第1章 旋转电机的绝缘结构

1.1 旋转电机的类型

1.1.1 交流电动机

1.1.2 同步发电机

1.1.3 异步发电机

1.1.4 永磁（PM）同步电动机和发电机

1.1.5 按冷却方式分类

1.2 绕组的部件

1.2.1 定子绕组

1.2.2 绝缘的转子绕组

1.2.3 笼型异步电动机转子绕组

1.3 定子绕组结构的类型

1.3.1 散嵌定子绕组

1.3.2 线圈型成型定子绕组

1.3.3 罗贝尔线棒型成型定子绕组

1.4 成型定子绕组绝缘结构的特性

1.4.1 股线绝缘

1.4.2 匝绝缘

1.4.3 主绝缘

1.4.4 主绝缘局部放电的抑制

1.4.5 常规定子主绝缘的防晕涂层

1.4.6 逆变器供电定子绕组的表面防晕涂层

1.4.7 导体屏蔽

1.4.8 槽部机械支撑

1.4.9 线圈端部机械支撑

1.4.10 换位绝缘

1.5 散嵌定子绕组绝缘结构的特性

1.5.1 逆变器供电散嵌绕组的局部放电抑制

1.6 转子绕组绝缘结构部件

1.6.1 凸极转子

1.6.2 隐极转子

1.6.3 异步电机的绕线转子

参考文献

第2章 绝缘材料和绝缘结构的评估

2.1 老化应力

2.1.1 热应力

2.1.2 电气应力（电场强度）

2.1.3 环境应力（多种因素）

2.1.4 机械应力

2.1.5 辐射应力

2.1.6 多重应力

2.2 加速老化试验的原则

2.2.1 待评和基准绝缘材料／结构

2.2.2 统计偏差

2.2.3 故障表征

2.3 热耐受试验

2.3.1 基本原理

2.3.2 热鉴定和分级

2.3.3 绝缘材料热老化试验标准

2.3.4 绝缘结构热老化试验标准

2.3.5 未来趋势

2.4 耐电试验

2.4.1 成型线圈的专有试验

2.4.2 标准化的成型线圈／线棒交流电压耐久试验方法

2.4.3 逆变器供电绕组的电压耐受试验

2.5 热循环试验

2.5.1 IEEE热循环试验

2.5.2 IEC热循环试验

2.6 核环境资质鉴定试验

2.6.1 通过试验取得环境资质（EQ）鉴定

2.6.2 由分析得出环境资质鉴定

2.6.3 结合测试和分析进行环境资质鉴定

2.7 多重因素应力试验

2.8 材料特性试验

参考文献

第3章 绝缘材料和绝缘结构的历史发展

3.1 用于成型定子线圈的天然材料

3.2 早期用于成型定子线圈的合成材料

3.3 塑料薄膜和无纺织物

3.4 液态合成树脂

3.4.1 聚酯

3.4.2 环氧化物（环氧树脂）

3.5 云母

3.5.1 云母剥片

3.5.2 云母纸

3.5.3 云母的基底材料

3.6 玻璃纤维

3.7 层压板

3.8 导线和股线绝缘的演变

3.9 散嵌定子线圈的制造

3.10 成型线圈和线棒的制造

3.10.1 早期的绝缘结构

3.10.2 沥青基云母绝缘结构

3.10.3 单个线圈和线棒的热固化绝缘结构

3.10.4 整体VPI绝缘结构

3.11 导线换位的绝缘

3.12 缠包定子主绝缘的方法

3.13 绝缘衬垫、隔离垫块和套管

3.13.1 散嵌定子

3.13.2 转子

参考文献

第4章 现行的定子绕组绝缘结构

4.1 主要制造商的兼并

4.2 主要的成型定子绕组绝缘结构品牌介绍

4.2.1 西屋电气公司：Termalastic TM

4.2.2 通用电气公司（GE公司）：Micapals Ⅰ和Ⅱ TM，Epoxy Mica Mat TM，Micapal HTTM.以及Hydromat TM

4.2.3 Alsthom、GEC Alsthom 和 Alstom Power：Isotenax TM、Resitherm TM、Resiflex TM、Resivac TM和 Duritenax TM

4.2.4 西门子公司（Siemens AG），KWU：Micalastic TM

4.2.5 BrownBoveri、ASEA、ABB和Alstom Power：Micadur TM，Micadur Compact TM，Micapact TM和Micarex TM

4.2.6 东芝公司（Toshiba Corporation）：Tosrich TM和Tostight TM

