Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Лабораторная работа 6

МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ИЗОЛЯЦИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Цель работы — изучение и практическое освоение методики проведения испытаний изоляции электрических машин.

Общие сведения. Контроль состояния изоляции электрических машин и тяговых двигателей позволяет своевременно предупредить возможность выхода из строя этого ответственного электрооборудования.
Для проверки изоляции электрических машин должны
быть проведены следующие виды испытаний:

1. Измерение величины сопротивления изоляции относительно корпуса машины.

2. Испытание на степень увлажнения изоляции.

3. Испытание па ионизационные процессы.

4. Испытание витковой изоляции.

5. Испытание электрической изоляции повышенным напряжением.

1. Измерение величины сопротивления изоляции является наиболее простым и распространенным средством проверки ее состояния. Измеряя сопротивление изоляции мегомметром, можно обнаружить пробой электрической изоляции, ее сильное загрязнение, общее увлажнение изоляции, посторонние предметы на токоведущих частях.

Измеренное сопротивление изоляции электрических машин при температуре близкой к рабочей должно удовлетворять условию

где U — номинальное напряжение машины, В;

R_из - сопротивление изоляции, МОм;

Р - номинальная мощность электрической машины, кВА.

Сопротивление изоляции машины практически не поддается расчету, поэтому по измеренному абсолютному значению R_из трудно судить о ее состоянии.

При контроле изоляции вместо анализа абсолютных значений целесообразно производить сравнения с данными предыдущего измерения и, если сопротивление изоляции уменьшилось на 25% и более, то изоляцию следует считать поврежденной.

Этот вид испытаний следует рассматривать не как профилактическое испытание, а лишь как контрольное испытание перед включением электрической машины в работу, имеющее целью проверить отсутствие случайного замыкания обмотки на корпус.

2. Существенное влияние на характеристики изоляции электрических машин оказывает процесс увлажнения. Степень увлажнения изоляции может быть определена по значению коэффициента абсорбции /К_абс, тангенсу угла диэлектрических потерь — tg и сопоставлением емкостей изоляции при раз личных частотах—метод «емкость—частота».
Во внешнем электрическом поле в изоляции происходит медленная миграция носителей заряда, характеризующая перемещение свободного заряда абсорбции. После отключения источника питания емкость изоляции разряжается на сопротивление утечки по закону

где R_n _-объемное сопротивление изоляции; С_n - емкость изоляции.

При увлажнении R и постоянная времени уменьшаются. Это обстоятельство используется для оценки состояния изоляции.

На основании опыта эксплуатации принято считать изоляцию сухой, если

Метод контроля tg угла диэлектрических потерь базируется на явлении, возникающем в диэлектрике под действием слабых электрических нолей, электрической поляризации. Процесс поляризации в реальных диэлектриках сопровождается рассеянием энергии - диэлектрическими потерями. Контроль этих потерь (tg ) является наиболее распространенным способом обнаружения общего ухудшения состоянии изоляции. Увеличение потерь свидетельствует об увлажнении, появлении неоднородностей между слоями, возникновении частичных разрядов.

Метод «емкость—частота» основан па том, что емкость неувлажненной изоляции с изменением частоты почти не изменяется, в то время как в увлажненной изоляции процессы поляризации протекают достаточно быстро. Это существенно сказывается на величине диэлектрической проницаемости и, в конечном счете, на емкости образца.

При измерении емкости в функции частоты приложенного напряжения для влажной изоляции достаточно резко проявляется перепад емкостей при частотах f₁ = 2 Гц и f₂ = 50 Гц. Для сухой изоляции этот перепад практически не заметен. Опытным путем установлено, что для неувлажненной изоляции отношение С_f₁/С_f₂ близко к 1, а для увлажнен-
ной, требующей сушки; - C_f₁/C_f₂>1,3. Таким образом, по коэффициенту

K_f= C_f₁/C_f₂ можно судить о степени увлажнения изоляции образца.

