Ремонт и монтаж судового электрооборудования - Пропитка и сушка обмоток электрических машин

Пропитка обмоток выполняется при капитальном ремонте (перемотке) электрических машин или среднем ремонте, когда остается старая обмотка. Пропитка замедляет процесс увлажнения изоляционных материалов и старение изоляции, повышает электрическую прочность, так как лаки заполняют поры твердых изоляционных материалов. Это также способствует лучшему теплоотводу и уменьшает возможность местных перегревов. Изоляционные лаки и компаунды, кроме того, улучшают механическую прочность изоляции, так как цементируют отдельные ее компоненты. Пропитка обмоток электрических машин и покрытие их эмалью необходимы для повышения стойкости к воздействию агрессивных сред — масла, топлива, пыли и т. п.
При полной или частичной замене надо обязательно произвести пропитку обмоток изоляционными лаками или компаундами и покрытие эмалями.
Процесс пропитки заключается в предварительной сушке, пропитке, сушке после пропитки, покрытии эмалями и окончательной сушке. Сушка перед пропиткой способствует удалению влаги из изоляции, полимеризации клеящих лаков и более глубокому проникновению пропиточного лака, так как в порах нагретой изоляции воздух более разрежен. Температура и продолжительность сушки зависят от физико-химических свойств изоляции и способа сушки. Желательно применение вакуумной сушки, позволяющей сократить время и уменьшить температуру сушки, а также улучшить качество пропитки. Об окончании сушки судят по значению сопротивления изоляции, которое в процессе сушки сначала уменьшается, затем начинает возрастать и к концу становится постоянным.
Для предотвращения повреждения выводных концов при сушке их изолируют и консервируют. Для консервации используют касторовое масло или вазелин. Сушку обмоток и машин производят в сушильных камерах или шкафах, в которых, заданные температура и время сушки должны поддерживаться автоматически во избежание перегрева.
Перед пропиткой температура обмоток должна быть снижена до 60—70°С, так как при более высокой температуре происходит бурное выделение растворителя и лак загустевает, в результате чего труднее заполняет поры изоляции. Холодный лак также плохо проникает в поры, поэтому перед пропиткой его подогревают до 40—50°С. Пропитку обычно производят погружением в лак на 15—20 мин. Признаком окончания пропитки служит прекращение выделения пузырьков воздуха. Коллектор и контактные кольца якорей (роторов) должны быть плотно закрыты. При погружении в лак они должны быть вверху; лак не должен доходить до них на 10—15 мм. Более качественная пропитка достигается при избыточном давлении, способствующем большему заполнению всех пустот.
При ремонте больших машин пропитку обмоток статоров производят обливанием. Якоря (роторы) таких машин можно пропитывать погружением цилиндрической поверхности в противень и прокатыванием по нему не менее двух раз. Лак должен перекрыть весь паз. Коллектор защищают от покрытия лаком, а попавший лак удаляют с него соответствующими растворителями. При такой пропитке якорь (ротор) устанавливают на опоры с подшипниками качения или поверхность опоры смазывают для облегчения проворачивания якоря. Под якорь (ротор) подставляют противень с подогретым лаком. Якорь (ротор) постепенно проворачивают, чтобы обмотка пропиталась и лак стек.
Новую обмотку обычно подвергают двух- или трехкратной пропитке: обмотку пропитывают, затем сушат, после этого снова пропитывают и т. д. После пропитки обмотки якорь (статор, ротор и т. д.) помещают в сушильную камеру и сушат. Температура для изоляции класса А поддерживается в пределах 110— 120°С, для изоляции класса Е — 120—130°С и класса В — 120— 140°С. Продолжительность сушки 12—18 ч.
При применении изоляции классов F и Н сушку производят в два этапа: при первом температуру поддерживают в пределах 110—120°С в течение, 3—4 ч, при втором в пределах 180—200°С в течение 10—12 ч. На первом этапе при низкой температуре происходит испарение растворителей, а на втором — запекание лаков. При высокой температуре в начале сушки может произойти частичное запекание лака с не полностью удаленным растворителем, что приведет к пористости пленки; кроме того, часть лака испарится.
После пропитки на большей части обмоток образуется шероховатая поверхность, что способствует скоплению грязи, масел и других частиц, а это в свою очередь вызывает снижение электрической прочности и разрушение изоляции. Кроме того, поверхность пропитанных обмоток плохо защищена от механических и атмосферных воздействий. Для устранения указанных недостатков, а также повышения электрической прочности и сопротивления изоляции пропитанные обмотки покрывают слоем защитной изоляции, для чего используют покровные лаки и эмали.
После сушки покрытых эмалью обмоток отдельные сборочные единицы (узлы) поступают на сборку.
