Электрическая прочность ЭИК определяется ее способностью выдерживать прикладываемое напряжение. В процессе производства и ремонта изделия подвергаются операционным, приемосдаточным и контрольным испытаниям с целью обнаружения дефектов, связанных с исходными свойствами ЭИМ или появившихся в процессе технологической обработки. Для проверки Епр испытательное напряжение прикладывается между соседними токоведущими цепями и между токоведущими цепями и корпусом. Испытательное напряжение выбирается в соответствии с номинальным и может быть постоянным, переменным или импульсным.
Корпусная и междуфазная изоляция статорных обмоток АД в процессе обмоточно-изолировочных работ испытывается три раза: 1) после укладки обмотки; 2) после пайки схемы соединения обмотки; 3) на контрольной станции при сдаче готового АД. Изоляция обмоток относительно корпуса и между обмотками должна выдерживать без повреждения в течение I мин испытательное синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, указанное в табл.
Испытания изоляции начинают с напряжения, не превышающего 1/3 испытательного. Время для подъема напряжения от половинного до полного значения должно быть не менее 10 с. Отключение испытательного трансформатора производится после плавного снижения испытательного напряжения до 1/3 его значения. Перед сдачей АД в эксплуатацию (после их установки) изоляция испытывается в течение мин напряжением, равным 80 % от испытательного напряжения, указанного в табл. Для АД мощностью до 15 кВт включительно на номинальное напряжение до 660 В при массовых приемосдаточных испытаниях допускается проводить испытания в течение I с при уровне напряжения, повышенном на 2U/o против указанного в табл.
Рекомендуемые значения испытательного напряжения изоляции для отремонтированных в табл.
Испытательные напряжения для новых электрических машин
Электрическая машина или ее часть | Испытательное напряжение (действующее значение), В |
Обмотка статора АД мощностью менее 1 кВт (или 1 кВ А) на номинальное напряжение ниже 100 В ( тахогенераторы, тахометры и др.) | 500 плюс 2х-кратное номинальное напряжение |
То же мощностью от 1 кВт (1 кВ-А) и выше на номинальное напряжение ниже 100 В | 1000 плюс 2х-кратное номинальное напряжение |
То же мощностью до 1000 кВт (1000 кВ-А) и выше на номинальное напряжение до 3300 В | 1000 плюс 2х-кратное номинальное напряжение, но не менее 1500 |
То же мощностью от 1000 кВт (1000 кВА) и выше на номинальное напряжение от 3300 до 6600 В включительно | 2,5-кратное номинальное напряжение |
То же на номинальное напряжение свыше 6600 до 17000 В включительно | 3000 плюс 2х-кратное номинальное напряжение |
Вторичные обмотки АД с фазным ротором, допускающих торможение противовключением | 1000 плюс 4х-кратное номинальное напряжение вторичной обмотки |
То же, но не предназначенных для торможения противовключением | 1000 плюс 2х-кратное номинальное напряжение вторичной обмотки |
Обмотки возбуждения машин постоянного тока с независимым возбуждением | 1000 плюс 2х-кратное номинальное напряжение вторичной обмотки, но не менее 1500 |
Обмотки возбуждения синхронных машин, предназначенных для непосредственного пуска с обмоткой возбуждения, замкнутой на сопротивление, не превышающее десятикратного сопротивления обмотки возбуждения при постоянном токе, или на источник своего питания | 10 ти кратное номинальное напряжение возбуждения электрической машины, но не менее 1500 и не более 3500 |
То же, замкнутой на сопротивление, равное или превышающее десятикратное сопротивление об- I мотки возбуждения. или разомкнутой обмотки | 1000 плюс 2х-кратное максимальное напряжение, которое можно получить между вывода- 1 ми обмотки возбуждения, но не менее 1500 |
Испытательные установки для корпусной и междуфазной изоляции АД подобны установкам для определения характеристик пробивного напряжения (см. рис.).
Испытание витковой изоляции АД напряжением промышленной частоты неэффективно, так как в этом случае невозможно получить большие межвитковые напряжения без опасности повредить корпусную изоляцию. При приемо-сдаточных испытаниях широко применяются аппараты для обнаружения металлических витковых замыканий, работающие на высокочастотных или импульсных напряжениях. Известны два способа обнаружения таких замыканий: 1) методом сравнения полных электрических сопротивлений поврежденных и неповрежденных катушек; 2) методом индуктивной связи с короткозамкнутыми витками. Так как индуктивность катушки, имеющей витковое замыкание, уменьшается, то полные сопротивления дефектной и исправной обмотки фаз будут отличаться друг от друга.