З. По современным представлениям пробой изоляции электрических машин при длительном воздействии напряжения имеет ионизационный характер, т. с. обусловлен постепенным разрушением изоляции частичными разрядами. Частичные разряды представляют собою электрические локализованные разряды в микрообластях пор изоляции тяговых электрических машин. Они могут обнаруживаться при напряжениях, существенно меньших пробивного значения.

Поскольку в миканитовой изоляции имеется большое число воздушных включений, то при приложении к ней напряжения, особенно переменного, разряды происходят весьма часто и в питающей цепи образуются непрерывные высокочастотные несинусоидальные колебания тока (рис.18). Амплитуда импульса тока, вызываемого частичным разрядом, зависит от размера воздушного включения. Измеряя импульсы ток можно оценить состояние изоляции и относительные размеры воздушных включений. По рекомендации МЭК для оценки интенсивности ЧР используется понятие о кажущемся заряде. При возникновении в воздушном включении ЧР происходит нейтрализация заряда Q, а в изоляции возникают переходные процессы. При этом на изоляции наблюдается скачкообразное изменение напряжения

U_X которое соответствует кажущемуся изменению заряда на емкости всей изоляции С_х на величину Q, пКл:

Рис. 1. Схема для измерения интенсивности ЧР и осциллограммы импульсных токов и напряжений

Энергия, выделяемая при ЧР в нДж:

где U_чр – действующее напряжение на изоляции, при котором в воздушном включении возникают ЧР.

Средняя мощность ЧР в изоляции оценивается как

где n – число ЧР в единицу времени, причем минимальное значение n = 4f, где f – чистота напряжения.

4. Для испытаний витковой изоляции обычно используют
метод осциллографирования импульсного тока в обмотке машины. В кривой тока, снятой при неопасной для изоляции амплитуде импульсного напряжения и остающейся себе подобной с повышением напряжения, в момент пробоя витковой изоляции отмечается характерное изменение.

5. Испытание электрической изоляции повышенным напряжением является одной из важнейших контрольных операций, обеспечивающей надежную работу изоляции электрических машин в эксплуатации. Испытания повышенным напряжением могут включать в себя испытание переменным напряжением промышленной, высокой и низкой частот, выпрямленным и импульсным.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты обязательно при заводских и профилактических испытаниях. Оно дает возможность выявить большинство местных дефектов изоляции. Величина испытательного напряжения составляет (1,7... 2,0) U_H. Отступления от максимальных норм испытательного напряжения возможны и необходимы. Но эти отступления должны основываться не только на принципе, предусматривающем применение пониженных испытательных напряжений, а с учетом экономических факторов, так как испытания повышенным напряжением таят в себе много неопределенного, и при этом постоянно существует опасность разрушения изоляции.

Испытание повышенным выпрямленным напряжением является разновидностью высоковольтных испытаний и осуществляется обычно в тех случаях, когда значительная собственная емкость оборудования затрудняет проведение испытаний переменным током; Следует отметить, что при испытании постоянным' напряжением отсутствует опасность появления мощных ЧР, вследствие чего напряжение можно увеличить для лучшего выявления дефектов. Величина испытательного напряжения, согласно рекомендациям МЭК, составляет 2 U_н + 1000 В. Кроме того, во время испытания можно измерять ток утечки и тем самым получать дополнительную информацию.

Импульсные испытания с кратностью (1,7... 2,0)U_H проводят с целью проверки состояния межвитковой изоляции обмоток и определения ВСХ изоляции электрооборудования.

Программа работы

1. Измерить сопротивление корпусной изоляции электрической машины.

2. Испытать изоляцию на степень увлажнения:

а) определить коэффициент абсорбции; б) определить коэффициент по методу «емкость—частота»; в) снять кривую саморазряда.

3. Исследовать ионизационные процессы в изоляции.

4. Испытать изоляцию электрической машины повышенным напряжением.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 9 101112 13 Следующая ⇒