4.2.7 三菱电气公司（Mitsubishi Electric Corporation）

4.2.8 日立公司（Hitachi）：Hi-Resin TM、Hi-Mold TM和Super Hi-Resin TM

4.2.9 东方电机

4.2.10 哈尔滨电气集团（HEC）

4.2.11 上海电机

4.2.12 济南发电设备厂：Resitherm TM，Micadur TM和Micadur Compact TM

4.2.13 现代绝缘结构小结

4.3 成型绕组绝缘结构的最新发展

4.3.1 减小对地绝缘的热阻

4.3.2 提高电场强度

4.3.3 环境问题

4.4 散嵌定子绝缘结构

4.4.1 电磁线绝缘

4.4.2 相间及对地绝缘

4.4.3 涂覆处理与浸漆

参考文献

第5章 转子绕组的绝缘结构

5.1 转子的槽绝缘和匝间绝缘

5.2 集电环绝缘

5.3 绕组端部绝缘和挡块

5.4 护环绝缘

5.5 直接冷却转子的绝缘

5.6 绕线转子

5.7 超导同步转子

参考文献

第6章 转子和定子的叠片铁心

6.1 磁性材料

6.1.1 磁场

6.1.2 铁磁性

6.1.3 饱和磁化曲线

6.1.4 铁磁材料

6.1.5 磁导率

6.1.6 磁滞损耗

6.1.7 涡流损耗

6.1.8 影响铁损的其他因素

6.1.9 晶粒方向的影响

6.1.10 温度的影响

6.1.11 热处理的影响

6.1.12 杂质和合金元素的影响

6.1.13 硅／铝钢

6.2 制造厂施加的绝缘

6.3 叠片冲制和激光切割

6.4 退火和去除毛刺

6.5 涂漆或覆膜

6.6 定子和转子的铁心结构

6.6.1 定子的铁心结构：一般结构

6.6.2 水轮发电机和大型电动机定子铁心的组装和支撑结构

6.6.3 汽轮发电机定子铁心的组装和支撑结构

6.6.4 较小型的电动机和发电机定子铁心

6.6.5 转子铁心结构

参考文献

第7章 绕组故障、修理和重绕的基本原理

7.1 故障过程

7.1.1 各部件的相对故障率

7.1.2 影响故障机理的决定因素

7.2 影响维修决定的因素

7.3 定子绕组局部损伤的快速修理

7.4 故障后拆除定子线圈

7.5 线棒和（或）线圈的更换和半线圈拼接

7.6 重绕

参考文献

第8章 定子故障机理和修理

8.1 热劣化

8.1.1 基本过程

8.1.2 根本原因

8.1.3 故障表象

8.1.4 补救措施

8.2 热循环

8.2.1 基本过程

8.2.2 根本原因

8.2.3 故障表象

8.2.4 补救措施

8.3 树脂浸漆或浸渍不良

8.3.1 基本过程

8.3.2 根本原因

8.3.3 故障表象

8.3.4 补救措施

8.4 槽内线圈松动

8.4.1 基本过程

8.4.2 根本原因

8.4.3 故障表象

8.4.4 补救措施

8.5 半导体覆层故障

8.5.1 基本过程

8.5.2 根本原因

8.5.3 故障表象

8.5.4 补救措施

8.6 半导体和（或）分级防晕覆层交叠部位故障

8.6.1 基本过程

8.6.2 根本原因

8.6.3 故障表象

8.6.4 补救措施

8.7 高强度槽放电

8.7.1 基本过程

8.7.2 根本原因

8.7.3 故障表象

8.7.4 修理措施

8.8 振动火花（电火花腐蚀）

8.8.1 基本过程

8.8.2 根本原因

8.8.3 故障表象

8.8.4 修理措施

8.9 瞬态电压冲击

8.9.1 基本过程

8.9.2 根本原因

8.9.3 故障表象

8.9.4 补救措施

8.10 馈电驱动装置产生的重复电压冲击

8.10.1 基本过程

8.10.2 根本原因

8.10.3 故障表象

8.10.4 补救措施

8.11 脏污（表面爬电）

8.11.1 基本过程

8.11.2 根本原因

8.11.3 故障表象

8.11.4 补救措施

8.12 磨损颗粒

8.12.1 基本过程

8.12.2 根本原因

8.12.3 故障表象和补救措施

8.13 化学侵蚀

8.13.1 基本过程

8.13.2 根本原因

8.13.3 故障表象

8.13.4 补救措施

8.14 绕组端部间距不足

8.14.1 基本过程

8.14.2 根本原因

