发电机定子、转子的铜温和导电率检测手段

摘要：使用电阻法和涡流法分别对发电机的定子与转子铜漆包线进行导电率检验，对其与温度之间的关系进行了验证和总结。结果表明，在应用电阻法进行导电率检查时，应准确使用电阻率温度系数进行修正；在运用涡流法进行检验时，标块的校准是关键，此外两种办法都需要高效、可靠的等温测试环境。

发电机中所用的铜线具体包括定子绕组用铜导线(纯铜或无氧铜)和转子绕组用铜排(银铜或无氧银铜)。导电率是衡量其功能特性的较为重要的指标，服务中心在生产制造的程序中对这两种物料的导电率有着严格的控制，几乎全部都要达到或超过国际退火铜标准(100%ⅠACS)的导电率值。但在实际检修程序中，铜线的导电率对环境温度是很敏感的，检验标准中也只是按照材料大类给出了相应的参考值，因此为了更加正确的检测铜线的导电率，有必要结合相应的检查对铜线导电率与温度之间的关系进行验证。

柴油发电机的电球内部转子和定子铜温通常是多少， 平均铜温的较高允许值应该低于局部铜温的较高允许值。根据十几年来的经验，暂建议定子线圈平均铜温的较高允许值为云母沥青胶绝缘105°C；σ级绝缘120°C。发电机较高铜温与平均铜温的差值，与发电机的轴向长度、通风结构、端部线圈型式、槽部线圈与端部线圈的长度比等要素有关，不同型号、不同容量的发电机，这个差值互相不一样。氢冷发电机，这个差值还着氢压的提升而减轻。因此.在操作相同绝缘材料，允许同一较高铜温的因素下，不一样类型、不一样功率的发电机，定子线圈平均铜温的较高允许值应该不同.才是合理的。订出一个统一的平均铜温允许值的标准目前还不可能。

导电率?是评价材料导电性能的指标，日常检修中通常还会用到电阻率ρ(Ωmm2/m或Ωm)和电导率σ(MS/m)两项指标。实际上，这三项指标只是材料导电性能的三种不一样表示方式。检验时只要能获得其中一项指标，即可通过换算得出另外两项指标。

在电阻率ρ已知的情况下，电导率σ(MS/m)的计算公式为：σ=Ⅰ/ρ);导电率?(%ⅠACS)的计算公式为：?=0.017 241/ρX100。其中ρ的单位为Ωmm2/m，ρ的值取决于被测导体的材料和温度。

一般，在导体材料确定的情况下，电阻率会随着温度的变化而变化。一般纯金属的电阻率会随着温度的升高而升高，且在温度不太高的情形下，近似存在着线性关系，因此温度对电阻率的影响程度可以用式(2)来进行衡量：

式(2)中的标准温度一般为0°C或20Co铜线作为铜导体，其导电率检验的正确度也与检修时样品的温度有关，且直接危害对其性能的评判。一般纯铜的电阻温度系数为0.003 93°C-1(标准温度：20°C)左右柴油发电机启动故障大全。

金属导体的导电率可依据欧姆和电阻定律的相关定义，通过测定相应参数之后计算获得，即电阻法；另外，还可操作根据电涡流原理所制造的涡流电导率仪进行检修，即涡流法。

电阻法依据欧姆和电阻定律，选择电桥等方式对被测样品的单位长度电阻进行测定，同时借助密度计和长度量具测算出被测样品的横截面积，按照公式R=ρL/S，即可计算出被测样品的电阻率ρ 。然后根据电阻率与导电率之间的关系得到被测样品的导电率。

电阻法检修的长处在于适合于截面较小且均匀的各类型材，因此特别适合定子绕组所用的铜导线的检验；其弊端是被测数据较多，过程较复杂，同时由于需要被测样品的标定长度不小于0.3 m，因此不实用对截面较大的铜排进行检测。

涡流法是借助电涡流的机理柴油发电机故障代码表，即当载有交变电流的线圈(也称感应器)接近导电材料表面时，因为线圈交变磁场的作用，在材料表面和近表面感应出旋涡状电流，此电流即为涡流。材料中的涡流会出现磁场，反功能于线圈上，这种反功能的大小与材料表面和近表面的导电率有关，因此可利用这种关系对材料的导电率进行检修。

