Проверка электрической прочности изоляции

Испытание электрической прочности изоляции — Испытание электрических машин

Оглавление

Испытание электрических машин

Основные вопросы методики испытаний

Измерение электрических величин

Измерение параметров переходных процессов

Статистические исследования результатов испытания

Характеристика электроизмерительных приборов

Приборы для измерения частоты и сопротивления

Регистрирующие приборы

Приборы для исследования формы колебаний, измерения характеристик магнитного поля

Приборы для измерения сдвига фаз

Требования техники безопасности при работе с приборами

Испытания в процессе производства

Испытание электрической прочности изоляции

Контроль обмоток в процессе производства

Контроль магнитной симметрии в процессе производства

Проверка состояния подшипников в процессе производства

Характеристики, параметры

Методы измерения механических величин

Измерение угла дельта между ЭДС и напряжением на зажимах, методы измерения температуры

Общие правила проведения тепловых испытаний

Охлаждение

Токосъем и коммутация

Коммутация электрических машин постоянного тока

Токосъем через контактные кольца

Обеспечение надежной работы щеточного аппарата

Требования к технологии изготовления и сборки для коммутации

Особенности коммутации коллекторных электрических машин переменного тока

Практические методы исследования и наладки коммутации

Контроль и наладка коммутации с помощью приборов количественной оценки

Источники шума и вибрации

Измерение шума электрических машин

Стандартные методы измерения шума электрических машин

Проведение измерений шума электрических машин, приборы

Измерение вибрации электрических машин

Аппаратура для измерения вибрации

Методы частотного анализа спектра

Выбор вида анализа и параметров анализатора звукового спектра

Допустимые уровни шума и вибрации

Точность измерения шума и вибрации

Радиопомехи

Защита от радиопомех

Автоматизация испытаний

Средства автоматизации испытаний

Литература

Страница 13 из 44

Испытание производится приложением к ней повышенного по сравнению с номинальным испытательного напряжения переменного тока 50 Гц с практически синусоидальной формой кривой Uис. Значение Unc и время ее приложения (1 мин) устанавливаются ГОСТ 183-74.
Испытательное напряжение прикладывается между выводами обмотки, изоляция которой испытывается, и соединенными вместе выводами других соприкасающихся с ней обмоток и корпусом ЭМ. Напряжение плавно поднимается до значения Unc и после выдержки плавно снижается до нуля и отключается. Для электрических машин массовых серий время выдержки может быть снижено до 1 с с увеличением £/ис на 20% (ГОСТ 183-74), Unc прикладывается при этом сразу.
Испытание электрической прочности изоляции рекомендуется делать как завершающее после испытания электрических машин на нагрев и других видов испытаний, в которых на изоляцию воздействуют повышенные механические, тепловые и электрические нагрузки.
В процессе изготовления электрических машин испытание изоляции производится многократно. Изоляция обмоток испытывается, например, после изготовления секций, укладки их в пазы, соединения обмотки, ее пропитки и т. д. Во избежание повреждения изоляции каждое последующее испытание проводится с понижением С/ис, с тем чтобы Unc полностью собранной электрической машины соответствовало требованиям технической документации. Для крупных электрических машин, которые после испытания на заводе-изготовителе транспортируются в разобранном виде, при испытании изоляции после сборки на месте установки прикладывается Uис, сниженное на 20%.
Если в процессе испытания электрической прочности изоляции произошел пробой, сопровождающийся внезапным увеличением тока утечки и падением сопротивления изоляции, то необходимо установить места пробоя. Для этого проводится возможное разъединение цепей и измерение сопротивления изоляции отдельных участков цепей между собой и корпусом. Если измерение сопротивления изоляции не дает четкой информации о месте повреждения (изоляция может частично восстанавливаться), то производится повторное испытание изоляции отдельных цепей напряжением 0,5Uuc, после чего снова проверяется сопротивление изоляции.
Для установления места пробоя можно поступить двояко. В первом случае, если пробой не привел к металлическому замыканию, приложением небольшого напряжения «прожечь» место пробоя, которое обнаруживается по выделению дыма, характерному треску, видимому искрению.
Во втором случае, если место пробоя является металлическим замыканием, что характеризуется весьма низким переходным сопротивлением, применить метод магнитной стрелки. Согласно этому методу к одному из двух концов обмотки, изоляция которой относительно корпуса пробита, и к корпусу подводится напряжение постоянного тока и пропускается небольшой ток. Приближая поочередно к пазам, в которых расположена обмотка, магнитную стрелку, можно установить паз, после отхода от которого притяжение стрелки при включении тока прекращается. Место замыкания на корпус находится вблизи этого паза. Для контроля этот опыт повторяется при подводе постоянного тока к другому концу обмотки.


Рис. 2.2. Определение места пробоя изоляции на корпус:
а — для обмоток, соединенных с коллектором; б — для полюсных обмоток
Особенно этот метод удобен для якорных обмоток, соединенных с коллектором, где, передвигая по коллектору точку подвода постоянного тока (второй конец соединяется с валом), можно найти пластину, питание которой дает минимальное число пазов, притягивающих стрелку. Распаяв и подняв верхнюю секцию, входящую в петушок этой пластины, можно с помощью магнитной стрелки установить паз, в котором произошел пробой (рис. 2.2,а).
Для обмоток, соединенных с коллектором, при определении места замыкания на землю может быть также применен метод милливольтметра по рис. 2.2, а. Передвигая по коллектору щуп милливольтметра, можно получить минимальный отсчет на пластине, соединенной с местом заземления.
Установление места заземления в тех случаях, когда сопротивление обмотки больше переходного сопротивления заземления и отдельные точки обмотки доступны, можно выполнить способом потенциометра. На рис. 2.2, б приведена схема этого способа для обмотки возбуждения. Передвигая движок потенциометра, можно при нулевом отсчете милливольтметра установить расстояние (число витков) от входных концов до точки заземления.

Установки для испытания электрической прочности изоляции повышенным напряжением.

Установки должны обеспечивать возможность плавного регулирования напряжения (ступенями не более 1— 1,5% Uис), измерения, а также автоматического отключения и сигнализации при пробое и резком увеличении тока утечки . Источником повышенного напряжения при испытаниях обычно служат силовые однофазные трансформаторы. Для электрических машин небольшой мощности (до 10 кВт) при рабочих напряжениях до 500 В в качестве источников Uис могут использоваться измерительные трансформаторы напряжения.
При выборе мощности испытательного трансформатора следует иметь в виду, что она должна быть пропорциональна U2ис. Ток испытательного трансформатора
(2.5)
где максимальный ток утечки Iymax = Unc/Rnmin°, емкостный ток

С — емкость обмотки относительно корпуса,
Для крупных высоковольтных электрических машин превалирующее значение имеет составляющая Iс.
Если при Рном < 200 кВт Uис < 500 В мощность испытательного трансформатора имеет порядок 100 В · А, то для турбогенераторов мощностью 500—800 МВт и напряжением 24 кВ она доходит до 150 кВ · А.
Минимальная мощность испытательного трансформатора должна быть достаточной для того, чтобы «прожечь» место пробоя. Напряжение на первичной стороне трансформатора регулируется регуляторами напряжения.
Важнейшим вопросом при выборе оборудования испытательной установки является обеспечение практически синусоидальной формы кривой напряжения, так как наличие гармонических составляющих, например 3-й гармоники, приводит к существенному увеличению емкостного тока и неправильной оценке свойств изоляции.
С этой целью рекомендуется выбирать номинальное напряжение испытательных трансформаторов и регуляторов более высокое, чем это требуется для обеспечения заданного Uис.
Реостатное регулирование напряжения не рекомендуется, так как оно может искажать форму кривой испытательного напряжения.
Измерение напряжения, как правило, производится на стороне высокого напряжения трансформатора. Для этой цели используются вольтметры, включенные через трансформаторы напряжения или делители напряжения, электростатические киловольтметры. Допускается включение вольтметра на ответвление стороны высокого напряжения со стороны заземленного вывода.
В установках с Uис > 10 кВ для контроля Uис могут применяться шаровые разрядники.
Особое значение при испытании повышенным напряжением приобретает техника безопасности (см. ГОСТ 12.3.019-80).