8.14.3 故障表象

8.14.4 补救措施

8.15 绕组端部振动

8.15.1 基本过程

8.15.2 根本原因

8.15.3 故障表象

8.15.4 补救措施

8.16 定子冷却水泄漏

8.16.1 基本过程

8.16.2 根本原因

8.16.3 故障表象

8.16.4 补救措施

8.17 电气连接不良

8.17.1 基本过程

8.17.2 根本原因

8.17.3 故障表象

8.17.4 补救措施

参考文献

第9章 转子绕组故障机理和修理

9.1 热劣化

9.1.1 一般过程

9.1.2 根本原因

9.1.3 故障表征

9.2 热循环

9.2.1 一般过程

9.2.2 根本原因

9.2.3 故障表征

9.3 由于不平衡或盘车运行造成的磨损（铜粉尘）

9.3.1 一般过程

9.3.2 根本原因

9.3.3 故障表征

9.4 脏污（爬电痕迹）

9.4.1 一般过程

9.4.2 根本原因

9.4.3 一般表征

9.5 反复的电压冲击

9.5.1 一般过程

9.5.2 根本原因

9.5.3 一般表征

9.6 离心力

9.6.1 一般过程

9.6.2 根本原因

9.6.3 一般表征

9.7 失磁运行

9.7.1 运行中失磁

9.7.2 发电机断路器意外闭合

9.7.3 根本原因

9.7.4 一般表征

9.8 补救措施

参考文献

第10章 凸极转子绕组故障机理和修理

10.1 热劣化

10.1.1 基本过程

10.1.2 根本原因

10.1.3 一般表征

10.2 热循环

10.2.1 基本过程

10.2.2 根本原因

10.2.3 一般表征

10.3 脏污（爬电和受潮）

10.3.1 基本过程

10.3.2 根本原因

10.3.3 一般表征

10.4 磨损颗粒

10.4.1 基本过程

10.4.2 根本原因

10.4.3 一般表征

10.5 离心力

10.5.1 基本过程

10.5.2 根本原因

10.5.3 一般表征

10.6 反复的电压冲击

10.6.1 基本过程

10.6.2 根本原因

10.6.3 一般表征

10.7 磁极修理

参考文献

第11章 绕线转子绕组故障机理和修理

11.1 电压冲击

11.1.1 一般过程

11.1.2 根本原因

11.1.3 一般表征

11.2 不平衡电压

11.2.1 一般过程

11.2.2 根本原因

11.2.3 一般表征

11.3 线棒接头和波绕组的高阻连接

11.3.1 一般过程

11.3.2 根本原因

11.3.3 一般表征

11.4 线圈端部绑扎故障

11.4.1 一般过程

11.4.2 根本原因

11.4.3 一般表征

11.5 集电环绝缘短路及接地

11.5.1 一般过程

11.5.2 根本原因

11.6 绕线转子绕组的修理

11.6.1 已发生故障的绕组

11.6.2 脏污绕组和集电环绝缘

11.6.3 线棒型绕组接头故障

11.6.4 线圈端部绑扎结构损坏

11.6.5 集电环绝缘失效或脏污

参考文献

第12章 笼型异步电机转子绕组故障机理和修理

12.1 发热

12.1.1 一般过程

12.1.2 根本原因

12.1.3 一般表征

12.2 周期性机械应力

12.2.1 一般过程

12.2.2 根本原因

12.2.3 一般表征

12.3 设计或制造不良

12.3.1 一般过程和根本原因

12.3.2 一般表征

12.4 修理

参考文献

第13章 铁心片间绝缘故障和修理

13.1 热劣化

13.1.1 一般过程

13.1.2 根本原因

13.1.3 一般表征

13.2 电劣化

13.2.1 一般过程

13.2.2 根本原因

13.2.3 一般表征

13.3 机械劣化

13.3.1 一般过程

13.3.2 根本原因

13.3.3 故障表征

13.4 制造缺陷引起的故障

13.4.1 一般过程

13.4.2 根本原因

13.4.3 故障表征

13.5 铁心的修复

13.5.1 铁心松动

13.5.2 铁心绝缘片间短路

13.5.3 绕组电气故障造成的铁心损坏

13.5.4 假齿

13.5.5 穿心螺杆绝缘碎裂

