2. Методы проверки схем электрических соединений электрооборудования

Правильность схем соединений, схем внешних соединений, схем внутренних соединений проверяется на основе принципиальных схем или исполнительной документации визуально, или способом прозвонки.

Способ прозвонки заключается в создании заведомо контролируемых временных низковольтных электрических цепей с использованием в качестве средств контроля электрических ламп, гальванометров, телефонных трубок; в качестве источника электрической энергии применяются чаще всего батарейки от карманного фонаря, или других из условий монтажа.

*Рассказать о правиле включения вольтметра при измерении напряжения на больших индуктивностях.

Занятие 6

Лабораторная работа №1 – Измерение сопротивления постоянному току обмоток машин

1.М.П. Каминский «Проверки и испытание электрических машин» библиотеки эл.монтера – выпуск 462 «Энергия» - 1977г. Стр.76

1.1 Трансформатор ТМ – 180/6±5% U_ном=6000В

Измерение производителя методом:

A-V

Мостовым методом

Мультиметром

Влияние соединительных проводов для метода A-VR_{соед.пров.д.б} не больше 0.5% Rмилливольтметра.

Величины измеренных результатов привести к t=+75°C

Результаты измерений пересчитываются в формуле при:

Схеме «звезда» - по формуле R_ф=R_изм/2

Схеме «треугольник» - по формуле R_ф=3*R_изм/2

Отклонение результатов от заводских данных не более ±2%

1.2 Асинхронный двигатель АО 62-4 «звезда»/«треугольник» - 220/380В 14кВт 1460 об/мин

Согласно ПУЭ измерение производится для всех электродвигателей с Р≥300кВт, точность 2%

Если выводы статора полностью недоступны, то измерение производится между линейными выводами, с последующим пересчетом в фазное – см. выше или Мусаэлян – стр. 218.

Занятие 7§1.5 стр. 12-18

В большинстве случаев все повреждения в электрооборудовании сопровождаются нарушением изоляции, поэтому оценке состояния изоляции придается наиболее важное значение в процессе монтажа и наладочных работ.

Любая изоляция является диэлектриком и может быть представлена физически или рассмотрена в виде следующей схемы замещения:

При внесении диэлектрика в постоянное электрическое поле через него проходит ток заряда геометрической емкости, который быстро убывает до нуля. В течении этого времени свойства изоляции практически не проявляются и на границах сред скапливаются заряды, электрическое поле которых вызывает поляризацию.

Поляризация в диэлектрике характеризуется ориентировкой связанных зарядов с зарядкой конденсаторов, образующихся в диэлектрике в связи с наличием неоднородностей. Величина таких поляризаций и время прохождения зависят от параметров цепи R-C, на величинах которых в первую очередь сказывается состояние изоляции:

Чем больше увлажненность, тем меньше R_абс, тем больше I_абс по сравнению с I_rи тем быстрее протекает его затухание.

, где τ=R_абс*C_абс, e=2,71828

По достижению I_абс=0, ток в диэлектрике определяется током сквозной проводимости (током утечки) и его величина зависит от увлажненности диэлектрика и загрязненности поверхности и размеров поверхностей, и в конечном ………… величиной R_из.

Под сопротивлением изоляции подразумевается его ……… значение R₆₀=R_из, т.е. на момент времени I_…

Для оценки состояния изоляции производят измерение сопротивления изоляции и измерение К_абс, что в общем сводится к построению абсорбиционных кривых R_из=f(t). К_абс =R₆₀/R₁₅

И змерения производят при температуре свыше 10°С, а результаты измерений сравнивают с нормой после их приведения к нормируемой величине по формуле:

для изоляции

класса А - ℒ=40, класса Б - ℒ=60

Класс изоляции определяет ее нагревостойкость – для изоляции класса А при понижении температуры на каждые 10°С ее сопротивление увеличивается в 1,5 раза, см. таблицу:

∆t=t2-t1	1	5	10	15	20	25	30
Коэф-т измерения R60	1,04	1,22	1,5	1,84	2,25	2,75	3,4

То же можно построить для изоляции класса В – для которой при повышении температуры на каждые 18°С сопротивление снижается в 2 раза.

Измерение производят мегаомметрами МС-05, М-4100 или электронными М-4101, Ф – 4160, придерживаясь следующего порядка:

1. Убедиться, что R_из соединительных проводов не меньше верхнего предела измерений.

2. Установить предел измерений.

3. …………………..

4. …………………..

5. …………………..

6. При измерении R_изна объектах с большой емкостью отсчет производить после успокоения стрелки.

7. Перед началом измерений и обязательно после каждого замера снимать накопленный заряд путем наложения заземления, только после этого можно пересоединять или отсоединять соединительные провода.

8. В случае необходимости с целью устранения влияния токов утечки на изоляцию накладывают токоотводящий электрод, присоединяемый к зажиму «Экран».

При измерении изоляции кабеля, изолированного от земли, зажим «Э» присоединяется к броне кабеля.