Испытание электрической прочности изоляции между смежными витками обмоток.

В соответствии с ГОСТ 183-74 оно проводится путем повышения напряжения при холостом ходе до значений (1,3 ÷ 1,5) Uном на 3—5 мин. Для электрических машин постоянного тока и синхронных это испытание связано с необходимостью увеличения тока возбуждения, а для асинхронных двигателей — с увеличением тока холостого хода. Если при этом указанные выше токи могут вызвать чрезмерный нагрев, то время испытания может быть сокращено до 1 мин. С целью уменьшения этих токов разрешается повышение на 15% частоты питающей сети, а также частоты вращения электрических машин. Испытание межвитковой изоляции можно совмещать с испытанием при повышенной частоте вращения.
Для электрических машин постоянного тока с числом полюсов 2р > 4 повышение напряжения якорной обмотки ограничивается величиной Ukmax при которой среднее напряжение между коллекторными пластинами < 24 В,
(2.6)
где К — число пластин.
Указанные выше стандартные испытания в связи с небольшим значением напряжения между витками являются проверкой исправности обмотки, но не дают информации об электрической прочности межвитковой изоляции. Для самой тонкой изоляции (эмальпровода) пробивное напряжение равно примерно 100 В, в то время как напряжение между витками не превышает десятков вольт.
В практике нашли распространение два метода, дающие возможность подвергнуть межвитковую изоляцию воздействию достаточно высоких напряжений, причем такое воздействие может обеспечиваться на всех стадиях технологического процесса изготовления обмоток и сборки ЭМ .
Первый метод заключается в индуцировании в витках обмотки напряжения повышенной частоты. Для этой цели секции обмотки надеваются на сердечник из листовой стали (со съемным ярмом), в котором с помощью обмотки возбуждения, питающейся от источника тока с частотой примерно 10 кГц, возбуждается магнитный поток. Такое испытание дает возможность повышения ЭДС, приходящейся на один виток, в 200 раз по сравнению с испытаниями частотой 50 Гц. Указанный метод применим и для испытания полюсных многовитковых катушек.
Для обнаружения замыкания между витками применяется ряд методов, простейший из которых — приближение к виткам испытуемой секции П-образного контрольного сердечника из тонкой электротехнической стали с намотанной на нем многовитковой измерительной катушкой, соединенной с электронным вольтметром. Появление тока в короткозамкнутых витках индуцирует в этой катушке ЭДС, регистрируемую чувствительным вольтметром.
После укладки секций в пазы (до соединения параллельных ветвей) ЭДС повышенной частоты индуцируется с помощью П-образного сердечника с обмоткой возбуждения, который прикладывается к головкам двух зубцов, между которыми в пазу лежит сторона испытуемой секции.
Для обнаружения повреждения межвитковой изоляции используется описанный выше контрольный сердечник, прикладываемый к тем же зубцам на некотором расстоянии (чтобы избежать возникновения взаимной индукции) от индукторного. Оба сердечника крепятся на общей рукоятке.
Если расположить по окружности ротора или расточки статора на одинаковом расстоянии р индукторных сердечников, где р — число пар полюсов, то испытание можно вести на полностью соединенной по схеме обмотке . Контрольный сердечник перемещается при этом по окружности ротора или статора.
Метод обнаруживает не только замыкания между витками, но и ошибки в числе витков и шаге секций, схеме соединения, а также наличие двойного замыкания на землю.
Другим методом испытания межвитковой изоляции (и обнаружения различных дефектов обмоток) является метод «бегущей волны». При этом методе на вывод обмотки с помощью тиратронных преобразователей и переключателей подаются импульсы высокого напряжения с крутым фронтом. Частота повторения импульсов 50—60 раз в секунду.
При прохождении такой волны напряжения по обмотке (с числом витков в секции до 2—3) имеется возможность создать напряжение между витками до 1—2 кВ.
Для обнаружения пробоя существует ряд методов. В основе одного из них лежит сравнение формы импульсов, прошедших через две какие- либо части одной обмотки (фазы, секции). Для этой цели с помощью переключателя импульс подается поочередно на входные концы этих частей обмотки. Выходные концы их присоединяются к делителю напряжения, соединенному с экраном электронного осциллографа (ЭО). При появлении дефекта в одной из частей, например замыкании между витками, форма импульса меняется и изображение на ЭО раздваивается.
Существуют способы установления места повреждения изоляции . При этом вместо сравнения двух частей обмотки можно использовать сравнение испытуемой обмотки и эталонной. Этот метод предоставляет существенные удобства при контроле изоляции в процессе производства.

Испытания электрической прочности

Передать тяговые эл. двигатели ЭД-118А,, ЭД-118Б, ЭД-121А, ЭД-133, ЭДУ-133Р, ЭД-150, установленные на передаточную тележку, в камеру для испытания электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса тягового эл. двигателя. Проверить в течение 1 минуты при частоте 50 Гц электрическую прочность изоляции обмоток относительно корпуса т/двигателя и между обмотками напряжением:

Тип ТЭД

Вид ремонта КР-1

Вид ремонта КР-2

ЭД-118А, ЭД-118Б

2000В

2400В

ЭД-121А, ЭД-133

2000В

2500В

ЭДУ-133Р

2000В

2600В

ЭД-150

2000В

2600В

Примечание:

  • — Испытание начинать с напряжения не превышающего 1/3 испытательного. Подъём напряжения производить плавно или ступенями, не превышающими 5% его окончательного значения. Время, допускаемое для подъема напряжения от половинного до полного значения, должно быть не менее 10 сек.
  • — Полное испытательное напряжение выдержать в течение 1 минуты, после чего плавно снизить до 1/3 его значения и отключить установку.
  • — Во время проведения испытания следить за показателями вольтметра испытательной установки.
  • — Спад стрелки к нулю свидетельствует о пробои изоляции.
  • — До начала и после окончания испытания изоляции якорной цепи и обмоток полюсов тягового эл. двигателя на «пробой» производить измерение сопротивления изоляции.
  • — Результаты испытания изоляции на электрическую прочность считать удовлетворительными, если во время испытания не происходит пробоя изоляции и величина сопротивления изоляции не уменьшается.

Результаты испытания изоляции на электрическую прочность заносить в журнал регистрации результатов испытаний электрической прочности изоляции и протокол испытаний.

15-5. Испытание и проверка изоляции

а) Требования к изоляции аппаратов и цепей защиты

Цепи релейной защиты, автоматики и управления должны иметь хорошую изоляцию токоведущих частей от «земли» между жилами и проводами одной и той же цепи (например, между фазами, между плюсом и минусом и т. п.) и между несвязанными цепями (например, между цепями трансформаторов тока и цепями постоянного тока).

Нарушения изоляции аппаратов или цепей могут привести к неправильным действиям или отказам релейной защиты и автоматики.
Возможность неправильного отключения при нарушении изоляции показана на рис. 15-5. В случае замыкания на землю или понижения изоляции относительно «земли» в двух точках 1 и 2 образуется ложная цепь на отключение выключателя, указанная пунктиром.
На том же рис. 15-5 показана возможность отказа защиты при нарушении изоляции токовых цепей. Как известно, по условию техники безопасности один из концов вторичной обмотки трансформаторов тока должен иметь постоянное заземление (А на рис. 15-5), которое не мешает нормальной работе. Однако если из-за повреждения изоляции произойдет замыкание на «землю» в точке Б, то, как показано пунктиром, вторичные обмотки трансформаторов тока окажутся закороченными и, следовательно, при коротком замыкании защита откажет.