13.5.6 分瓣铁心修理

参考文献

第14章 试验和监测的基本原理

14.1 试验和监测的目的

14.1.1 评估绕组状态和绕组剩余寿命

14.1.2 确定检修的优先权

14.1.3 交接和质量保证试验

14.1.4 确定故障根源

14.2 离线试验与在线监测

14.3 目视检查的作用

14.4 将数据转变为信息的专家系统

参考文献

第15章 离线的转子绕组和定子绕组试验

15.1 绝缘电阻和极化指数

15.1.1 试验目的与原理

15.1.2 试验方法

15.1.3 试验数据分析

15.2 直流耐压试验

15.2.1 试验目的与原理

15.2.2 试验方法

15.2.3 试验数据分析

15.3 极化／去极化电流测量（PDC）

15.3.1 试验目的与原理

15.3.2 试验方法

15.3.3 试验数据分析

15.4 直流电阻测量

15.4.1 试验目的与原理

15.4.2 试验方法

15.4.3 试验数据分析

15.5 连接不良的热点（大电流—红外成像仪）

15.5.1 试验目的与原理

15.5.2 试验方法

15.5.3 试验数据分析

15.6 交流耐压试验

15.6.1 试验目的与原理

15.6.2 试验方法

15.6.3 试验数据分析

15.7 电容量测试

15.7.1 试验目的与原理

15.7.2 试验方法

15.7.3 试验数据分析

15.8 定子电容量增量测试

15.8.1 试验目的与原理

15.8.2 试验方法

15.8.3 试验数据分析

15.9 电动机定子的容抗试验

15.10 介质损耗（或功率）因数试验

15.10.1 试验目的与原理

15.10.2 试验方法

15.10.3 试验数据分析

15.11 功率损耗（介质损耗）因数增量试验

15.11.1 试验目的与原理

15.11.2 试验方法

15.11.3 试验数据分析

15.12 常规绕组的离线局部放电试验

15.12.1 试验目的与原理

15.12.2 试验方法

15.12.3 试验数据分析

15.13 逆变器馈电绕组的离线局部放电试验

15.13.1 试验目的与理论

15.13.2 试验方法和数据分析

15.14 定子绕组暗室遮光试验和紫外成像

15.14.1 试验目的和原理

15.14.2 试验方法

15.14.3 试验数据分析

15.15 定子局部放电部位探测试验

15.15.1 试验目的与原理

15.15.2 试验方法

15.15.3 试验数据分析

15.16 定子冲击电压试验

15.16.1 试验目的与原理

15.16.2 试验方法

15.16.3 试验数据分析

15.17 感抗试验

15.18 半导体涂层接触电阻试验

15.18.1 试验目的与原理

15.18.2 试验方法

15.18.3 试验数据分析

15.19 导体冷却介质管路电阻试验

15.19.1 试验目的与试验方法

15.20 定子槽楔敲击试验

15.20.1 试验目的与原理

15.20.2 试验方法

15.20.3 试验数据分析

15.21 槽部侧面间隙试验

15.21.1 试验目的与原理

15.21.2 试验方法

15.21.3 试验数据分析

15.22 定子槽部径向间隙试验

15.22.1 试验目的与原理

15.22.2 试验方法

15.22.3 试验数据分析

15.23 定子绕组端部动态特性试验

15.23.1 试验目的与原理

15.23.2 试验方法

15.23.3 试验数据分析

15.24 定子压力和真空衰减试验

15.24.1 试验目的与原理

15.24.2 试验方法和试验数据分析

15.25 转子磁极压降（电压降）试验

15.25.1 试验目的与原理

15.25.2 试验方法——凸极转子

15.25.3 试验方法——隐极转子

15.25.4 试验数据分析

15.26 转子RSO及冲击电压试验

15.26.1 试验目的与原理

15.26.2 试验方法

15.26.3 试验数据分析

15.27 笼型转子绕组测试仪

15.27.1 试验目的与原理

15.27.2 试验方法

15.27.3 试验数据分析

15.28 转子荧光着色渗透试验

15.28.1 试验目的与原理