При эксплуатации электрических машин обмотки и другие токопроводящие части загрязняются угольной пылью, грязью, нефтяными маслами, опилками меди и т. д. Кроме того, происходят растрескивание слоев защитной эмали, покровных и пропиточных лаков, частичное разрушение твердой изоляции (расслоение, трещины и т. п.). В результате посторонние металлические частицы, влага и воздух проникают в глубь изоляции и снижают ее электрическую прочность и сопротивление.
В процессе эксплуатации машина или отдельные части ее подвергаются перегреву, воздействию знакопеременных температур и электрических полей, атмосферных влияний и т. п. Все эти факторы приводят к старению изоляции, вследствие чего изменяются ее электрические, механические и физико-химические свойства. Для восстановления параметров изоляции и предупреждения ее старения не всегда бывает необходима перемотка машин. В настоящее время электрические машины судов речного флота подвергают планово-предупредительным чисткам и пропиткам с последующим покрытием эмалями.   На передовых предприятиях пропитку обмоток электрических машин производят при каждом среднем ремонте. При своевременном техническом обслуживании и выполнении полного объема работ пропитку можно производить при каждом втором среднем ремонте. Перед пропиткой производят чистку машины в целом с помощью бензина или других моющих средств. Бензин, который применяют в качестве моющего средства, не только является пожаро- и взрывоопасным веществом, но и разрушающе действует на покровную изоляцию.
К хорошим моющим средствам можно отнести смесь 40% ацетона и 60% этилового спирта (гидролизный спирт применять нельзя), бензина с водой в соотношении 3:7 или сольвента с водой в соотношении 1:4.
На предприятиях Минречфлота применяют моющие установки, разработанные ГЦКБ, используя трехпроцентный водный раствор моющего вещества ОП-7 или ОП-10. Раствор подогревают до температуры 80—90°С и подают в душевое устройство установки. Моющие составы ОП-7 и ОП-10 нейтральны, поэтому они не разрушают основную изоляцию. Во избежание разбухания изоляции, особенно слоистой (миканит, микафолий, картон, гетинакс и т. п.), мойку необходимо производить в течение не более 10—15 мин. Детали механической части, не имеющие обмоток (станины, подшипниковые щиты, крышки, вентиляторы и др.), следует мыть отдельно, желательно в отдельных моющих установках, или после промывки деталей, имеющих обмотки (якорей, статоров, роторов, полюсов).
После мойки составами детали машин следует в течение 5— 10 мин промывать чистой водой, нагретой до температуры 80— 90°С.
Все сборочные единицы (узлы), имеющие обмотки, сушат так же, как сказано выше, а не имеющие обмоток раскладывают на стеллажи.
Подшипники качения после мойки моющим составом промывают бензином или керосином.
Можно также протереть загрязненные детали ветошью или кистью, смоченными в моющем составе, или облить струей моющего состава под давлением 0,2 МПа. В первом случае достигается меньший эффект, но зато меньше увлажняется изоляция, поэтому сушка производится быстрее. Этот способ можно рекомендовать для чистки полюсов. Второй способ более эффективен, но обмотка сильно увлажняется. Его можно рекомендовать для чистки сильно загрязненных якорей, статоров и фазовых роторов.
После сушки обмотки подвергают пропитке в той же последовательности, как было сказано выше.
Иногда перед пропиткой необходимо снять слой защитной эмали, которая осталась от предыдущего покрытия. Такие работы выполняют у крупных машин в судовых условиях. Для этого старую эмаль счищают с помощью скребков или растворителей (метиленхлорида или толуола). Продолжительность выдержки в растворителях зависит от состояния покрытия, типа эмали и марки растворителя.
При пропитке в судовых условиях обмотки очищают с помощью ветоши, смоченной в бензине, затем протирают насухо. Защитную эмаль, которая шелушится, удаляют, как сказано выше. Затем якоря (роторы) асинхронных двигателей пропитывают, если позволяет конструкция машины, заводя между якорем (ротором) и магнитной системой или статором противень из немагнитного материала (алюминия, пластмасс). Противень заводят с торца машины в верхней части, поворачивают вниз, затем в него наливают лак и производят пропитку, поворачивая якорь (ротор). Уровень лака должен захватывать по высоте весь паз. После пропитки излишки лака спускают из противня, а также снимают с коллектора и других открытых токопроводящих частей. Вместо противня можно рекомендовать использование лакоткани или другого эластичного материала, в который наливают пропиточный лак.
Катушки полюсов обмоток возбуждения машин постоянного тока и роторов синхронных машин для пропитки снимают и доставляют в цех. Снятие катушек полюсов машин постоянного тока производят с выемкой или без выемки якоря в зависимости от конструкции машины. Снятие катушек полюсов ротора производят с выемкой его.
Пропитка обмотки статоров и катушек полюсов, имеющих компенсационную обмотку, вызывает большие трудности в судовых условиях. Можно подвергнуть пропитке обливанием только нижнюю часть машины и на незначительном участке.