При измерении R_из между обмотками электрических машин, зажим «Э» присоединяется к корпусу.

При измерении изоляции R_из обмоток трансформатора зажим «Э» присоединяется под юбкой выходного изолятора.

9. Запрещается проводить измерения на воздушных ЛЭП во время грозы и на линиях, проходящих вблизи ЛЭП, находящихся под напряжением.

Занятие 8 § 1.5 стр. 18-22

О и Н гл.2. Общие методические указания по испытанию изоляции электрооборудования.

1. Испытания электрооборудования должны проводиться в соответствии с ПТБ при эксплуатации станций и сетей.

2. Температура изоляции при испытаниях д.б. не ниже +5°С, кроме специальных оговоренных случаев когда требуется более высокая температура.

3. Испытания однотипного оборудования желательно проводить при одинаковых условиях и однотипной схеме.

4. Изоляция перед испытанием д.б. очищена (за исключением вращающихся машин, находящихся в эксплуатации).

5. При испытании обмоток вращающихся машин, трансформаторов и реакторов повышенным напряжением U – 50 Гц должны быть испытаны поочередно каждая электрически независимая цепь или параллельная в отдельности при наличии полной изоляции между витками.

Один полюс испытательной установки соединяется с выводами испытуемой обмотки, а другой – с заземленным корпусом электрооборудования, к которому во время испытаний присоединяются все другие обмотки.

Обмотки, соединенные между собойнаглухо и не имеющие выведенных обоих концов каждой фазы или ветви, должны испытываться относительно корпуса без их разъединения.

6. Испытательную установку желательно питать линейным напряжением.

7. Скорость подъема Uдо 40% не нормируется, затем со скоростью 3% в 1с.

8. До и после испытания U_пов.необходимо измерять R_60.

10. Нормы tgб и I_утечки(проводимости) разрядников даны для температуры +20°С.

О величине напряжения при измерении tgб. Измерение tgб изоляции при сушке трансформатора без масла производить при U≥220В.

10. Испытание изоляции (кроме ответственных вращающихся машин напряжением 1кВ, а также изоляции вторички может быть заменено измерением R₆₀ МС-05 на 2500В.

11. Испытанию U_пов. должны предшествовать осмотр и оценка состояния изоляции другими методами.

Дополнения из ПУЭ: к п.2.11 Если R₆₀ окажется меньше чем в О и Н, то испытание U_пов.=1кВ является обязательным.

Испытание U_пов.промышленной частоты изоляции вторичных цепей с U_раб.>60В в электроустановках энергосистем обязательно.

Емкостные методы оценки состояния изоляции (увлажненности)

Метод емкость-частота

Емкость изоляции зависит от частоты приложенного напряжения, с увеличением частоты емкость уменьшается, что является следствием процессов медленной поляризации (т.е. с увеличением частоты или уменьшением длительности одного полупериода затормаживаются, замедляются процессы накопления зарядов – поляризации, что и ведет к уменьшению емкости). Чем больше увлажнена изоляция, тем быстрее протекают процессы поляризации.

Метод емкость – время – основан на раздельном измерении С_абс и С_гпо однократному циклу заряд-разряд:

Критерием оценки служит отношение: с увеличением увлажненности C_абс↑, а так же .

С_абс/С_г Измерение производится прибором ЕВ-3 и применяется при сушке трансформаторов без масла.

Метод емкость-температура

Для неувлажненной изоляции

С увеличением температуры увеличивается проводимость изоляции, уменьшается вязкость и увеличивается поляризация.

Емкость измеряется мостом МД-16 или Р525 или методом A-V:

Температура измеряется термометром в верхних слоях масла или по сопротивлению обмоток по следующей формуле:

, где R₁–сопротивление холодной обмотки при t₁, R₂ – сопротивление горячей обмотки при t₂, N=235 –медь, N=245- алюминий.

Оценка емкостными методами возможна только для волокнистой изоляции (класса А), а для многоволокнистой изоляции класса В они весьма неточны.

Метод измерения токов абсорбции (токов утечки) – особенно для изоляции класса В.

Ток утечки в зависимости от величины приложенного напряжения меняется нелинейно по причине возникновения в многослойной изоляции процессов ионизации.

Критерием оценки состояния изоляции служит измеренная величина К_{нелинейности} (коэффициент истинной абсорбции).

; ; , где I_1мин – 60 секундные токи.

Для неувлажненной изоляции К_нл 2 . Измерение часто выполняется кенотронным аппаратом.

Определение диэлектрических потерь и измерение tgб.

Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в диэлектрике под воздействием электрического тока, которая расходуется на нагрев и ионизацию I_А и перезарядку (поляризацию) – I_C.

- величины tgб зависит от температуры: с увеличением температуры в пределах от 0 до 60°CуменьшаетсяR_из и тем самым увеличивается I_А иtgб.

Значение tgб нормируется для t=20°С. В п.1 приводится таблица пересчета tgб в зависимости от температуры – стр.22.

Наиболее широкое применение для измерения С и tgб получили мостовые схемы: МД-16, Р525 и Р5026.

Тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторов и электрических машин измеряют между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках.

В основном, этот метод используется для изоляции трансформаторов и вводов, для электрических машин – реже, так как часто не позволяет выявить наиболее опасные местные дефекты из-за внешней ионизации.

Значение tgб нормируется при температуре 20°C, поэтому измерения производят при близких температурах и для некоторых типов изоляции сравнение с нормами может выполняться без пересчета.

Занятие 9§1.5 стр.22

Чтобы определить окончательную оценку состояния изоляции после всех предварительных испытаний, ранее рассмотренных, производится определение прочности изоляции повышенным напряжением. Для аппаратов, изоляция у которых работает в масле, подобное испытание возможно только после проведения анализа масла.

При проведении испытаний необходимо руководствоваться ПТЭ и ПТБ и требованиями О и Н в зависимости от типа оборудования, а также главой 2 задания 8.

Уровень испытательного напряжения установлен из условия возможного выявления сосредоточенного дефекта в изоляции в зависимости от типа оборудования.

С целью предотвращения старения U_исп=0,75U_{исп.зав.}

В зависимости от типа оборудования испытание повышенным напряжением проводится на промышленной частоте или выпрямленным напряжением.

Испытание переменным напряжением наиболее доступно в условиях эксплуатации и ставит изоляцию в условия приближенные к эксплуатационным, части распределения напряженности электрического поля и уровня диэлектрических потерь.Однако в связи с тем, что уровень электрической прочности междувитковой изоляции выше, чем у главной, то и время приложения в зависимости от вида испытания и схемы – различают: для главной изоляции – 1 мин, для межвитковой изоляции – 5 мин. В связи с тем, что уровень необходимого испытательного напряжения для межвитковой изоляции на промышленной частоте ограничен характеристикой намагничивания, то есть испытание сопровождается очень большими токами, подобные испытания для межвитковой изоляции трансформаторов и электрических двигателей не производится.

Для генераторов испытание межвитковой изоляции проводится путем повышения возбуждения до 1,3U_ном при работе генератора на ХХ, ……………..

Испытание выпрямленным напряжением проводится в тех случаях, когда необходимо контролировать R_из и ток утечки и выполняется для электрических машин, разрядников, кабелей и тяг выключателей.

Хотя распределение напряженности электрического поля при испытании U_выпр далеко не соответствует эксплуатационным характеристикам оно имеет большие преимущества:

1. У электрических машин распределение напряжения вдоль обмотки более равномерно, то есть и пазовые и лобовые части испытываются в более равных условиях

2. Мощность испытательной установки значительно меньше

3. U_{исп.выпр.} значительно выше, чем U_исп в среднем в 1,5 раза и время испытания тоже значительно больше до 20 мин.

Промышленностью выпускаются испытательные установки АИИ-70 позволяющие получить U_выпр=70кВ и U₂=50кВ и автолаборатории УВП-03, позволяющие испытать силовые кабели до 35кВ включительно, то есть U_{выпр.макс}=175кВ.

Изоляция считается выдержавшей испытания повышенным напряжением если во время испытания не было:

1. Пробоя

2. Частичных разрядов

3. Выделений газа или дыма, не обнаружено местного нагрева

4. Резкого снижения напряжения и возрастания I_ут.

Нормы испытаний защитных средств

Занятие 10[1] §3.1 и 3.2

Методика испытания изоляции повышенным напряжением является общей для различных видов электрооборудования.

Схема испытания U_повf=50Гц

1.Для того, чтобы не искажалась форма напряжения, применяют регулировочный автотрансформатор с малым индуктивным сопротивлением.

Для сохранения синусоидальности тока применяют регулируемые активные сопротивления (реостаты).

Причиной искажения является нелинейная зависимость для трансформаторов между током намагничивания и напряжением (магнитным потоком).

При работе с регуляторами напряжения необходимо учитывать их перегрузочную способность с учетом цикличности испытаний (длительность подъема напряжения 0,5мин и время испытания – 1 мин. Пауза между повторными испытаниями должна увеличиваться).

2.Мощность испытательного трансформатора (выбор)

В п.1 приводится S_исп= , где С_Х (емкость объекта), S_исп – мощность испытательной установки.

S_{исп.тр-ра}= , где номинальное напряжение вторичной обмотки.

