§ 52. ПОВЫШЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В СУДОВЫХ УСЛОВИЯХ
При эксплуатации электрических машин иногда происходит Снижение сопротивления изоляции вследствие увлажнения обмоток. В сырых помещениях и на открытых палубах увлажнение может произойти в результате попадания влаги внутрь машины из-за нарушения уплотнений. Иногда это происходит вследствие обливания водой отдельных машин или затопления отсеков, а также во время эксплуатации машин общепромышленного исполнения при отрицательных температурах наружного воздуха, что приводит к отпотеванию и повышению . относительной влажности в некоторых помещениях судна, где установлены машины.
Как показывает практика эксплуатации машин малой передней мощности, они удовлетворительно работают при абсолютном значении сопротивления изоляции, R, МОм, определяемом по формуле
где Uн — номинальное рабочее напряжение, В;
Рн — мощность, кВт.
Увлажненность изоляции определяется прибором ЭСКИ-М или по коэффициенту абсорбции:
где R60 и R15 — значения сопротивления изоляции, отсчитанные спустя 60 и 15 с после приложения напряжения мегаомметра.
Если 1,3, то машина сухая.
Однако далеко не всегда снижение сопротивления изоляции является признаком увлажнения обмоток.
Для восстановления сопротивления изоляции электрические машины подвергают сушке. Существует несколько способов сушки: от посторонних источников тепла, индукционный метод, током от посторонних источников электроэнергии, током в режиме короткого замыкания, с помощью электроосмоса и т.п. Метод сушки выбирают в зависимости от конкретных условий. Если в сушке нуждаются электрические машины небольшой мощности, которые легко снять с фундамента, то ее производят в сушильных шкафах. При отсутствии шкафов можно рекомендовать другие источники тепла: батареи парового отопления, электрогрелки, лампы инфракрасного спектра, солнечные лучи. Сушку машин значительной мощности, особенно когда их снятие с фундамента и разборка вызывают затруднения, следует производить от посторонних источников тепла, если сопротивление изоляции меньше 0,1 МОм. Если сопротивление изоляции больше 0,1 МОм, рациональнее сушка током. При сушке теплом от посторонних источников горячий воздух желательно подавать от конвектора по воздуховоду в нижнюю часть машины; при этом надо следить за тем,, чтобы отдельные части ее не перегревались. Иногда целесообразно внутрь машины встроить грелку или лампу для ее сушки, но при этом надо избегать местного перегрева. Сушку током можно производить от разных источников электроэнергии. Якоря машин постоянного тока можно сушить, подавая в них ток низкого напряжения от сварочных агрегатов или от генераторов, работающих при низком возбуждении.
Рассмотрим несколько характерных примеров сушки.
- Резко снизилось сопротивление изоляции машины постоянного тока. В этом случае необходимо поднять сопротивление изоляции до 0,1 МОм нагревом от внешнего источника тепла. Затем приступают к сушке током. Для генератора собирают схему, показанную на рис. 25. Последовательную обмотку возбуждения С7—С2 выводят из цепи якоря, на неподвижные контакты существующего автомата ставят перемычку ab, запускают первичный двигатель, включают автомат S и, смещая траверсу, добиваются тока, равного 0,7—0,8 номинального. Такая схема не требует дополнительного оборудования, обеспечивает коммутацию, защиту и измерение тока и напряжения существующими аппаратами и приборами.
Последовательную обмотку и обмотки дополнительных полюсов удобно сушить током от сварочного трансформатора, равным 0,7—0,8 номинального. Сушка параллельных обмоток вызывает затруднения. Для создания в них номинального тока необходимо подвести номинальное напряжение, что может привести к пробою изоляции, так как между соседними витками катушек будет действовать рабочее напряжение.
В связи с тем что чаще всего увлажнение происходит только у отдельных полюсов, эти полюса можно снять при частичной разборке машины и высушить в шкафу или другим способом.
При сушке током двигателя постоянного тока его вал затормаживают и к якорной цепи подводят пониженное напряжение с таким расчетом, чтобы ток не превышал 0,7—0,8 номинального. Пониженное напряжение можно подводить от генератора, работающего с малым током возбуждения, сварочного агрегата, низковольтного трансформатора через выпрямитель и т. п.
Рис. 25. Схема сушки машины постоянного тока в режиме короткого замыкания
Рис. 26. Схема сушки синхронного генератора
- Резко снизилось сопротивление изоляции у синхронных генераторов. Подняв внешним обогревом сопротивление изоляции до 0,1 МОм, приступают к сушке током. Для этого собирают схему. как показано на рис. 26, т. е. на неподвижные контакты защитного автомата В ставят перемычку abc, запускают первичный двигатель, включают автомат, подают в обмотку возбуждения пониженное напряжение с таким расчетом, чтобы ток генератора составлял 0,7—0,8 номинального. У генератора с независимым возбуждением сначала необходимо восстановить сопротивление изоляции возбудителя, что обычно не вызывает трудностей, так как возбудители маломощные и низковольтные. Их можно снять и высушить теплом от посторонних источников. У генератора с самовозбуждением необходимо вывести из схемы систему самовозбуждения и регулирования напряжения.
Сушка изоляции обмоток ротора может производиться от посторонних источников электроэнергии. В этом случае сушка производится проще, чем у машин постоянного тока, так как обмотки роторов генераторов отечественной постройки низковольтные, а поэтому высокого сопротивления изоляции не требуется.
Асинхронные двигатели можно сушить в заторможенном режиме, подводя пониженное напряжение от генераторов, сварочных трансформаторов и т. п. Фазы асинхронного двигателя можно соединить последовательно. Контроль тока производится по амперметру, включаемому на период сушки, если нет штатного. Сушка током рекомендуется потому, что в этом случае тепло выделяется внутри обмотки (паза), а пары воды перемещаются от более нагретого участка к более холодному, т. е. сушка идет более эффективно, чем при внешнем нагреве. При сушке током необходимо периодически проворачивать якорь (ротор) во избежание местных перегревов.
При любом методе сушки надо следить за температурой нагрева и не допускать, чтобы она была выше установленной для данного класса изоляции. Производить сушку при низких температурах нежелательно, так как в этом случае очень медленно происходит испарение влаги и процесс сушки продолжителен и малоэффективен. Температура сушки должна быть близка к 100°С.
При сильно увлажненной изоляции температуру необходимо поднимать медленно и плавно, не допуская сильного парообразования. В результате может возникнуть большое давление в толще изоляции и это может привести к образованию пор и трещин, что снижает срок службы машины. Сушку необходимо производить беспрерывно, до восстановления сопротивления изоляции.
Иногда для ускорения сушки применяют термодиффузию, которая заключается в периодическом охлаждении наружных слоев изоляции. Этого достигают периодическим отключением источников тепла и охлаждением поверхности якоря (ротора, полюса и т. д.). Этот способ очень эффективен.
В начале сушки сопротивление изоляции снижается, а затем начинает повышаться. Постоянное значение сопротивления изоляции свидетельствует об окончании сушки.
В настоящее время для сушки изоляции пользуются прибором ЭСКИ-М, который подключается к обмотке машины и к маломощному источнику электроэнергии. В результате изоляция машины оказывается в электрическом поле постоянного тока. Заряженные молекулы воды начинают перемещаться в порах изоляции в направлении электрического поля, увлекая за собой и другие молекулы воды, т. е. происходит сушка без выделения тепла. Этот способ прост, дешев (потребление мощности прибором 50 Вт), не связан с нагревом обмоток, удобен, поэтому там, где имеются указанные приборы, сушку необходимо производить только с их помощью.