В эксплуатации отмечены случаи, когда происходили ложные срабатывания защиты даже при замыканиях на землю в одной точке цепей оперативного тока па подстанциях с большой разветвленной сетью оперативных цепей, обладающих большой емкостью относительно «земли». В схеме, приведенной на рис. 15-6, при замыкании на землю в точке К выходное промежуточное реле П может сработать под действием тока разряда емкости С. (сети, присоединенной к «минусу» аккумуляторной батареи) и заряда емкости С+ (сети, присоединенной к «плюсу» аккумуляторной батареи). Реле П, сработав под действием перезаряда емкостей, может не вернуться, так как через него будет проходить ток, замыкающийся через активные сопротивления устройства контроля изоляции и сопротивление утечки на землю Ry.
Из рассмотренного следует, что для своевременного выявления и устранения слабой изоляции необходимо периодически производить профилактические проверки состояния изоляции.

б) Проверка состояния изоляции

Проверка состояния изоляции включает в себя измерение сопротивления изоляции и испытание ее электрической прочности. Перед проверкой все аппараты, зажимные сборки и другие детали очищают от пыли и грязи. В случае необходимости производят сушку отсыревших деталей и проводки.
Измерение сопротивления изоляции жил контрольных кабелей, проводов, обмоток и контактов реле производится по отношению к «земле» и между несвязанными цепями с помощью мегомметра 1 000—2 500 В.
Перед измерением сопротивления изоляции мегомметр проверяют. При закороченных проводах и вращении рукоятки мегомметра он должен показывать «нуль», а при разомкнутых — (бесконечность). При измерениях ручку мегомметра необходимо вращать с равномерной скоростью около 120 об/мин.
При проверке сопротивления изоляции относительно земли провод, присоединяемый к «земле», подключают к зажиму мегомметра, обозначенному словом «земля», буквой «З» или знаком «—», Во время проверки сопротивления изоляции между цепями провода к мегомметру присоединяют произвольно.
Работая с мегомметром, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Провода, которые присоединяют к зажимам мегомметра, должны иметь сопротивление изоляции не меньше 100 МОм. Мегомметр и провода должны быть совершенно сухими и чистыми. При работах на открытой подстанции, в сырых помещениях и в сырую погоду мегомметр устанавливается на резиновый коврик, сухую доску и т. п. Провода не должны касаться сырой земли или заземленных металлических конструкций и аппаратов.
Для оценки состояния изоляции отдельных элементов схемы можно использовать следующие средние величины сопротивлений исправной изоляции:
провода и реле на изоляционной панели — 100 Ом;
провода и реле на металлической панели — 50 МОм;
кабели длиной до 200—300 м — 25 МОм;
трансформатор тока, встроенный во втулку, без цепей — 10—20 МОм;
вторичные обмотки выносных трансформаторов тока — 50-100 МОм;
элементы привода — 15—25 МОм.
Согласно ПУЭ и ПТЭ сопротивление изоляции относительно «земли» должно быть не ниже:
у шинок постоянного тока и шинок напряжения на щите управления при отсоединенных цепях — 10 МОм;
у полностью собранной схемы вторичных цепей отдельного присоединения — 1 МОм;
у цепей, общих с устройствами связи, — не менее 0,5 МОм.
Проверка изоляции с помощью мегомметра производится как при новом включении, так и при каждой плановой проверке устройства.
При проверке изоляции между фазами в токовых цепях, где имеются двухобмоточные реле с обмотками, включенными в разные фазы (например, реле сопротивления), необходимо учитывать, что они имеют пониженную электрическую прочность изоляции между обмотками. Поэтому изоляция между цепями в этом случае должна проверяться мегомметром на напряжение 500 В.

Величина сопротивления изоляции, какой бы большой она ни была, недостаточно характеризует состояние изоляции. Поэтому, кроме измерения сопротивления изоляции, проверяется ее электрическая прочность, т. е. способность противостоять повышенному напряжению. Поскольку при измерении изоляции сопротивлением 1 МОм напряжение на зажимах мегомметра 1 000 В вследствие падения напряжения в его внутреннем сопротивлении уменьшается примерно в 2 раза ниже его номинальной величины (до 450 В), он не может быть использован для испытания прочности изоляции.
Испытание электрической прочности изоляции относительно «земли» производится при новом включении и периодически 1 раз в 3—4 года во время плановых проверок. Испытание производится переменным напряжением 1 000 В в течение 1 мин по схеме, показанной па рис. 15-7. В этой схеме используется трансформатор напряжения ТН, например типа НОСК, мощностью 200—300 В -А. Регулирование напряжения осуществляется потенциометром R1, подключенным с первичной стороны ТН. Вместо потенциометра можно использовать автотрансформатор. Для уменьшения величины тока в случае пробоя изоляции служит ограничивающее сопротивление R2 порядка 1 000 Ом. Напряжение, прикладываемое к изоляции, измеряется вольтметром V, последовательно с которым включено ограничивающее сопротивление R3. Ток, проходящий в испытуемой цепи, измеряется с помощью миллиамперметра, обмотка которого нормально зашунтирована кнопкой Кн. Миллиамперметр вводится в цепь нажатием кнопки только на момент производства замера. Благодаря этому предотвращается его перегрузка большим емкостным током при подключении к испытательной установке контрольных кабелей значительной длины.
Испытание электрической прочности изоляции производится следующим образом.
Все цепи, которые должны быть испытаны, подключаются к испытательной установке. Снимаются все заземления, установленные нормально в испытываемых цепях. Из схемы исключаются или закорачиваются все устройства, не рассчитанные на испытательное напряжение 1 000 В (аккумуляторные батареи, полупроводниковые приборы, электронные лампы и т. п.). После подготовки испытательной схемы напряжение от установки плавно поднимают до 500 В и некоторое время держат на таком уровне. При этом миллиамперметром измеряют ток в цепи, осматривают всю испытательную аппаратуру. Если при этом не замечено толчков напряжения, разрядов, искр, поднимают напряжение до 1 000 В, держат в течение 1 мин, измеряют ток нагрузки ТН, а затем плавно снижают напряжение до нуля.
Если во время проверки произойдет пробой изоляции, напряжение резко снизится, а ток в проверяемой цепи увеличится.
До и после испытания электрической прочности изоляции измеряют ее сопротивление мегомметром 1 000—2 500 В. Изоляция считается выдержавшей испытание, если при напряжении 1 000 В не отмечалось пробоев, искр, резких бросков напряжения, а величина сопротивления изоляции после испытания не снизилась.
Если во время испытаний изоляция будет пробита, необходимо найти и выделить поврежденный участок, а затем повторить испытание.
Для испытания прочности изоляции относительно «земли» и между несвязанными цепями применяется также мегомметр на 2 500 В
При испытании изоляции повышенным напряжением необходимо соблюдать правила техники безопасности. Все места, куда может быть подано испытательное напряжение, должны быть ограждены, или около них должны находиться люди для предупреждения об опасности.

Проверка изоляции

3.5.1. Проверка изоляции включает в себя измерение сопротивления изоляции и испытание электрической прочности.

3.5.2. Проверку изоляции при новом включении следует производить в два этапа:

I этап — предварительное измерение сопротивления изоляции отдельных узлов устройств РЗА (трансформаторы тока и напряжения, приводы коммутационных аппаратов, панелей, шкафов, пультов РЗА, контрольных кабелей и т.д.);

II этап — измерение и испытание электрической прочности изоляции устройств в полностью собранной схеме.

При техобслуживании действующих устройств РЗА первый этап может не выполняться, если результаты измерений в полной схеме удовлетворяют нормам. Второй этап целесообразно выполнять после предварительной проверки временных характеристик (п. 3.6.1).