Сводим обе формулы в одну:

(кВА)

Если емкость объекта С_х неизвестна, то её необходимо измерить на низком напряжении методом A-V с точностью достаточной для выбора трансформатора: C=I/2

Ориентировочные значения С_Х (пф):

Вводы трансформаторов и масляных выключателей – 50-800

Трансформаторы тока и напряжения – 100-1000

Силовые трансформаторы и электродвигатели до 100кВА – 1000-10000

Электродвигатели мощностью более 100кВА – 10000-100000

Для вращающихся машин (например, турбогенераторов) значения С_Х значительно выше и достигают до 500000 пф

Испытательные трансформаторы в зависимости от С_Х принято делить на две большие группы:

1. Для подстанционного оборудования (С_Х 10000 пф)

2. Для испытания изоляции вращающихся машин

К первой группе относятся трансформаторы ИОМ. В их обозначении – расшифровка: ИОМ-35-70/100: высокое напряжение 35-70кВ, кратковременная мощность 100кВА, длительная мощность 50кВА

Напряжения первичной обмотки у ИОМ обычно 0,2кВ, но бывает и больше до 6,3кВ для ИОМ – 500/500

Ко второй группе относятся трансформаторы ОМ, выпускаемые мощностью до 50кВА и Uв/в обмотки до 35кВ и обладают кратковременной высокой перегрузочной способностью до 2.5 раз. В качестве испытательных трансформаторов могут быть использованы ТН: НОМ, НКФ собираемые в последовательные (каскадные) схемы для увеличения U_исп и в параллельные для увеличения S_исп и обладающие при малой номинальной мощности очень высокой перегрузочной способностью от 3 до 5 раз.

3.R_огр – сопротивление ограничивающее (резисторы) в испытательной установке при пробое изоляции (1-2Ом на 1В испытательного напряжения)

R_д – для ограничения коммутационных перенапряжений на С_Х при пробое шарового разрядника (1Ом на 1В испытательного напряжения. Обычно эти сопротивления фарфоровые или водяные.

4.Для защиты С_Х от чрезмерногоU_исп используется шаровой разрядник, настраиваемый на 110% U_исп

Характеристики шаровых разрядников приведены:

- справочник Мусаэляна – стр.106 табл. 3.3

- справочник Васильева – стр.379 табл. IX.13

- справочник Зименкова – стр.249 табл. 7-6

5.Включение КИП

5.1 Контроль токов в испытательной установке и собственно токи утечки.

5.2 Контроль напряжений

Для объектов с большой С_Х производить измерение U рекомендуется на стороне ВН, так как за счет емкостного тока напряжение на обмотке ВН испытательного трансформатора может возрасти.

При использовании R_огр включение V-ра на отпайку обмотки ВН может дать искаженный результат.

Включение V-ров через измерительный ТН на стороне ВН используется лишь для измерения U_исп 40кВ.

Непосредственное измерение U на стороне ВН производится электростатическими киловольтметрами типа С100, С101, С110.

Испытание изоляции вторичных цепей U_пов

1. Шинки оперативного тока и напряжения – R_из=10мОм при отсоединенных цепях.

2. Каждое вторичное присоединение и цепи питания – R_из=1мОм.

3. Вторичные цепи управления, защиты, сигнализации в релейно-контакторных схемах в установках до 1000В. R_из=0,5МОм. Испытание производится со всеми присоединенными аппаратами.

4. Цепи бесконтактных схем – по данным завода-изготовителя

Испытанию U_пов предшествует осмотр, знакомство со схемой и измерение R_из.

Перед началом испытания U_пов (U_исп=1000В, t_исп=1 мин.) необходимо

1. Убедиться в отсутствии напряжения, исключить…….

2. Снять заземление у ТТ и отключить вторичные обмотки ТН

3. Отключить элементы схемы с пониженнымU_исп

4. Закоротить выпрямители, конденсаторы и промежуточные трансформаторы

5. Проверить R_из

6. Испытать U_пов

7. Разрядить схему

8. Проверить R_из

При отсутствии испытательной установки можно собрать схему с ТН мощностью не менее 200 ВА (НОМ-3). Протяженные цепи испытывают по участкам. R_огр со стороны ВН рассчитывают по формуле: Ом. Если R_огр включить в схеме со стороны НН, то его величина равна 1000Ом.

В отдельных случаях при отсутствии испытательной установки и НОМиспытание изоляции можно заменить измерением R₆₀ МС-05 на 2500В, так как вследствие падения напряжения в мегомметре фактическое напряжение на изоляции будет значительно ниже.

Испытание изоляции выпрямленным напряжением

Применение выпрямленного напряжения позволяет уменьшить мощность испытательной установки, позволяет испытывать объекты с большой C_Х, а также контроль изоляции по токам утечки.

В исправной изоляции с течением времени I_ут спадает, и наоборот диэлектрические потери при испытании выпрямленным напряжением значительно меньше, то есть опасность пробоя изоляции (тепловой пробой) снижается, а U_исп повышается.

При испытании выпрямленным напряжением особенно строго необходимо соблюдать ПТБ – снятие заряда и наложение заземления (Зименков – стр.67, 68) – здесь же: для большинства дефектов кабельной изоляции U_проб. На отрицательной полярности на 5-15% ниже, чем на положительной, поэтому к центральной жиле кабеля прикладывается U_исп отрицательной полярности.

К общим проверкам и испытаниям кроме испытанияU_пов относятся все методы оценки состояния изоляции:

1. Измерение R_из и К_абс – занятие 7

2. Емкостные методы с измерением tgб – занятие 8

И электротехнические измерения с проверкой схем соединений и полярности обмоток.

