
直接采用60 Hz 试验电源进行额定频率60 Hz 的发电机试验，与50 Hz
试验电源进行额定频率
50 Hz的发电机试验的方法相同，试验时的磁通密度和试验时间也相同。
6.4.2.3 利用频率为50 Hz
的工频电源进行试验，延长试验时间
利用频率为50 Hz
的工频电源进行试验，试验时的磁通密度按表1进行，延长试验时间，见式(10)
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和式(11)。
隐极同步发电机：
水 轮 发 电 机 ：
style="width:1.88013in;height:0.62656in" />
style="width:1.86676in;height:0.63998in" />
……… ……… (10)
………… … ……… (11)
至少每隔15 min
分别测量并记录频率、励磁线圈端电压、测量线圈端电压、励磁线圈电流、功率、定
子铁心温度和环境温度。有条件时可以测量铁心预埋检温计的温度。
由各次测得的结果计算实际磁通密度、功率损耗、单位铁损耗、最高铁心温升和最大铁心温差。
试 验 中 应 密 切 监 测 定 子 铁 心 温 升 、 振 动 和 噪 声 情 况 。
当 出 现 冒 烟 、 局 部 发 热 及 严 重 异 常 声 响 时 ， 应
切 断 电 源 ， 停 止 试 验 。 分 析 其 原 因 ， 并 排 除 异 常 后 再
继 续 试 验 。
7.1 铁 心 最 大 温 升 的 限 值
在规定的磁通密度下，试验经过规定时间后，50 Hz/60 Hz
发电机铁心最大温升限值小于或等于
7.2 铁心相同部位(定子齿或槽)温差的限值
在规定的磁通密度下，试验经过规定时间后，50 Hz/60 Hz
发电机相同部位(定子齿或槽)温差限值
小于或等于15 K。
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(资料性附录)
定子铁心比损耗
A. 1 定子铁心比损耗的试验折算
定子铁心比损耗 P₁ 按 式(A. 1) 或 式(A.2) 换算：
a) 隐极同步发电机，换算到磁通密度1.5 T 和基准频率f。(50Hz 或 者 6 0
Hz), 额定频率50 Hz
的发电机的基准频率为50 Hz, 额定频率60 Hz 的发电机的基准频率为60 Hz:
style="width:3.92657in;height:1.00012in" /> … …………………… (A.1)
b) 水轮发电机，换算到磁通密度1.0 T 和基准频率f。(50 Hz 或者60 Hz):
style="width:3.92657in;height:1.01332in" /> …… ………………… (A.2)
其中， 
style="width:1.93331in;height:0.6732in" /> … …………………… (A.3)
A.2 定子铁心比损耗的限值
作为辅助的铁心质量判别方法，定子铁心比损耗(P₁) 限值：
a) 隐极同步发电机
P₁≤1.3P,(1.5) ……………… … … (A.4)
b) 水轮发电机
P₁≤1.3P,(1.0) 额定功率\<500 MW … … … … … … … …(A.5)
P₁≤1.4P 、(1.0) 额定功率≥500 MW … … … … … … … …(A.6)
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试验数据的修正
当 试 验 时 的 磁 通 密 度 不 满 足 1 . 4 T (隐极同步发电机)或1 . 0 T
( 水 轮 发 电 机 ) , 试 验 电 源 频 率 不 是 基
准频率时，按式(B. 1) 、 式 (B.2) 、 式 (B.3) 和 式(B.4) 对 试 验 数 据
进 行 修 正 。
对于隐极同步发电机 ：
对于水轮发电机 ：
style="width:3.71999in;height:0.68002in" />
style="width:3.07335in;height:0.71984in" />
style="width:3.6934in;height:0.71346in" />
style="width:3.05998in;height:0.70664in" />
……… ……… …… (B.1)
… … ………… (B.2)
…… ……………… (B.3)
…… …… ………… (B.4)
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(资料性附录)
电磁铁心故障检测仪(ELCID)
(ELectromagnetic Core Imperfection Detector-ELCID,电磁铁心故障检测仪)
特定的定子铁心局部故障时，可采用ELCID 试验。
ELCID
试验使用一个环形线圈对定子铁心激磁，产生环路磁场来确定定子铁心短路位置。此方法
只需施加正常状态励磁量的4%,由通过定子铁心表面的一个感应探头来检测因定子铁心短路电流产
生的磁场，而不是检测定子铁心短路产生的热效应。该方法所要求电力容量很低，大多数工作地点的电
源容量均可满足，例如对几十万千瓦容量的发电机，只需要电源容量为2
kVA～3kVA 的电源。
由于施加励磁及定子铁心短路涡流电流的存在，在定子铁心产生了环路磁场。磁场会在定子铁心
表面产生磁位梯度，由一种特制的线圈——Chattock 电位计来测量磁位差。
Chattock 放置于每两个相
邻槽的外缘，通过对铁心表面，沿铁心齿槽进行纵向扫描，每一次对每个槽和其相邻两个齿进行检查，最
终检测所有铁心齿槽。磁位差的检测包括两部分：
一部分是励磁提供的在铁心表面的恒定磁场；另一部
分是定子铁心内任何短路点电流在定子铁心表面形成磁位差，这两种信号都由
Chattock 检测。
Chattock 电位计的输出信号值等比于它两端的磁位差。
电磁铁心故障检测仪接收 Chattock
信号，并将其与取自励磁电流的参考信号进行分析。检测信号
与参考信号同相的部分主要来自励磁产生的磁场，这部分信号较强。而铁心短路引起的涡流电流与励
磁电流有90°相位差，这就是 QUADRATURE
(即正交电流或交轴电流)电流。信号处理主机通过取自
励磁电流的参考信号及同步检测器分析出 Chattock信号内的 QUADRATURE
成分，这两种信号可被
显示并记录。信号处理主机已被校正，能直接显示 QUADRATURE
电流值。信号处理主机会记录
Chattock检测的每两个相邻铁心齿的信号，以给出每个槽的 QUADRATURE
曲线。这些曲线会显示
铁心短路点位置及 QUADRATURE 电流幅值，通过手持小型的 Chattock
对铁心齿面和槽内壁(在定
子线棒取出的情况下)进一步检测，可进一步确认铁心短路点位置。
ELCID
是一种高敏感度的检测仪器，对一些微小损坏也可检测出。这种高敏感度对电机铁心是否
存在短路点提供可靠的依据。从数十年的经验及众多的实际应用案例显示，如
QUADRATURE 电流
(使用4%额定励磁)超过100 mA
时，就需要进一步对铁心进行检查，并注意历史数据的对照，最终判
断依据以高磁密铁心试验为主。 ELCID 判定参考依据，见表C.1。
表 C.1 ELCID 判定参考依据
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|---|---|
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ELCID 准则与传统方法(铁心磁化试验)比较，对相同的定子铁心短路，有5
K～10 K 的温差。在 不同的励磁水平下进行测试，QUADRATURE
电流的判断参考依据也要相应等比例的提高或降低。
但由于铁心磁化的非线性，不推荐在额定励磁2%～10%以外的励磁水平进行测试。
更多内容 可以 GB-T 20835-2016 发电机定子铁心磁化试验导则. 进一步学习
T-NAIA 0199—2023 葡萄酒软木塞中愈创木酚、2,4,6-三氯苯甲醚和2,4,6-三溴苯甲醚的测定 气相色谱-质谱法.pdf