Измерение сопротивления изоляции следует производить:

а) относительно земли (корпуса);

б) между отдельными электрически не связанными между собой группами цепей, в частности, между группами цепей тока, цепей напряжения, оперативных цепей, цепей сигнализации и др.;

в) между жилами контрольных кабелей тех цепей, где имеется повышенная вероятность замыкания между жилами с серьезными последствиями; к таким цепям относятся: токовые цепи отдельных фаз, где имеется реле или устройства с двумя и более первичными обмотками (реле КРС, КРБ, РТФ и др.), токовые цепи трансформаторов тока с номинальным значением тока 1А, цепи газовой защиты, цепи конденсаторов, используемых как источник оперативного напряжения и т.п.;

г) между верхними и нижними выводами испытательных блоков при снятых крышках и отсоединенной на панели земле в этих цепях в тех случаях, когда внутри блоков устанавливаются закорачивающие перемычки.

3.5.3. Для проверки изоляции нужно провести следующие подготовительные работы.

а) Проверить, что проверяемые цепи полностью отсоединены от действующих цепей. Для этого необходимо отключить автоматические выключатели или предохранители в цепях оперативного напряжения, сигнализации, вторичных обмоток трансформатора напряжения (во избежание обратной трансформации напряжений на высокую сторону). Цепи, не имеющие автоматических выключателей или предохранителей, необходимо отсоединить от общих шинок.

б) Тщательно очистить всю проверяемую аппаратуру, кабельные разделки, ряды зажимов от пыли, грязи, ржавчины, влаги и т.п.

в) Отключить от схемы все заземляющие проводники.

г) Исключить из проверяемой схемы все аппараты, изоляция которых проверяется более низкими уровнями напряжений. Для этого надо снять с панелей магнитоэлектрические, поляризованные реле, платы полупроводниковых нуль-индикаторов, закоротить выводы конденсаторов, диодов, стабилитронов, неоновых и электронных ламп, цепей выходных напряжений блоков питания полупроводниковых устройств РЗА, входных выводов промежуточных реле РП18, если они не закорачиваются обмотками других реле, резисторами или перемычками, установленными на выводах для проверки изоляции. От испытуемой схемы отсоединяются также терминалы микропроцессорных защит.

д) В пределах испытуемой схемы установить в рабочее положение переключатели, накладки, рабочие крышки испытательных блоков, кожухи аппаратуры.

е) Для панелей, выполненных на полупроводниковой элементной базе, установить в рабочее положение задние крышки кассет, переключатели защит и автоматические выключатели блоков питания, отсоединить от корпуса панели шинки питания, переключатели контроля изоляции блоков питания установить в отключенное положение (для устройств с блоками питания БП-180).

ж) Цепи, входящие в состав проверяемой схемы и отделенные от нее контактами реле или другой коммутационной аппаратурой, соединить с ней установкой в соответствующее положение ключей, накладок, контактов реле и т.п. или присоединить их к проверяемой схеме временными перемычками.

з) На рядах зажимов устройства РЗА целесообразно собрать все цепи, электрически связанные между собой в отдельные группы, объединив выводы с помощью гибкого неизолированного провода или иным способом, например, специально изготовленными перемычками с учетом конструктивных особенностей зажимов. Такими группами являются, например, токовые цепи проверяемой защиты, цепи напряжения, оперативные цепи и т.д. Оперативные цепи и цепи сигнализации, подключаемые к разным автоматическим выключателям или предохранителям, относят к разным группам.

При наличии на устройстве цепей, питающихся от двух аккумуляторных батарей, эти цепи должны быть объединены в разные группы. В случаях, когда в схемах имеются реле или измерительные приборы с обмотками, расположенными на общем каркасе (ваттметры, счетчики и т.п.), следует эти обмотки выделить из схемы, соединить одну с другой и подключить к одной из испытуемых групп цепей.

3.5.4. Процесс измерения сопротивления изоляции регламентируется нормативными документами и настоящей Инструкцией в соответствии с п. 1.14 . В случае расхождений между этими документами следует пользоваться документом с более поздней датой выпуска. При этом нормируются напряжения, используемые для измерения сопротивления изоляции, и минимально допустимые значения сопротивления изоляции. Методика измерения и выявления мест с ослабленной изоляцией рассматривается в настоящем пункте.

3.5.4.1. Напряжение, используемое для измерения сопротивления изоляции, зависит от рабочего напряжения испытуемых цепей. Измерение сопротивления изоляции цепей с рабочим напряжением выше 60 В следует производить мегаомметром с номинальным напряжением, указанным в табл. 1.

При проверке изоляции между фазами в токовых цепях, где имеются двухобмоточные реле с обмотками, включенными в разные фазы, необходимо учитывать, что они имеют пониженную электрическую прочность изоляции между обмотками (особенно, если они выполнены одновременной намоткой на общий каркас, и, следовательно, их провода касаются один другого). Эту проверку следует производить с помощью мегаомметра с номинальным напряжением 500 В.

Измерение сопротивления изоляции цепей с рабочим напряжением 60 В и ниже следует производить мегаомметром с номинальным напряжением 500 В.

Измерение сопротивления изоляции цепей устройств РЗА на микроэлектронной и микропроцессорной базе с рабочим напряжением 24 В и ниже следует производить в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

3.5.4.2. Значение сопротивления изоляции относительно земли и между электрически не связанными цепями должно быть не менее значений, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Испытуемый элемент Напряжение мегаомметра, В Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
1. Шины постоянного тока на щитах управления и в распределительных устройствах (при отсоединенных цепях) 1000-2500
2. Вторичные цепи каждого присоединения и цепи питания приводов выключателей и разъединителей1
3. Цепи управления, защиты, автоматики и измерений, а также цепи возбуждения машин постоянного тока, присоединенные к силовым цепям
4. Токовые цепи с многообмоточными реле, включенными в разные фазы токовых цепей
5. Вторичные цепи и элементы при питании от отдельного источника или через разделительный трансформатор, рассчитанные на рабочее напряжение 60 В и ниже2 0,5
6. Вторичные цепи микропроцессорных и микроэлектронных устройств на рабочее напряжение 24 В и ниже По рекомендациям завода-изготовителя
1Измерение производится со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, контакторы, пускатели, автоматические выключатели, реле, приборы, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения и т.п.). 2Должны быть приняты меры для предотвращения повреждения устройств, в особенности, микроэлектронных и полупроводниковых элементов

3.5.4.3. Для оценки состояния изоляции отдельных элементов схемы можно ориентироваться на средние опытные значения сопротивления изоляции, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Наименование Ориентировочное значение сопротивления исправной изоляции относительно «земли», МОм
1. Отдельные панели устройства РЗА с отключенными контрольными кабелями 50-100
2. Вторичные обмотки встроенных трансформаторов тока 10-20
3. Вторичные обмотки трансформаторов напряжения и выносных трансформаторов тока 50-100
4. Обмотки электромагнитов управления 15-25
5. Контрольный кабель длиной до 300 м 20-25

3.5.4.4. Измерение сопротивления изоляции следует производить в следующем порядке:

а) соединить все группы цепей, проверяемые мегаомметрами с одним и тем же номинальным напряжением, между собой с помощью вспомогательной шинки (удобно выполнить из гибкого оголенного проводника), измерить сопротивление изоляции относительно земли (рис. 3, а);

б) заземлить вспомогательную шинку и, поочередно отключая от нее каждую группу, измерить сопротивление изоляции этой группы относительно всех остальных групп, объединенных между собой и заземленных (рис. 3, б). При этом группа (группы) цепей, для которой предусмотрена проверка мегаомметром с меньшим номинальным напряжением (группа n + 1 на рис. 3, б), должна быть заземлена и отключена от вспомогательной шинки.