По величине диэлектрических потерь можно судить о надежности изоляции к тепловому пробою, общем строении и увлажненности изоляции.

Вывод: потери мощности Pи tgб пропорциональны друг другу.

Занятие 11§2.10

Техника измерений tgб

Значение tgб измеряют при напряжениях, обычно меньше U_ном (3-10кВ). Величина напряжения выбирается так, чтобы обеспечить испытательное устройство при сохранении высокой чувствительности прибора.

В практике нашли применение для измерения емкости и tgб: для оборудования с очень большими емкостями – ваттметровые схемы и в большинстве своем – мостовые схемы.

В качестве измерительных мостов используются мосты тока МД-16, Р525, Р5026.

Схемы включения нормальная: измерительный элемент (мост) находится под низким потенциалом.

Перевернутая схема: измерительный элемент находится под высоким напряжением.

Для устранения влияния от внешних электростатических полей на результаты измерения вокруг измерительной схемы выполняются или предусматриваются защитные экраны при нормальной схеме – заземленные и при перевернутой – находящиеся под напряжением.

Для устранения влияния токов утечки на результаты измерения на испытательном объекте применяют охранные кольца, заземленных при нормальной схеме и находящихся под напряжением при перевернутой.

Наличие заземленных экранов вызывает появление ……… емкостей и для компенсации их влияния обычно применяют метод защитного напряжения, регулируемого по величине и фазе (меняют полярность переменного питающего напряжения).

Для простоты расчетов R₄выполняется равны:

(обычно n=4 и Ом),

тогда tgб=С₄ – абсолютное значение tgб при C₄ в мкФ.

tgб=100 C₄ – в процентах (%) tgб при C₄в мкФ.

В качестве указателя равновесия моста (пульт-индикатор) используется в приборе вибрационный гальванометр.

Если мост уравновешивается по R₃, а по C₄ он выходит из равновесия, то это означает, что величина tgб – отрицательная.

При измерении отрицательныхtgб магазин емкостей С₄ отсоединяется от R₄ и подключается параллельно плечу R₃ и в этом случае и если шкала магазина C₄отградуирована в величинах tgб , то есть tgб_град, то при отрицательных значениях

Для расширения приделов измерения моста в плечо R₃вводят шунты

Следует учитывать при измерениях потери в соединительных проводах и измеренное значение будет больше на , где – сопротивление.

В конструкции моста экран изолирован на полное испытательное напряжение от корпуса, который заземляется, тем самым обеспечивается безопасность при измерениях по перевернутой схеме.

О правилах ТБ

В качестве испытательного трансформатора могут быть использованы ТН кратковременная (2-х минутная) мощность которых равна для НОМ-6 – 0,8 кВА, для НОМ-10 – 1,5 кВА.

Кратковременно от измерительных трансформаторов может быть получено напряжение равное 1,5-1,7U_ном.

Регулирование напряжения должно осуществляться плавно от 0 до U_исп, причем при регулировке фаза напряжения не должна заметно меняться. Для этого следует выбирать регулятор с малым U_К (например – автотрансформатор типа ЛАТР до 2 кВА)

Возрастание емкости по сравнению с нормальной величиной, полученной при прошлых измерениях, характеризует увлажнение изоляции или пробой отдельных слоев изолятора.

Непосредственно перед измерением tgб необходимо повторно проверить сопротивление изоляции мегаомметром.

Рассмотрим измерениям, часто встречающимся в практике наладочных работ относятся: (Зименков: стр. 47-63)

1. Измерение токов и напряжений - §2.2

2. Измерение мощности - §2.3

3. Измерение cos , f(гц), чередование фаз - §2.4

4. Измерение времени – занятие 4 и §2.6

5. Поверка электрических измерительных приборов

6. Измерение сопротивления постоянному току, C, Lи М - §2.5

1. Метод омметра – наиболее точный4

2. Метод A-V

3. Мостовые схемы

4. Потенциометрические схемы

При регулировании токов и напряжений необходимо учитывать следующее:

1. Для плавности регулирования U, сопротивление реостата д.б. или выбирается как можно больше

2. Реостат должен выдерживать длительно ток нагрузки и ток собственного потребления

3. – чтобы величина нагрузки не влияли на величину напряжения потенциометра.

4. При требовании сохранить синусоидальность тока, регулировку производят реостатами и при сохранении синусоидальности напряжения – регулировка автотрансформаторами

5. – последовательное включение реостата при измерении R_{пост.току} больших L.

6. Определение полярности обмоток

Однополярными выводами обмоток считаются такие, которые при наличии магнитного потока имеют один и тот же знак ЭДС.

Полярность зависит от направления намотки и взаимного расположения обмоток на магнитопроводе.

Метод полярометра:

Предварительно проверяется гальванометром, то есть его полярность и далее по схеме – при замыкании стрелка – вправо, при размыкании – влево.

Для асинхронного двигателя:

Так как обмотка сдвинута на 120градусов, то при правильной маркировке и при присоединении (+) гальванометра к зажиму Н стрелка при замыкании ключа отклоняется влево.

3. – КПД, где Р₂ – мощность на валу (полезная) указывается на щитке, Р₁ – активная мощность из электрической сети. – полная мощность двигателя из сети

4. , где U и I – фазные значения.

Занятие 12 §6.1 и 6.2

Объем приемо-сдаточных испытаний. Зименков: стр. 245-250.

Проверка состояния изоляции обмоток и испытание U_пов

Объем приемо-сдаточных испытаний

Регламентируется ПУЭ, О и Н и СНиП III-33-76.

В программу входят:

1. Измерение R_из обмоток, между обмотками и R_из температурных индикаторов.

2. Определение возможности включения без сушки

3. Испытание электрической прочности повышенным напряжением – 50Гц

4. Испытание выпрямленным напряжением

5. Измерение сопротивления постоянному току обмоток в холодном состоянии

6. Измерение воздушных зазоров между полюсами и якорем – для МПТ: между статором и ротором для машин переменного тока

7. Измерение зазоров в подшипниках скольжения

8. Измерение осевого разбега ротора(якоря) для машин с подшипниками скольжения

9. Проверка правильности соединения и исправности обмоток

10. Проверка работы машины на ХХ

11. Измерение вибрации

12. Снятие характеристик ХХ

13. Испытание на электрическую прочность межвитковой изоляции

14. Определение характеристики 3-х фазного КЗ для синхронных машин

15. Определение реактивного сопротивления и постоянных времени для синхронных генераторов

16. Проверка работы систем охлаждения

17. Проверка изоляции подшипников

18. Проверка работы машины под нагрузкой с определением рабочих характеристик, нагрева

Объем проверок всегда уточняется инструкцией по монтажу и в общем делится на три большие группы:

1. Проверка и испытание непосредственно электрической машины в неподвижном состоянии и в работе

2. Испытание вспомогательных систем

3. Проверка вторичных устройств

Проверка состояния изоляции обмоток

Основным критерием для оценки состояния изоляции служит R_из при температуре не ниже +10°С.

Для измерений применяют мегаомметры логометрической системы:

На 250В – изоляция температурных индикаторов, термометров сопротивления и термопар

На 500В – для обмоток с U_ном 500В

На 1000В – для обмоток с U_ном 500В

На 2500В – для обмоток с U_ном 1000В

При измерении R_из на крупных машинах с емкостью обмотки более 0,01мкФ применяют мегаомметр с электрическим приводом.

Измерение R_из обмоток и между обмотками производится поочередно для каждой электрически независимой цепи при присоединенных всех остальных цепей с корпусом машины.

При производстве измерений следует помнить о необходимости снятия электростатического заряда. Продолжительность разряда в зависимости от мощности и напряжения (а правильнее от величины С) колеблется от 1.5с до 2-хминут.

При измерении R_из обмоток статора с непосредственным охлаждением с целью уменьшения погрешности от токов утечки по поверхности шлангов коллектора охлаждения из последнего сливают воду и присоединяют его к зажиму «Экран», Мусаэлян – стр. 205

У машин малой мощности и напряжением до 1кВ ограничивается измерение R_из; у машин с U_ном≥1000В - К_абс

При измерении R_из следует контролировать температуру обмоток. В нормах указываются величины температуры 10-30°С и 75°С. В общем случае R_из измеряют при температуре обмоток, соответствующей номинальному режиму и наименьшее допустимое значение R_из определяется в этом случае по формуле:

R_{60мин.доп}≥0,5МОм. В случае измерения R_из при температуре ниже рабочей, R_{60мин.доп} удваивают на каждые 20°С (полные и неполные) разности между рабочей и температурой измерения.

Для машин переменного тока U_ном<1000ВR_{статора}=0,5МОм при температуре 10-30°С и R_ротора=0,2МОм

О степени увлажненности судят по К_абс=R₆₀/R₁₅. Следует учитывать, что К_абс зависит от температуры – для неувлажненной изоляции с повышением температуры К_абс уменьшается.

Для неувлажненной обмотки при температуре равной 10-30°С К_абс=1,3-2; для увлажненной К_абс близок к единице.

Определение возможности включения электрических машин без сушки – см. СНиП-III-33-76.

Для МПТ:

1. Машины до 500В с изоляцией «А» должны иметь R₆₀ не менее нормируемых

2. Машины от 500В до 1000В с изоляцией «В» должны иметь R₆₀ не менее нормы и К_абс≥1,2 при t=10-30°С

3. Если наблюдается отклонение от норм, то проводят контрольный прогрев с целью возможного устранения поверхностного увлажнения и при необходимости – сушки с последующим испытанием повышенным напряжением переменного тока 50Гц.

Для машин переменного тока:

1. R₆₀ не менее нормы

2. При t=10-30°С К_абс≥1,2 – для электродвигателей до 5000кВт и n 1500 об/мин – 1-ая группа, К_абс≥1,3 – 2-ая группа – все остальные

3. I_ут= (U_{исп.выпр}) – не должна иметь крутого изгиба и К_нл 3

Для машин 2-ой группы определение зависимости обязательно, а для 1-ой группы – только в случае если не выполнено 1 или 2.