15.28.2 试验方法与试验数据分析

15.29 转子额定磁通试验

15.29.1 试验目的与原理

15.29.2 试验方法

15.29.3 试验数据分析

15.30 转子单相旋转试验

15.30.1 试验目的与原理

15.30.2 试验方法

15.30.3 试验数据分析

参考文献

第16章 运行中定子和转子绕组的在线监测

16.1 温度监测

16.1.1 定子绕组温度测点

16.1.2 转子绕组传感器

16.1.3 数据的采集和分析

16.1.4 热成像仪

16.2 工况监测仪和标识化合物

16.2.1 监测原理

16.2.2 数据解读

16.3 臭氧

16.3.1 监测原理

16.3.2 数据解读

16.4 局部放电在线监测

16.4.1 监测原理

16.4.2 数据解读

16.5 电容和介质损耗因数在线测量

16.5.1 原理

16.5.2 数据采集与解读

16.6 绕组端部振动监测

16.6.1 监测原理

16.6.2 数据采集和解读

16.7 同步电机转子磁通监视

16.7.1 监测原理

16.7.2 数据采集和解读

16.8 电流特征分析

16.8.1 监测原则

16.8.2 数据采集

16.8.3 数据分析

16.9 轴承振动监测

16.9.1 振动传感器

16.9.2 异步电机的监测

16.9.3 同步电机的监测

16.10 定子绕组漏水监测

参考文献

第17章 铁心试验

17.1 插刀试验

17.1.1 试验目的及原理

17.1.2 试验方法

17.1.3 试验结果判断

17.2 额定磁通试验

17.2.1 试验目的和原理

17.2.2 试验方法

17.2.3 试验结果分析

17.3 铁心损耗试验

17.3.1 试验目的与原理

17.3.2 试验方法

17.3.3 试验结果分析

17.4 铁心低磁通试验（EL-CID）

17.4.1 试验目的和原理

17.4.2 试验方法

17.4.3 试验结果分析

参考文献

第18章 新绕组和重绕绕组的要求

18.1 定子和转子绕组技术规范的目标

18.2 规范中的细节与一般条款之间的权衡

18.3 规范的一般条款

18.4 新定子绕组的技术要求

18.5 绝缘的转子绕组技术要求

18.5.1 新的隐极转子绕组

18.5.2 隐极转子绕组的翻新与更换

18.5.3 新的凸极转子绕组

18.5.4 在役凸极转子绕组的翻新和修理

参考文献

第19章 新绕组的验收和现场试验

19.1 定子绕组绝缘结构的资质预选试验

19.1.1 绝缘介质损耗因数增量试验

19.1.2 常规绕组的局部放电试验

19.1.3 逆变器供电绕组的局部放电试验

19.1.4 脉冲（冲击电压）试验

19.1.5 常规绕组的电压耐久试验

19.1.6 逆变器馈电成型绕组的耐电压试验

19.1.7 热循环试验

19.1.8 热分级试验

19.2 定子绕组绝缘结构的工厂和现场试验

19.2.1 绝缘电阻和极化指数试验

19.2.2 相电阻和（或）热成像

19.2.3 交流和直流耐压试验

19.2.4 脉冲（冲击电压）试验

19.2.5 股间绝缘试验

19.2.6 功率因数增量试验

19.2.7 局部放电（PD）试验

19.2.8 半导体涂覆层试验

19.2.9 槽楔敲击试验

19.2.10 绕组端部锤击试验

19.3 转子绕组的工厂和现场试验

19.3.1 对所有带绝缘的绕组适用的试验

19.3.2 隐极同步电机转子绕组

19.3.3 凸极同步电机绕组

19.3.4 绕线转子异步电机转子绕组

19.3.5 笼型转子绕组

19.4 铁心绝缘的工厂试验和现场试验

19.4.1 铁心紧度试验

19.4.2 额定磁通试验

19.4.3 低磁通（EL-CID）试验

参考文献

第20章 维修策略

20.1 维修和检查的选择

20.1.1 故障后维修或补救性维修

20.1.2 基于时间的维修或预防性维修

20.1.3 基于状态的检修或预知性维修

20.1.4 检查

20.2 各种不同型式的电机适用的维修策略及实施措施

20.2.1 汽轮发电机

20.2.2 凸极发电机和电动机

20.2.3 笼型和绕线转子异步电动机

参考文献