Испытательное напряжение для отремонтированных электрических машин (рекомендуемые значения)
Часть электрической машины | Вид ремонта | Вид испытания | Действующее значение испытательного напряжения, В | Длительность испытания, с |
Обмотка статора | Ремонт механических деталей без замены или ремонта изоляции | Относительно корпуса | 1,3-Uном | 60 |
Ремонт части изоляции | То же | 1,5-Uном +250, но не менее 1000 | 60 | |
Замена всей изоляции обмотки | То же | 2- Uном +1000 | 120 | |
Витковая изоляция | 1,3-ном | 120 | ||
Коллектор или контактные кольца | Ремонт механических деталей без замены или ремонта изоляции | Относительно корпуса | 1,6- Uном +750, но не менее 1500 | 60 |
Между пластинами | 220 | 2 | ||
Обмотка якоря или ротора собранной ЭМ с присоединенным коллектором или контактными кольцами | Ремонт изоляции коллектора или контактных колец без ремонта изоляции обмотки | Относительно корпуса | 1,5- Uном +500, но не менее 1250 | 60 |
Обмотка статора | Отремонтированная ЭМ в целом | То же | 1,3-UH0M, | 60 |
Для испытания Епр витковой изоляции высокочастотным знакопеременным напряжением служат аппараты ВЧФ4-3 и ВЧФ5-3 с амплитудой выходного напряжения до 3 кВ. В них два плеча мостовой измерительной схемы образованы обмотками испытуемых фаз статора, а два других - резисторами R, R7 и конденсаторами С18,С19. Напряжение от ГИН подается к одной диагонали моста, а к другой подключен ламповый электронный индикатор (ЭИ). При наличии короткозамкнутого витка или пробоя дефектной витковой изоляции, а также асимметрии обмоток фаз нарушается балансировка моста, что отмечается ЭИ. С помощью аппарата ВЧФ можно осуществить: 1) контроль уровня Епр межвитковой и междуслоевой изоляции обмоток АД; 2) операционные испытания корпусной и междуфазной изоляции; 3) проверку правильности схемы соединения обмоток; 4) обнаружение обрывов обмотки или обрывов проводов ее параллельных ветвей; 5) поиск паза с короткозамкнутым витком с помощью накладных электромагнитных датчиков, помещаемых в расточку статора. Аппараты обеспечивают на выходе регулируемое напряжение частотой 50 Гц до 2 или 3,25 кВ для испытаний корпусной и междуфазной изоляции.
В приборах EJI-1 сравнение электрических сопротивлений обмоток фаз производится путем сопоставления токов, которые проходят по ним от ГИН. Синхронный переключатель подключает поочередно обмотки к ГИН, который разряжается с определенной частотой. Напряжение на них контролируется с помощью ЭО. При наличии любой асимметрии обмоток (витковых замыканий, разного числа витков, неправильно собранной схемы) волны напряжений на обмотках получаются различными по форме и амплитуде, и их изображение на экране раздваивается. Максимальная амплитуда импульса на выходе EJI-1 равна 400...500 В, поэтому эффективно он может применяться лишь для обнаружения короткозамкнутых витков и несимметрии обмоток фаз. Для поиска паза с короткозамкнутыми витками нужно пользоваться приспособлением с двумя П-образными электромагнитами. При наличии в пазу короткозамкнутых витков вследствие сильной индуктивной связи между электромагнитами на экране ЭО появляются две кривые с большими амплитудами, обращенные в разные стороны относительно друг от друга.
ВНИИТЭлектромашем (г. Харьков) были разработаны стационарные испытательные установки, позволяющие с помощью бегущих волн импульсного напряжения создать высокий потенциал между витками катушек обмотки асинхронного двигателя при невысоком потенциале относительно корпуса. Установки, предназначенные для заводов-изготовителей и ремонтных заводов (ряд модификаций, отличающихся конструктивным исполнением), имеют следующие унифицированные блоки: питания; испытания и контроля;
Схема испытания витковой изоляции обмотки статора асинхронного двигателя аппаратом EJI-1
Блок схема установки БИВИ для испытания витковой изоляции обмотки статора асинхронного двигателя
программное устройство, выполняющее заданную программу испытания; блок индикации с сигналом «брак» или «годен». Программа испытаний предусматривает проверку правильности маркировки выводки проводов с помощью сравнения ЭДС, наводимых в обмотках фаз при подаче напряжения в одну из e(Kj и испытание всех видов изоляции: корпусная и междуфазная испытываются напряжением простеленной частоты 2,3 и 2,7 кВ, а витковая - импульсным. При обнаружении брака по любому контролируемому параметру появляется сигнал "брак" и дальнейшее испытание прекращается.
Блок испытания витковой изоляции представлен на рис. Его ГИН собран на тиратроне nfH-l-130/10. Межвитковый пробой обнаруживается путем сравнения полных электрических сопротивлений двух испытуемых обмоток, включенных в мостовую схему. Сигнал разбапансирования поступает на вход усилителя, имеющего релейный выход. Амплитуда импульсного напряжения 2,5 кВ, длительность фронта волны от 5 до 20 мкс, длительность волны 150 мкс.