Рис. 3. Схема измерения сопротивления изоляции:

а — всех групп относительно земли (корпуса); б — выделенной группы относительно других групп и земли

3.5.4.5. Для панелей, выполненных на базе полупроводниковых элементов и ИМС, измерение сопротивления изоляции следует производить сначала при вынутых из кассет модулях или блоках, а затем при вставленных. Вращение ручки мегаомметра с ручным приводом следует начинать медленно, постепенно доводя до номинальных оборотов. При бросках стрелки мегаомметра в направлении нулевого значения шкалы вращение ручки мегаомметра прекратить во избежание повреждения полупроводниковых элементов. При использовании электронного мегаомметра измерение сопротивления изоляции необходимо производить, переходя с помощью переключателя выходных напряжений мегаомметра от меньших значений испытательного напряжения к большим.

3.5.4.6. В случае пониженного значения сопротивления изоляции необходимо:

а) выяснить место и причину ухудшения изоляции (дефекты конструкции, неправильный монтаж или случайные местные дефекты, грязь, сырость, порча изоляции и пр.). Для этого следует разделить схему на участки и выделить те из них, которые имеют пониженное значение сопротивления изоляции. Затем, разделяя эти участки на более мелкие: отдельные обмотки, провода и детали и, проверяя сопротивление изоляции каждого из них, определить дефектный элемент;

б) устранить причины, вызвавшие ухудшение изоляции, затем повторить измерение.

3.5.5. Следует произвести испытание электрической прочности изоляции всех объединенных в группы цепей (п. 3.5.4.4, за исключением цепей с номинальным напряжением до 60 В) устройств РЗА подвергшихся реконструкции, ремонту или вновь смонтированных, напряжением 1000 В синусоидального переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 мин относительно земли. Такое же испытание следует произвести при первом профилактическом контроле.

3.5.5.1. Испытание электрической прочности изоляции производят с помощью специальных испытательных установок, изготавливаемых различными фирмами. При отсутствии испытательных установок испытания могут проводиться по схеме, приведенной на рис. 4.

Рис. 4. Схема испытания электрической прочности изоляции:

а — при измерении испытательного напряжения с высокой стороны повышающего трансформатора; б — то же с низкой стороны повышающего трансформатора

В схеме в качестве повышающего трансформатора Т может быть использован трансформатор НОМ-3, НОМ-6 или любой другой трансформатор мощностью 200-300 В А с коэффициентом трансформации 100-200/1000-6000 В. Для плавного регулирования напряжения используется автотрансформатор AT типа ЛАТР или комплектное устройство достаточной мощности.

Резистор R служит для ограничения тока при пробое изоляции. В схеме на рис. 4, а устанавливается резистор сопротивлением 1000 Ом, а в схеме на рис. 4, б сопротивление резистора R (Ом) подсчитывается по формуле:

(1)

где nТН — коэффициент трансформации повышающего трансформатора Т.

Измерение напряжения следует производить на стороне высшего напряжения повышающего трансформатора Т с помощью киловольтметра, двух одинаковых последовательно включенных вольтметров V или вольтметра с добавочным сопротивлением Rд. Допускается производить измерение на стороне низкого напряжения повышающего трансформатора при условии, что при испытании ток в обмотке низкого напряжения, измеряемый амперметром А, не превышает тока холостого хода повышающего трансформатора.

3.5.5.2. Перед производством испытаний следует:

а) выполнить все мероприятия, предусмотренные «Правилами» при производстве высоковольтных испытаний (п. 5.1), в том числе убедиться в отсутствии напряжения в испытуемой схеме, оградить схему от возможного прикосновения, вывесить необходимые плакаты, удалить людей из зоны проведения испытаний, тщательно проверить схему для исключения попадания испытательного напряжения в другие схемы и т.д.;

б) соединить группы цепей для испытаний. Разветвленные цепи допускается испытывать по отдельным участкам для исключения перегрузок испытательной установки. Например, сложные цепи, связывающие несколько присоединений — схемы дифференциальной защиты шин, синхронизации, АВР, цепи напряжения и сложных блокировок, — испытывать отдельными участками для каждого присоединения;

в) произвести непосредственно перед испытаниями измерение сопротивления изоляции относительно земли мегаомметром.

3.5.5.3. После присоединения к испытуемым цепям испытательной установки подать напряжение питания и произвести плавный подъем напряжения до 500 В.

Осмотреть с соблюдением правил техники безопасности всю испытываемую схему. В случае, если не замечено искрения или пробоя, и испытательное напряжение не изменяется, увеличить напряжение до 1000 В, которое подавать в течение 1 мин, после чего напряжение плавно снизить до нуля и отключить питание от испытательной установки.

Испытательную схему замкнуть на землю для снятия остаточного заряда.

3.5.5.4. После окончания испытаний повторно измерить сопротивление изоляции мегаомметром.

3.5.5.5. Изоляция устройства РЗА считается выдержавшей испытание на электрическую прочность, если во время испытания не произошло пробоя изоляции, перекрытия поверхности изоляции или резкого снижения показаний вольтметра испытательной установки, и значение сопротивления изоляции, измеренное до и после испытаний, существенно не изменилось.

3.5.5.6. Если устройства РЗА и вспомогательные цепи не выдержали испытания напряжением 1000 В, то после обнаружения места повреждения и устранения неисправности испытание следует повторить.

3.5.5.7. При профилактическом восстановлении допускается проводить испытание электрической прочности изоляции относительно земли мегаомметром с номинальным напряжением 2500 В вместо испытания напряжением 1000 В переменного тока. Такая замена недопустима для устройств РЗА, содержащих полупроводниковые элементы и ИМС. Испытание мегаомметром проводится при тех же условиях, что и испытание напряжением 1000 В переменного тока.

3.5.5.8. После проведения испытания изоляции необходимо восстановить схему электрических соединений устройств РЗА и вспомогательных цепей.

Дата добавления: 2015-10-05; просмотров: 4444;

Характеристики автоматических выключателей

5 Характеристики автоматических выключателей

5.1 Перечень характеристик
Характеристики выключателей должны быть выражены следующими определениями:
— число полюсов (4.1);
— защита от внешних воздействий (4.2);
— способ монтажа (4.3);
— способ присоединения (4.4);
— значение номинального рабочего напряжения (5.3.1);
— значение номинального тока (5.3.2);
— значение номинальной частоты (5.3.3);
— диапазон токов мгновенного расцепления (4.5 и 5.3.5);
— значение номинальной наибольшей отключающей способности (5.3.4);
— характеристика I2t (3.5.13);
— классификация по I2t (4.6).

5.2 Номинальные значения
5.2.1 Номинальные напряжения

5.2.1.1 Номинальное рабочее напряжение (Ue)
Номинальное рабочее напряжение (далее — номинальное напряжение) выключателя — устанавливаемое изготовителем значение напряжения, связанное с его работоспособностью (особенно при коротких замыканиях).
Примечание — Для одного выключателя можно установить несколько значений номинального напряжения с соответствующими значениями номинальной наибольшей отключающей способности.

5.2.1.2 Номинальное напряжение изоляции (Ui)
Номинальное напряжение изоляции выключателя — установленное изготовителем значение напряжения, по которому определяют испытательное напряжение при испытании на электрическую прочность изоляции и расстояния утечки.
В отсутствие других указаний номинальное напряжение изоляции — это максимальное номинальное напряжение выключателя. Максимальное номинальное напряжение ни в коем случае не должно превышать номинальное напряжение изоляции.

5.2.2 Номинальный ток (In)
Установленный изготовителем ток, который выключатель способен проводить в продолжительном режиме (см. 4.3.2.14) при указанной контрольной температуре окружающего воздуха.
Стандартная контрольная температура окружающего воздуха 30 °С. Если для данного выключателя используется другое контрольное значение температуры окружающего воздуха, необходимо учитывать ее влияние на защиту кабелей от перегрузки, так как согласно монтажным правилам она также основывается на контрольной температуре окружающего воздуха.
Примечание — Контрольную температуру для защиты кабелей от перегрузок принимают 25 °С по МЭК 369 .