涡流法检修的优势在于步骤简易、快速；但因为被测样品表面的直径需大于传感器直径(一般为14 mm)的两倍且对试样较小厚度有一定的要点重庆康明斯官网，因此不实用于对铜导线的检修，而非常适合铜排的检测。

上述两种检修步骤都会受温度的影响。电阻法检验中，测定单位长度电阻和横截面积时，温度的高低会直接危害检测的结果。涡流法检测中，需要用到校准样块，校准样块与被测样品的温度是否一致也将直接影响到检查的结果。

共采取5根铜导线根铜排试样在服务站实验室进行验证，销售中心实验室为温度随季节小幅波动但较为稳定的封闭实验室，考虑常年实际的温度波动范围，验证温度范围设定为10~30°C，温度梯度按每2°C为一个梯阶，为了使环境温度相对稳定，每次测定需在实验室温度稳定并至少等温1 h之后进行。

根据GB/T 3048.2-2007，得到铜材的热膨胀系数通常在1.7×10-5°C，与其电阻温度系数0.003 93相比，低了约2个数量级，在10-30℃范围内可直接忽略它对电阻率的影响，因此电阻法验证中直接采用20°C时的导体面积进行计算。

根据电阻法的验证情形，所选用的铜导线导电率与温度之间的关系。在10~30°C的温度区间内，随着温度的升高，铜导线的导电率随之下降，且这种下降在该温度范围内与温度具有明显的线性相关性。在导电率本身差异不大的状况下，拟合得到的斜率几乎是完全一致的。

按式(3)电导率温度系数为-0.41%ⅠACS/℃换算至电阻温度系数约为0.00423，与国标给出的铜材类的0.003 93较为接近，同时也证明温度对导体横截面积测量的影响是可以直接忽略的。若直接换算成单位为Ωmm2/m的电阻率的温度系数则约为0.000 072°C-1。

一般实验室的温度均不能正确地控制为测试所需的标准温度，特别是服务中心实验室，因此关于在工厂实验室进行检查的纯铜或无氧铜类铜导线°C范围内高效等温之后可直接操作式⑶中的因子-0.41，将检修结果直接换算至标准温度(20°C)。尽管该温度系数略大于国家标准所给的铜材的参考值，但考虑铜导线的自身特性和检修环境，建议直接操作该修正值，同时建议等温的时间应大于1 h，确保有效等温。而车间现场环境更难控制，温度变化较快，材料难以实现有效等温，因此不建议在车间制造现场进行检修。

根据验证情况，铜排导电率与温度之间的关系，运用涡流法进行检验时，在10~30°C的范围内被测样品的检测值不随温度有明显的变化，且在所采用的各个检测值上具有同样的规律。拟合发现，各趋势线，表明在该温度范围内该组铜排中的较大温度危害偏差约为0.4%ⅠACS，已低于国家标准中重复性下限为0.65%ⅠACS的要求。因此在高效等温的情况下选择涡流法进行检测，温度对检验结果的危害是可以忽略的。

涡流法检查导电率其实是一种比较法，用仪器对标准样块和被测样品进行比较，比较法的基本在于被比较的对象拥有相同的状态与环境，因此OEM主机厂实验室检测银铜或无氧银铜类铜排时的关键在于试样与标准样时间应大于1 h 。另外，因为车间现场的温度稳定性较差，难以实现高效的等温，故同样不建议在车间现场使用该步骤进行检修。

根据上述验证及剖析，在服务站实验室对铜导线(纯铜或无氧铜)进行导电率检修时，宜操作电阻法。在10-30°C的环境温度范围内，可直接操作验证得到的系数-0.41%ⅠACS将检验值修正到标准温度20℃，前提是试样温度均匀且与环境温度一致。对铜排(银铜或无氧银铜)进行导电率检测时，宜操作涡流法，在10~30°C的环境范围内进行高效等温后直接检测即可。在上述检修环境下，两种对策的等温时间均应大于1h，以确保有效等温。另外，考虑到有效等温的必要性，不建议在车间制造现场进行检验。在被测样品同时满足两种检测方法要求的情形下，建议优先使用涡流法，以实现更高的检验效率。