Б. Повреждения в обмотках машин переменного тока

1. Короткие замыкания в обмотках переменного тока (в статорных обмотках и роторных обмотках асинхронных двигателей).

Воз­можны следующие замыкания:

1. между витками одной: катушки,

2. между катушками или катушечными группами одной фазы,

3. между катушками разных фаз.

Основным признаком, по которому можно найти замыкание в обмотках переменного тока, является нагрев короткозамкнутого контура. Для этого необходимо ощупать обмотку после отключе­ния ее. Ощупывание обмотки следует производить только при выключенной обмотке. Чтобы найти дефект в фазном роторе асин­хронного двигателя, ротор затормаживают и включают статор в сеть. В случае замыкания значительной части обмотки ротора или в случае двигателей большой мощности затор-маживание при номинальном напряжении становится невозможным, так как вы­зывает большую силу тока в статоре и срабатывание защиты дви­гателя. В таких случаях испытание рекомендуется произ-водить при пониженном напряжении.

В некоторых случаях короткозамкнутую часть обмотки можно сразу определить по внешнему виду — по обуглившейся изоляции.

Следует иметь в виду, что при наличии параллельных ветвей в обмотке короткое замыкание в одной из ветвей фазы (при значи­тельном числе замкнувшихся витков) может вызвать нагрев и другой ветви, не имеющей короткого замыкания, так как послед­няя оказывается замкнутой витками дефектной ветви обмотки (на­хождение повреждения в подобных случаях см. ниже).

а) б)

Рис. 15. Пояснение признаков замыкания в обмотках при соединении их. звездой (а) и треугольником (б).

Ф азу, имеющую замыкание, можно найти по несимметрии потребляемого тока из сети. При соединении обмотки звездой (рис. 15, а) в фазе, имеющей замыкание, ток (А₃) будет больше, чем в двух других фазах. При соединении обмотки треугольником (рис. 15, б) в двух фазах сети, к которым присоединена дефектная фаза, токи (А₁ и А₃) будут больше, чем в третьей фазе (А₂). Опыт определения дефектной фазы рекомендуется производить при по­ниженном напряжении (1/3 – 1/4 от номинального); в случае асин­хронного двигателя с фазным ротором обмотка последнего может быть разомкнута, а в случае асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором или же в случае синхронного двигателя ротор может вращаться или быть заторможенным. При проведении_опыта с синхронным двигателем в неподвижном состоянии его обмотка возбуждения должна быть замкнута накоротко или же на раз­рядное сопротивление.

В опыте с неподвижной синхронной машиной токи в ее фазах будут различаться даже в том случае, если машина исправна, что объясняется магнитной асимметрией ее ротора. При повора­чивании ротора эти токи будут изменяться, однако при исправной обмотке пределы их изменений будут одинаковы.

Фаза, имеющая замыкание, может быть определена и по ве­личине ее сопротивления постоянному току, измеренного мостиком, либо по методу амперметра и вольтметра; меньшее сопротивление будет иметь фаза с замыканием. Если же нет возможности разъединить фазы, то производят измерения трех междуфазных сопротивлений. В случае соединения фаз звездой (рис. 15, а) наибольшую величину сопротивления будет иметь междуфазное сопротивление, измеренное на концах фаз, не имеющих замыканий; два других сопротивления будут равны между собой и будут меньше первого. В случае соединения фаз треугольником (рис. 15, б) наименьшее сопротивление будет при измерении на концах фазы, имеющей замыкание; два других измерения дадут большую величину сопротивления, причем оба они будут одинаковы.

Катушечные группы или катушки, имеющие замыкания, могут быть найдены, при питании переме-нным током всей обмотки или только дефектной фазы, по нагреву или по величине падения напря- жения на их концах. Катушечные группы или катушки, имеющие замыкание, будут сильно нагреты и иметь меньшее падение напря­жения (при измерении напряжения удобно пользоваться острыми щупами, которыми прокалывают изоляцию соединительных про­водов). В этом случае так же, как и выше, дефектные катушки можно найти по величине сопротивления постоянному току.

Замыкания в обмотке генератора могут быть найдены по ве­личине индуктированной э. д. с. в фазах обмотки, в ее катушечных группах или в катушках. Для этого генератор пускают в ход, дают ему небольшое возбуждение и производят измерения фазных напряжений; если обмотки соединены треугольником, то фазы следует разъединить. Фаза, имеющая замыкание, будет иметь меньшее напряжение. Для нахождения катушечной группы или катушки, имеющей замыкание, измеряют напряжение на их кон­цах. В случае высоковольтной машины опыт можно произвести при остаточном напряжении.

В тех случаях, когда необходимо выяснить, имеется ли дефект в статорной или роторной обмотках, поступают следующим об­разам.

Статорную обмотку включают на пониженное напряжение (1/3 – 1/4 от номинального) при разом-кнутом роторе и измеряют напряжение на кольцах ротора, медленно проворачивая ротор. Если напряжения на кольцах ротора (попарно) не равны между собой и меняются в зависимости от поло-жения ротора по отношению к статору, то это указывает на замыкание в статорной обмотке. При замы-кании в роторной обмотке (при исправной статорной) напряжение между кольцами ротора будет неодинаковым и не будет меняться в зависимости от положения ротора. Опыт может быть произведен при питании ротора и измерении напряжения на за­жимах статора, при этом получится обратная карти-на. Подводи­мое к ротору напряжение должно составлять ¹/₃ — 1/₄ от номи­нального напряжения на кольцах ротора, т. е. от напряжения на кольцах при неподвижном роторе и статоре, включенном на номинальное напряжение.

После того как установлено, какая из обмоток (роторная или статорная) имеет соединение между витками, определяют дефект­ную фазу, катушечную группу или катушку рассмотренными выше способами.

В сложных случаях (при замыкании большого числа катушек) или когда короткозамкнутую ветвь по каким-либо причинам не удается выявить, прибегают к методу деления, обмотки на части. Для этого обмотку делят сначала пополам и проверяют мегомметром соединение между собой этих частей. Затем одну из этих частей делят снова на две части и каждую из них проверяют на соединение с первой половиной и т. д. до тех пор, пока не будут найдены ка­тушки, имеющие соединение.

Для наглядности на рис. 16 схематически представлен этот способ нахождения дефекта в фазе, имеющей восемь катушечных групп при наличии соединения между катушками 2 и 6 катушеч­ных групп. Деление обмотки на части показано в последовательном порядке.

Способ последовательного деления на равные части позволяет обойтись меньшим количеством распаек, чем при делении всей обмотки на катушечные группы.

Если замыкание произошло между двумя фазами, то место соединения находят аналогично предыдущему, разъединяя обмотки пофазно. Катушки одной из фаз, имеющей соеди­нение, разделяют на две части и мегомметром проверяют наличие сое­динений каждой такой половины со второй фа­зой. Затем ту часть, ко­торая соединена с другой фазой, снова разделяют на две части и каждую из них снова проверяют и т. д.

Метод последовательнorо деления на части применяют при нахожде­нии замыкания в обмот­ках, имеющих парал­лельные ветви. В этом случае необходимо дефектные фазы разделить на параллельные ветви и определить сна­чала, между какими ветвями имеется соединение, а уж затем при­менить к ним этот метод.

Так как замыкания между фазами или катушечными группами чаще бывают в лобовых частях обмотки или соединительных про­водниках, то иногда удается сразу же найти место соединения путем приподымания и шевеления лобовых частей с одновремен­ной проверкой мегомметром.