5.2.3 Номинальная частота
Промышленная частота, на которую рассчитан данный выключатель для обеспечения заданных характеристик. Один выключатель может быть рассчитан на несколько значений номинальной частоты.

5.2.4 Номинальная отключающая способность (Icn)
Значение предельной наибольшей отключающей способности, установленное для выключателя (см. 3.5.5.1).
Примечание — Данной номинальной отключающей способности выключателя соответствует определенная рабочая отключающая способность (Ics) (см. таблицу 15).

5.3 Стандартные и предпочтительные значения
5.3.1 Предпочтительные значения номинального напряжения
К предпочтительным значениям номинального напряжения относятся значения, указанные в таблице 1.

Таблица 1 — Предпочтительные значения номинального напряжения

Выключатели Цепи питания выключателя Номинальное наряжение, В
Однополюсные Однофазная (фаза с нейтралью) 230
Однофазная (фаза с нулевым заземленным проводом или фаза с нейтралью) 120
Однофазная (фаза с нейтралью) или трехфазная (три однополюсных автоматических выключателя) (трех- или четырехпроводная) 230/400
Двухполюсные Однофазная (фаза с нейтралью) 230
Однофазная (фаза с фазой) 400
Однофазная (фаза с фазой, трехпроводная) 120/240
Трехполюсные Трехфазная (трех- или четырехпроводная) 240
Четырехполюсные 400
1. В ГОСТ 29322 стандартизировано значение напряжения 230/400 В. Это значение должно постепенно вытеснить значения 220/380 и 240/415 В
2. Там, где в настоящем стандарте имеется ссылка на напряжения 230 или 400 В, возможно считать это равным напряжением 220 или 240 В и 380 или 415 В соответственно
3. Выключатели, соответствующие требованиям настоящего стандарта, могут использоваться в IT системах.

5.3.2 Предпочтительные значения номинального тока
К предпочтительным значениям номинального тока относятся: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 и 125 А.

5.3.3 Стандартные значения номинальной частоты
Стандартными значениями номинальной частоты являются 50 и 60 Гц.

5.3.4 Значения номинальной отключающей способности
5.3.4.1 Стандартные значения до 10 000 А включ.
Стандартные значения номинальной отключающей способности: 1 500, 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 А.
Соответствующие диапазоны значений коэффициента мощности указаны в 9.12.5.
Примечание — В некоторых странах считают стандартными также значения 1 000, 2 000, 2 500, 5 000, 7500 и 9 000 А.

5.3.4.2 Значения св. 10 000 до 25 000 А включ.
При значениях св. 10 000 до 25 000 А включ. предпочтительное значение 20 000 А.
Соответствующий диапазон значений коэффициента мощности указан в 9.12.5

5.3.5 Стандартные диапазоны мгновенного расцепления
Стандартные диапазоны мгновенного расцепления указаны в таблице 2.

Таблица2 — Диапазоны токов мгновенного расцепления

Тип Диапазон
В Св. 3 In до 5 In включ.
C » 5 In » 10 In «
D » 10 In » 50 In «

Испытание электрической прочности изоляции обмоток

Контрольные операции не позволяют судить об электрической прочности изо­ляции обмоток. Она проверяется только при испытаниях высоким напряжением.

Испытания электрической прочности изоляции обмоток машины обяза­тельны в любой программе — полной или сокращенной.

Испытательные напряжения для пооперационного контроля в процессе изготовления машины устанавливают обычно заводы-изготовители, а испытательные напряжения для готовых машин предписывает ГОСТ 183 в зависимости от типа машины, ее мощности и номинального напряжения. Для испытания электриче­ской прочности изоляции применяют переменное испытательное напряжение частотой 50 Гц или 60 Гц, так как часть машин экспортного исполнения изготов­ляют на частоту 60 Гц. Испытательное напряжение должно быть практически синусоидальным. Принципиальная схема испытательной установки приведена на рис..3 Ис­пытательная станция состоит из испытательной камеры, где располагается испы­туемое изделие, и помещения, в котором находятся пульт управления и испыта­тель. Испытательная станция отгораживается от остального помещения. Во вре­мя испытаний на испытательной станции не должен находиться никто из посто­ронних людей, а двери должны быть закрыты и заблокированы. Эта блокировка ВК не позволяет включить установку при открытых дверях. Блокировка ВК так­же имеется и на дверях испытательной камеры. Переменное напряжение от заво­дской сети через разъединитель и блокировочные контакты ВК подводится к контактору 8Р. От контактора 5Г напряжение через пускатель П подается на ав­тотрансформатор АТр. В качестве регулятора напряжения вместо автотрансфор­матора может быть использован индукционный регулятор. В этом случае на пер­вичную обмотку индукционного регулятора подают трехфазное напряжение, а со вторичной обмотки снимают однофазное.

От автотрансформатора напряжение подается в цепь обмотки низкого на­пряжения однофазного испытательного трансформатора Тр.

Один выводной конец обмотки высокого напряжения этого трансформа­тора заземлен, а второй конец соединяется с испытуемой обмоткой. Высокое напряжение измеряется вольтметром , который включен в первичную об­мотку трансформатора Тр и отградуирован на высокое напряжение.

Испытательная установка должна иметь видимый разрыв, создаваемый

электрическим соединителем ЭС. Зеленая лампочка Л31 контролирует поло­жение дверей испытательной станции и камеры. Зеленая лампочка Л32 сиг­нализирует о включении сети. Красная лампочка ЛК сигнализирует о подаче высокого напряжения.

Испытания начинают с напряжения, не превышающего 1/3 испытательно­го и доводят его до полного значения плавно или ступенями по 5… 10% в течение не менее 10…15 с. Полное испытательное напряжение выдерживают

УЛ2

в течение 1 мин. За это время не должны наблюдаться толчки на стрелке вольтметра, треск и скользящие разряды, а также резкое изменение потребляемого тока. После окончания испытания напряжение плавно снижают до 1/3 его значения и отключают контактор 5Г и разъединитель схемы ()5.

Испытательный трансформатор выпол­няется слабо насыщенным, а его мощность должна быть достаточной для пробоя изо­ляции испытуемой обмотки при недоста­точной ее электрической прочности.

Мощность трансформатора должна вы­бираться исходя из соотношения 1 кВ А на 1 кВ номинального напряжения. Для машин мощностью до 1000 кВт (кВ ■ А) и напря-

жением до 3 кВ включительно можно ис- пользовать измерительный трансформатор

напряжения. Степень насыщения трансформатора определяется по его характери­стике холостого хода. Отклонение тока хо­лостого хода от линейной зависимости при испытательном напряжении не должно пре­вышать 10 %.

Для испытания электрической прочно­сти изоляции отдельных катушек до уклад­ки их в пазы, пазовые части катушек, плот­но обертывают лентой из металлической (алюминиевой) фольги, наматывая ее втреть нахлеста на длину, равную длине сердечни­ка машины. Несколько испытуемых катушек одновременно устанавливают на испытательном столе на поперечные брусья так, чтобы лобовые части ка­тушек оказались приподнятыми и не касались стола. Под один из брусьев укладывают заземленный металлический электрод, соприкасающийся с ме­таллической фольгой на пазовых частях катушек. Выводные концы катушек соединяют медной проволокой, подключают ее к зажиму высокого напряже­ния испытательного трансформатора и производят испытание. Если какая-либо из катушек оказалась некачественная, то ее изоляция пробивается.

Амперметр в схеме показывает сильное увеличение тока, а вольтметры -падение напряжения. После отключения схемы место пробоя изоляции легко определить, так как фольга над пробитым участком прогорает, а вокруг него видны цвета побежалости из-за сильного нагрева. На изоляции катушки так­же заметно небольшое прогоревшее отверстие.