Для электродвигателей, статоры которых имеют только 3 вывода, зависимость I_ут= (U_{исп.выпр}) не снимается.

Для машин 1-ой группы - U_макс=2,5U_ном, 2-ой группы - U_макс – рассчитывается – см. табл.7.3 у Зименкова стр. 247.

U_мин для 1-ой группы – U_мин=0,5U_ном, 2-ой группы - U_мин не более 0,2U_макс

Испытательное напряжение прикладывают ступеням с контролем I_ут: (по одной минуте для каждой ступени, не менее 5 ступеней).

I_ут измеряют каждые 15 и 60 секунд. Если I_ут на какой-либо ступени не прекращает увеличиваться, то испытание прерывают до устранения причины. Расхождение I_ут по фазам не должно отличаться более, чем в 2 раза. Колебания стрелки измерительных приборов Vи мА обычно предшествуют пробою. После испытания каждой обмотки необходимо снимать заряд.

Если характеристики тока утечки не имеют крутого изгиба, но токи превысили I_ут.доп., аК_н<3, то машину следует подвергнуть контрольному прогреву до 75°С и повторно измерить I_ут. Если R₆₀ при температуре 60°С будет не ниже расчетного по формуле, то машину включают без сушки.

Включение без сушки роторов СМ возможно, если R₆₀>0,5МОм, а для двигателей >0,2МОм.

Перед включением на полное U_раб, то есть в эксплуатацию, необходимо обмотки статоров машин всех групп подвергнуть испытанию U_исп промышленной частоты.

Испытание изоляции электрических обмоток машин повышенным переменным напряжением

Испытание проводится согласно указаниям О и Н. Величина U_пов рассчитывается по формуле, приведенных в ГОСТ 183-74 и ПУЭ.

Испытание обмоток статора рекомендуется производить до ввода ротора в статор, а обмотку ротора при _ном вращения.

По окончании испытания производят повторное измерение сопротивления изоляции.

Результаты испытания считаются удовлетворительными если во время испытания не происходило пробоя или перекрытия изоляции скользящим зарядом, не допускается желтое или красное свечение, коронирование допускается.

Испытание U_пов межвитковой изоляции производится на холостом ходу путем повышения подводимого (СД) или генерируемого (СГ) до 1,3U_ном

Занятие 13 §6.3 и 6.4

Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Измерения производят с целью проверки соответствия сопротивления расчетному значению.

- определения превышения температуры обмотки над температурой окружающей среды;

- проверки надежности паек и отсутствия дефектов в соединениях обмотки.

Сопротивление может быть измерено в холодном и нагретом состоянии.

Холодным считается такое состояние обмотки, при котором ее температура и температура окружающей среды различаются не более, чем на 3°С.

Нагретое – это состояние обмотки при рабочей температуре.

Для измерения температуры обмотки служат ртутные термометры или термоиндикаторы, закладываемые не менее чем в 4-х точках (из них обязательно в верхних и нижних точках лобовых частей статора и ротора). За температуру обмотки принимают среднее значение.

Измерение R_{пост.току} производится несколько раз при различных значениях тока методом A-Vили мостовыми схемами (одинарными и двойными).

Для больших R_х в цепи «V» находятся и «А»иR_х=

Измерительные приборы не ниже 0,5

Наибольший допустимый ток при измерении R_{обмотки} определяют по формулам: I_доп=1,82qa–для медной, I_доп=1,2qa – для алюминиевой, где q – поперечное сечение проводника, а – число параллельных ветвей обмотки.

При отсутствии обмоточных данных I_доп 0,2I_{ном.обмотки}

Для сравнения результатов измерения Rих приводят к условной температуре (чаще 15°С и почему не 75°С), принятой за исходную по формуле:

Согласно Нормам измеренные значения по фазам не должны различаться более чем на 2%, и по отдельным параллельным ветвям – более чем на 5%. То же относится и к сравнению с заводскими данными.

Отклонения от нормы в первую очередь говорят о плохих пайках. Их выявляют нагревом от постоянного или переменного тока с приборами КВТ-1 и ИВ-3М без прогрева и снятия …

Измерение Rобмоток для МПТ

Согласно ПУЭ значения R обмоток возбуждения не должны отличаться от ранее измеренных или заводских данных более, чем на ±2%.

Для проверки паек «петушков» производится измерением сопротивления обмотки между каждой смежной парой коллекторных пластин – результаты не должны различаться более чем на 10% (микроомметром или методом A-V: «mV» на 10-60 мВ и «А» на 10-20 А). Для малых и средних машин измерения производят при поднятых щетках, чем исключают параллельные соединения, а в крупных машинах образуемые щетками параллельные соединения дают пренебрежительно малую погрешность. Если в схеме обмотки имеются уравнительные соединения, то отклонения в результатах измерения могут превзойти 10% и достигать 20-30%.

