Испытания витковой изоляции

Согласно ГОСТ 183-41 изоляция между витками должна испытываться в течение 5 мин напряжением промышленной частоты, на 30 % превосходящим номинальное. Для мощных машин это напряжение имеет величину порядка 100 в. Однако при перенапряжениях разность потенциалов, приходящаяся на один виток, может быть во много раз больше, чем напряжение при испытании по ГОСТ, которое дает гарантию достаточной прочности витковой изоляции только при номинальном напряжении.

Испытание повышенным напряжением разрезных катушек не представляет затруднений. так как при испытании цепь катушки разомкнута и не обтекается током. При испытании изоляции неразрезных катушек в цепи витка или катушки возникает ток, обусловленный испытательным напряжением и кажущимся сопротивлением цепи:

I== Uисп/  Uисп/ L

Существует ряд схем для испытания витковой изоляции, которые отличаются друг от друга главным образом способами, с помощью которых обнаруживаются изменения частоты при пробое витков.

Принципиальная схема одного из методов выявления повреждений по изменению частоты собственных колебаний изображена на рис (4.8.6). Мост, составленный из двух одинаковых конденсаторов и двух одинаковых испытуемых катушек, присоединяется к выводам повышающего трансформатора через дроссельные катушки, применяемые для ограничения тока .Параллельно мосту включается разрядник у, которого пробивается каждый полупериод в момент прохождения напряжения на емкостях через максимум. Таким образом, в каждой ветви моста возникают высокочастотные затухающие колебания, амплитудным вольтметром. Достоинствами данной схемы являются простота определения дефекта и высокая чувствительность.

Изоляция микромашин

Микромашины весьма широко используются в различных сферах про­изводства: в системах автоматики, релейной защиты, в машино- и станко­строении и т.д. Микромашины отличаются от обычных машин по назна­чению, условиям работы, требованиям к ним и т.д. Поэтому, требования к изоляции микромашин могут достаточно сильно отличаться от требований к изоляции обычных машин.

Существуют определенные требования, относящиеся ко всем микро- машинам, независимо от их назначения. Например; можно менее строго обращать внимание на такие параметры изоляции, как tgδ, поскольку теп­ловой эффект в микромашинах проявляется достаточно слабо вследствие весьма небольших значений рабочего тока и рабочего напряжения. Однако изоляция должна обладать большой механической прочностью (в частно­сти, устойчивостью к вибрациям), надежностью и т.д. В то же время, на этапе изготовления изоляции изоляционный материал (например, битум, компаунд) должен обладать малой вязкостью и позволять изготавливать изоляционные конструкции небольших размеров. Требования к электриче­ской прочности изоляции могут быть существенно снижены, т.к. в про­цессе эксплуатации напряжения в микромашинах весьма малы (это также служит причиной снижения требований к однородности изоляции). Вслед­ствие небольших количеств изоляционных материалов стоимость их также не играет существенной роли.

Для некоторых микромашин существуют специфические требования. Например, к микромашинам, работающим в системах релейной защиты и автоматики, предъявляются значительно более строгие требования к на­дежности изоляции, т.к. ненадежная изоляция приводит к ненадежной ра­боте самой машины, и как следствие, к ненадежной работе всего блока автоматики или релейной защиты, что может привести к крупным авариям и ущербу народному хозяйству.

Рассмотрим основные виды изоляционных материалов, применяемых в микромашинах, их особенности, достоинства и недостатки.

Широко применяются полиуретановые компаунды, в частности, зали­вочный компаунд К-30, представляющий собой продукт взаимодействия касторового масла, гексаметиленднизоцианата и стирола. Он предназнача­ется для герметизации электрической аппаратуры и, в частности, в конст­рукциях изоляции микромашин, в случаях, когда не предъявляются особо высокие требования к электрическим свойствам изоляции. Компаунд К-30 - прозрачная жидкость желтого цвета. При нагревании его до 80°С обра­зуется твердый полимер. Предназначается для эксплуатации при температуре деталей от -80°С до +60°С. Этот вид компаунда превосходит другие подобные виды (например, К-31) по эластичности и демпфирующим свой­ствам.

Рядом полезных свойств обладают метакриловые компаунды типа МБК, представляющие собой твердые полимеры (полимеризация происхо­дит при температуре 70-80°С). Основными свойствами компаундов МБК являются высокая влагостойкость (что особенно важно для микромашин открытой установки), неспособность к растрескиванию, высокая механиче­ская прочность, позволяющая получить изоляцию высокой степени надеж­ности, малая кислотность (0.2 мг/КОН), что позволяет считать его инерт­ным по отношению к меди и другим металлам. Это имеет большое зна­чение, т.к. в микромашинах медь применяется гораздо чаще, чем в обыч­ных машинах из-за высокой ее стоимости. Компаунды МБК обладают хо­рошей пропитывающей способностью.

Компаунды с повышенной эластичностью могут быть получены путем введения специальных полимерных продуктов, таких как низкомолекулярные полисульфиды (тиоколы) или алифатические эпоксидные смолы, полу­чаемые на основе многоатомных спиртов ДЭГ-1, МЭГ-1, МЭГ-2. Недос­татком эпоксидных компаундов с повышенной эластичностью и введением вышеупомянутых добавок является пониженная влагостойкость. Также снижаются электрические свойства при повышенных температурах и на­пряжениях, что, впрочем, не особо существенно для микромашин.

Наиболее широкое применение для покрытия обмоток и деталей элек­трических микромашин получили электроизоляционные эмали воздушной и печной сушки на основе модифицированных алкидных лаков. Эти эмали образуют глянцевые гладкие пленки, обладающие твердостью и высокой механической прочностью. Это особенно важно для микромашин, где практически все случаи замыканий обусловлены не электрическим пробо­ем, а механическим повреждением изоляции.

Для покрытия деталей микромашин, работающих в условиях, при ко­торых они подвергаются действию химически активных реагентов (кислот или щелочей) используются перхлорвиниловые эмали.

Довольно часто при выполнении обмоток микромашин используются эмалированные провода, обладающие гораздо меньшей толщиной изоляции, чем провода с волокнистой изоляцией, что позволяет значительно умень­шить габариты обмотки. Один из применяемых лаков - полиамиднорезальный эмальлак ПЛ-2. Провода, покрытые этим лаком, имеют повы­шенную механическую прочность и эластичность изоляции, не уступая в этом винилфлексой изоляции. Однако, эта изоляция обладает относитель­но низкой влагостойкостью и нагревостойкостью (класс изоляции А).