Для испытания изоляции катушек после укладки их в пазы и заклиновки до соединения схемы обмотки выводные концы всех катушек соединяют тонкой проволокой и подключают к обмотке испытательного трансформато­ра, а корпус машины заземляют.

Для испытания изоляции после соединения схемы обмотки испытательное напряжение подают только на одну из фаз обмотки, а заземляют и корпус машины, и другие фазы. Таким образом одновременно испытывается как изоляция обмотки относительно корпуса, так и между фазами.

Перед испытаниями обмоток на электрическую прочность изоляции про­веряют схему соединения катушек обмотки путем определения правильности маркировки начала и конца каждой фазы. Для этого применяют способ реги­страции разности напряжений на фазах обмотки при встречном или соглас­ном их включении. Если две фазы обмотки соединить встречно и подать на них переменное напряжение, то при правильной их маркировке на третьей фазе обмотки напряжения не будет. При неправильной маркировке на треть­ей фазе обмотки возникает ЭДС.

Испытательное напряжение поднимают плавно, выдерживают его макси­мальное значение в течение 10 с и плавно снижают. Наличие пробоя изоля­ции определяют по резкому увеличению испытательного тока.

ГОСТ 183 устанавливает величину испытательного напряжения только на самом последнем испытании — приемо-сдаточном, т. е. наименьшее испыта­тельное напряжение. Поэтому шкала напряжений при послеоперационных испытаниях строится таким образом, чтобы последнее послеоперационное испытание (предшествующее приемо-сдаточному) проводилось при напря-

жении на 10… 15% больше, чем приемо-сдаточное. Примерно на такой же уровень повышается напряжение при каждом предыдущем испытании по сравнению с последующим (табл. ).

. Испытание междувитковой изоляции

Витковую изоляцию испытывают лишь в машинах, обмотка которых со­стоит из многовитковых (двухвитковых и более) катушек. Так как витки в катушках соединены последовательно и не имеют отдельных выводов, то испытательное напряжение нельзя приложить к каждому витку раздельно. Поэтому для испытания междувитковой изоляции обмоток приходится при­менять другие способы.

Изоляция между витками всыпных обмоток в большинстве случаев со­стоит из двух слоев эмали, которой покрыты два расположенных рядом про­водника. Кроме того, в местах обмотки, где витки неплотно прилегают один к другому, между витками после пропитки имеется слой пропиточного лака, заполняющего пустоты между проводами.Напряжение между витками обмотки иш равно напряжению, приложен­ному к фазе, деленному на число последовательно соединенных витков фазы . Чтобы повысить это напряжение, надо повысить на­пряжение на выводах обмотки.

Обычно межвитковое напряжение обмоток статоров асинхронных двига­телей с короткозамкнутым ротором не превышает 10… 15 В. Неповрежденная эмалевая изоляция обмоточных проводов, из которых изготовляют обмотки, имеет достаточно высокую электрическую прочность (4…6 кВ), однако даже у новых проводов встречаются точечные повреждения слоя изоляционной эмали. Эти повреждения в условиях эксплуатации могут развиваться и на их месте могут возникнуть местные очаги повреждений межвитковой изоляции, т. е. местные дефекты.

Повреждение межвитковой изоляции обмоток в начальной стадии опре­делить довольно трудно, поскольку между витками даже при полном отсут­ствии в месте дефекта на поверхности проводов эмалевой пленки имеется воздушный промежуток, пробивное напряжение которого составляет сотни вольт. Так, воздушный промежуток толщиной 0,1 мм имеет пробивное на­пряжение свыше 1000 В, поэтому для повышения эффективности определе­ния повреждений к изоляции между витками необходимо прилагать напря­жение, превышающее пробивное напряжение в месте дефекта.

Согласно ГОСТ 183 испытание междувитковой изоляции производят при повышении напряжения на выводах обмотки на 30 % по сравнению с номи­нальным. Такое напряжение изоляция должна выдержать в течение 3 мин.

Для испытания витковой изоляции многовитковых обмоток статоров и фазных роторов асинхронных двигателей, а также обмоток якорей и обмоток возбуждения машин постоянного тока может быть использован метод наве­дения ЭДС в испытуемых обмотках.

Для испытания междувитковой изоляции многовитковых отдельных статорных катушек, не уложенных в пазы, применяют установку, состоящую из двух П-образных магнитопроводов, на одном из которых имеется обмотка возбуждения, а на втором — измерительная обмотка. Для испытания оба маг-нитопровода надевают на катушку и замыкают их стержни, образуя замкну­тые магнитные цепи. Обмотка возбуждения подключается к источнику на­пряжения высокой частоты или генератору импульсов напряжения. Поток, создаваемый МДС обмотки возбуждения, индуцирует в витках испытуемой катушки ЭДС. При пробое изоляции между ее витками в образовавшемся замкнутом контуре возникает ток, который, в свою очередь, наводит ЭДС в

вигках измерительной катушки. Появление тока регистрируется милли­вольтметром в ее цепи.

Для испытания витковой изоляции катушек, уложенных в пазы, применяют аналогичную установку (рис. 3). Оба магнитопровода устанавливают на зуб­цы сердечника статора над испытуемой катушкой гак, чтобы поток возбуждения замыкался под пазом, охватывая ее витки. Ток, появляющийся при витковом замыкании в замкнутом накоротко витке, возбу­ждает ЭДС в измерительной катушке второго П-образного магнитопровода, которая регистрируется прибором, подключенным к ее выводам.

Для испытания витковой изоляции многовитковых катушек возбуждения применяют установку, показанную на рис. 4. Установка состоит из магнитопровода (1) с поворотным ярмом (3). На один стержень магнитопровода надевают испы­туемую катушку (2). На другом стержне размеще­на катушка возбуждения (4). При включении ка­тушки возбуждения в сеть переменного тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, кото­рый индуцирует в витках испытуемой катушки ЭДС. Причем напряжение между ее витками равно напряжению, приходящемуся на один виток ка­тушки возбуждения. При пробое витковой изоля­ции в испытуемой катушке образуется замкнутый виток, в котором под влиянием индуцированной ЭДС возникает большой ток. Появление этого тока вызывает повышение тока в катушке возбуждения, которое регистрируется амперметром.

Междувитковую изоляцию испытывают также импульсным напряжением в течение 15 с. При выбо­ре испытательных напряжений междувитковои изоляции исходят не из значений напряжений на витках при работе электрической машины, а из значений комму­тационных перенапряжений, которые определяют тип междувитковои изоляцииобмотки. Верхний предел испытательных напряжений определяется разрядным напряжением данного типа витковои изоляции и необходимым коэффициентом запаса (40…50 % среднего пробивного напряжения витковои изоляции). Нижний предел определяется возможностью пробоя воздушного зазора между смежными проводниками при повреждении витковои изоляции. Практически для между-витковой изоляции катушек электрических машин на напряжение 6000 В приня­то испытательное напряжение 1400 В.

Разрезные обмотки испытывают путем приложения к двум соседним вит­кам испытательного напряжения частотой 50 Гц.

Испытание обмоток якорей

При испытании обмоток якорей проверяют электрическую прочность изоляции, отсутствие междувитковых замыканий, качество пайки и правиль­ность присоединения концов обмотки к коллектору.

Электрическую прочность изоляции на корпус проверяют повышенным на­пряжением. Повышенное напряжение прикладывают к корпусу якоря и обмоткам.

Послеоперационный контроль повышенным напряжением изоляции об­моток якорей машин постоянного тока относительно корпуса проводят до укладки катушек в пазы, после укладки, после пайки и бандажирования, по­сле пропитки и проточки коллектора Электрическую прочность витковой изоляпии проверяют методами испытательных электромагнитов, милливольтметра и бегущей волны.