Кроме измерений с целью проверки паек у якоря измеряется сопротивление между коллекторными пластинами, находящимся на расстоянии , гдеN¹ – полное число пластин и 2Р – число пар полюсов возбуждения.

Измерения производят до сборки и после монтажа.

Измерение R обмоток для машин переменного тока

Измерение R следует проводить пофазно или в случае следующих схемных соединений с дополнительным расчетом:

Предельно допустимые отклонения между результатами измерения различных фаз должны составлять не более 2% и на столько же отличаться от заводских данных.

При измерении Rобмоток ротора с целью исключения переходного сопротивления щеток напряжение необходимо измерять на контактных кольцах.

Сопротивления – пускорегулирующие и гашения поля необходимо проверять на всех ответвлениях – отклонения от заводских данных д.б. не более 10%.

У синхронных машин дополнительно производится на переменном токе измерения Rобмоток полюсов с целью проверки целостности, отсутствия витковых замыканий и исправности межполюсных соединений (с использованием …. и U=220В для неявнополюсного ротора при различных …..

Измерение X_dпроизводится при «К» и не нормируется - §6.4

Занятие 14М - §6.5 и 6.6, З - §7-9 стр.253

Проверка правильности соединений и исправности обмоток

Так же, см. Каминский - стр. 29-38 начиная с «проверка внутренних соединений обмоток»

1. Проверка соответствия схемы внутренних соединений паспортной схемы завода-изготовителя, с одновременной проверкой соответствия маркировки, мест пайки, болтовых соединений и контактных поверхностей.

При проверке правильности маркировки начал и концов обмоток исходят из следующих правил:

А) Обмотка якоря Я1-Я2

Обмотка возбуждения параллельная (шунтовая) Ш1-Ш2

Обмотка возбуждения последовательная (сериесная) С1-С2

Обмотки добавочных полюсов Д1-Д2

Обмотка компенсационная К1-К2

Обмотка пусковая П1-П2

Обмотка уравнительная У1-У2

Б) Концы обмоток, соединенные внутри машины и не выведенные наружу, не маркируются

В) При правом вращении в режиме электродвигателя ток во всех обмотках (за исключением размагничивающих располагаемых на главных полюсах) протекает от начала к концу. Правое вращение – по часовой стрелке, если смотреть со стороны приводного вала, а для 2-х приводных со стороны, противоположной коллектору.

Начало обмотки якоря, то есть Я1 всегда присоединяется к щеткам с положительной полярностью, то есть к «+».

Проверка согласованности обмоток главных полюсов импульсным методом

М – стр. 227 рис. 6.6

З – стр. 29 рис. 149

Магнитные потоки д.б. – согласны, то есть в схеме начала одной обмотки соединяются с концами другой.

Проверка согласованности обмоток главных полюсов методом проворачивания якоря – М стр. 227

mV – присоединяется к якорю любой полярности

При согласованности обмоток возбуждения и правильности маркировки при проворачивании якоря mV будет отклоняться в одну и туже сторону, как для обмотки «Ш» так и обмотки «С»

Проверка согласованности обмоток добавочных полюсов и компенсационной обмотки с обмоткой якоря – метод A-V на переменном токе: большее значение измеренного сопротивления – при правильном соединении обмоток – одновременно выявляется наличие витковых замыканий. – см. Каминский стр. 30., М – стр. 229 рис. 6.9

При проведении опыта щетки на коллекторе д.б. устанавливаются на нейтрали.

- та же проверка, но индуктивным методом: Если обмотка ДП и К включена правильно по отношению к якорю, то при замыкании цепи якоря в обмотках ДП и К индуцируется ЭДС, причем полярность в месте соединения с якорем д.б. одного знака с источником питания – см. Зименков стр. 255 п.4 рис. 7.13.

Если обмотки ДП включения правильно, то при замыкании цепи якоря стрелка mV отклониться вправо. Для обмоток ДП, включенных по обе стороны якоря опыт проводится дважды – для каждой части полюса отдельно. – см. Васильев стр. 240

Проверка чередования полярности главных и добавочных полюсов – метод магнитной стрелки (компас) при 5% тока возбуждения.

Чередование полюсов для генератора N-s-S-n, для двигателя N-n-S-s

Проверка полярности щеток якоря

1. Метод импульсов

Обмотку возбуждения через ключ присоединяют к источнику постоянной ЭДС, так чтобы «+» был на начале обмотки. Если при замыкании стрелка «mV» приподнимается к коллекторным пластинам отстающим на угол 10-15° в сторону вращения от любой пары щеток, отклоняется вправо, то это означает, что «+» mV-ра находился вблизи положительной щетки.

2. Метод проворачивания якоря – см. М-стр. 230

Нужен источник постоянного тока, способный создать в полюсах поток, превышающий остаточный. Проворачивая якорь в заданном направлении судят по полярности щеток по отклонению вольтметра, подключенного к щеткам о полярности щёток.

Проверка чередования фаз синхронных генераторов