Наиболее широко в производстве используют метод испытательных элек­тромагнитов. Схема испытаний на таком электромагните показана на рис. 5 .Электромагнит состоит из полюсных наконечников (1 и 3) и сер­дечника с обмоткой возбуждения (5).

а бе

Рисунок 5 — Схема работы испытательного электромагнита при испытании междувитко-вой изоляции обмотки якоря (ротора):

а схема испытательного ‘электромагнита, 6 определение замкнутых витков с помощью стальной пластинки, » — определение замкнутых витков с помощью телефонной трубки: 1,3-полюсные наконечники, 2 ~ якорь (ротор) обмотанный. 4 — регулировочный винт, 5 обмотка возбуждения электромагнита, 6 — стальная пластинка, 7, 8 — дефектные секции. 9 — П-образный сердечник, 10 катушка, 11 — телефонная трубка

Полюсные наконечники и сердечник электромагнита выполняют шихто­ванными из листов электротехнической стали. Для испытания якорей раз­личных габаритов один из полюсных наконечников выполняют подвижным при помощи регулировочного винта (4).

Испытуемый якорь (ротор) устанавливают на полюсные наконечники, ко­торые выполнены так, чтобы охватить обмотку якоря по шагу и чтобы зазор между ними и сталью якоря был не более 5 мм.

На обмотку возбуждения электромагнита подают переменный ток промыш­ленной частоты 50Гц или повышенной частоты 500… 1000 Гц, который создает переменный магнитный поток, пересекающий сердечник якоря и его обмотку. При наличии в какой-либо катушке короткозамкнутых витков или при замыка­нии пластин коллектора, к которым присоединена катушка, в катушке потечет большой ток. В зубцах паза с короткозамкнутыми витками будет создаваться сильный магнитный поток. Пазы с дефектными катушками можно обнаружить с помощью стальной пластинки (рис. 16.6, б), проведя ею по окружности якоря. Зубцы, к которым пластинка сильно притягивается и дребезжит, укажут на нали­чие между ними паза с короткозамкнутыми витками.

Катушки с короткозамкнутыми витками у статоров и фазных роторов можно обнаружить с помощью телефонной трубки 11 (рис. 16.6, в), которую присоединяют к катушке 10 П-образного электромагнита. Катушка питается переменным током высокой частоты. Электромагнит передвигают по окруж­ности ротора. При прохождении его над пазами с исправными катушками в телефоне слышится равномерное гудение. Когда электромагнит находится над пазом с короткозамкнутыми витками, в телефонной трубке будет слышен резкий звук. Пазы с дефектными катушками отмечают мелом, и ротор от­правляют в ремонт.

Метод испытательных электромагнитов применяют при проверке прочно­сти междувитковой изоляции катушек якорей с петлевой и волновой обмот­ками, статоров и фазных роторов.

Для катушек якорей с лягушачьей и петлевой обмотками с уравнитель­ными соединениями, так как в них всегда имеются короткозамкнутые конту­ры из катушек обмотки и уравнительных соединений, испытание междувит­ковой изоляции проводят методом милливольтметра (рис. 16.7).

Постоянный ток подводится специальными щупами (2 и 4) к двум коллектор­ным пластинам, находящимся одна от другой на расстоянии полюсного деления. Реостатом (3) устанавливают величину тока, при которой отклонение стрелки мил­ливольтметра, присоединенного к двум коллекторным пластинам, хорошо видно.

Присоединяя милливольтметр при помощи щупов (5) поочередно к каждой паре коллектор­ных пластин, замеряют падение напряжения в катушке. При исправной обмотке показания мил­ливольтметра будут мало отличаться друг от дру­га, так как омическое сопротивление каждой ка­тушки практически одинаково.

При замыкании витков катушки или коллек­торных пластин омическое сопротивление уменьшится, следовательно, уменьшится и паде­ние напряжения. О замыкании в катушке якоря или коллекторных пластинах судят по значитель­ному отклонению стрелки милливольтметра.

После проверки обмотки одного полюсного деления щупы, подводящие постоянный ток к коллекторным пластинам, переставляют к пласти­нам следующего полюсного деления и продолжа­ют проверку.

По показаниям милливольтметра можно проверить правильность соеди­нения обмоток с пластинами коллектора, качественное выполнение пайки, обнаружить обрывы. При правильном соединении обмотки стрелка милли­вольтметра на данном полюсном делении будет отклоняться в одну сторону, а в случае обрыва — остановится на нуле.

Современные приборы контроля обмоток электрических машин

Для контроля междувитковой изоляции и цепей катушек электрических машин общепромышленного исполнения, изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками широкое распространение получили разработанные фирмой «ТЭТРА ЛТД» (кафедра электрических машин НТУ «ХПИ») приборы ИДО-05 и ИДВИ-02. Конструктивно приборы выполнены в виде портативных, переносных приборов со светодиодной индикацией, зву­ковой сигнализацией и автономным питанием.

Прибор ИДО-05 (индикатор дефектов обмоток) (рис. 6) предназначен для контроля трехфазных обмоток электрических машин напряжением до 1000 В. Он позволяет обнаружить междувитковые замыкания, обрыв провод­ников, неправильное соединение схемы обмотки, а также неудовлетвори­тельное состояние изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками.

При проверке обмотки на наличие междувитковых замыканий, обрыва проводников и на правильность соединения схемы сравниваются полные со­противления двух фаз обмотки при подключении к ним генератора высоко­частотного стабилизированного тока. При наличии дефектов полные сопро­тивления фаз обмотки и, соответственно, токи в них будут различными.

При проверке состояния изоляции обмоток относительно корпуса маши­ны и между обмотками подается на обмотку напряжение постоянного тока и контролируется ток утечки.

Прибор ИДВИ-02 (индикатор дефектов обмоток) предназначен для контроля междувитковой изоляции и цепей катушек обмоток электриче­ских машин, изоляции обмоток относительно корпуса машины и между об­мотками. Прибор позволяет выявить дефекты распределенной обмотки ста­тора или ротора при проведении пооперационного контроля электрической машины напряжением до 1000 В.

ИДВИ-02 позволяет обнаружить пазы и катушки с короткозамкнутыми витками, пазы и катушки с обрывом проводников в якорях коллекторных машин, а также неудовлетворительное состояние изоляции обмоток относи­тельно корпуса машины и между обмотками. При проверке состояния меж­дувитковой изоляции катушек, уложенных в пазы, используют малый и

большой индукционные датчики. Малый датчик используют при максималь­ном количестве эффективных проводников в проверяемом пазу равном 150 шт., а большой датчик — 60 шт. С помощью индукционных датчиков в проверяемой катушке индуктируется импульсная ЭДС. В случае наличия в катушке короткозамкнутых витков происходит регистрация импульса маг­ии того поля от тока короткого замыкания, протекающего по виткам. Мак­симальная ширина шлица (открытия) проверяемого паза — 12 мм. Минималь­ная длина пакета жестей проверяемого статора (ротора) -45 мм. При провер­ке состояния изоляции обмоток относительно корпуса машины и между об­мотками подается на обмотку напряжение постоянного тока и контролирует­сяток

Он позволяет проводить:

  1. испытание междувитковои изоляции статорных катушек высоковольт­ных обмоток до укладки в пазы и после укладки их в пазы до пайки обмотки;

  2. испытание междувитковои изоляции и определение места замыкания на корпус обмоток якорей крупных машин постоянного тока;

  3. испытание междувитковои изоляции обмотки якоря после пайки с кол­лектором;

  4. определение места пробоя изоляции на корпус якоря.

Рисунок 8– Прибор ИВЗ-17:

I передняя панель прибора, 2 — двойные щупы. 3 — высоковольтный щуп, 4 электромаг­нитные скобы. 5 — стержневой электромагнит, 6 устройство с двумя электромагнитами

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *