Содержание материала

§ 10. Термомеханические испытания (ТМИ)
Термомеханические напряжения, вызываемые тепловыми перемещениями проводников и изоляции, определяются температурным полем и зависящим от Т модулем (§5), а также релаксационными свойствами изоляции. Кроме того, их распределение по длине стержня зависит от адгезии на границах раздела проводник — изоляция и изоляция — сердечник, а также геометрии секций — соотношения длин пазовой части и вылета. Поэтому изоляция, подвергаемая ТМИ,, должна помещаться в условия, максимально близкие к реальным как по конструкции, так и тепловому режиму.
ТМИ изоляции турбо- и гидрогенераторов производятся на специальных установках — пазовых моделях. Они представляют собой натурные сегменты сердечника полной длины, содержащие несколько пазов (от 2 до 20), в которые уложены испытываемые обмотки. Схема одной из установок показана на рис. 21. Обмотка подсоединяется к источнику тока (до 10 кА), обеспечивающему нагрев проводников в соответствии с заданными максимальной температурой обмотки 7’ом и перепадом температуры медь — сердечник. По достижении заданной Том автоматически включается вентиль, подающий охлаждающую воду в полые проводники стержней. Таким образом обеспечивается ускоренное воспроизведение наиболее глубокого цикла нагрева и охлаждения машины пуска и остановки. Установка для термомеханических испытаний включает (рис. 21): 1 — испытуемые стержни; 2 сердечник; 3 — изолятор; 4 — трансформатор — источник тока; 5— управляемый электромагнитный вентиль  подачи воды; 6 — блок автоматического управления вентилем. В такой установке удается получить 2—3 цикла в час, что обеспечивает 30—40-кратное увеличение частоты циклов по сравнению с эксплуатацией. Длительность испытаний составляет от 2 до 10 тысяч циклов, состояние изоляции через каждые 500... 1000 циклов контролируется испытанием высоким напряжением, а после окончания ТМИ определяется длительная электрическая прочность изоляции, например методом постепенного увеличения UHCn.

Рис. 21

Рис. 22
Результаты испытаний некоторых систем изоляции, проведенные заводом «Электросила», показаны на рис. 22 (/ — «жесткая» изоляция; 2 — релаксирующая изоляция; 3— то же, что 2, но с пониженным содержанием связующего).
ТМИ изоляции относительно небольших машин, например двигателей с номинальным напряжением 6 кВ, проводятся на реальных машинах методом пуска-реверса. ТМИ сложны и трудоемки и поэтому проводятся на вариантах изоляции, отобранных по данным различных предварительных опытов. Вместе с тем они позволяют дать абсолютную оценку долговечности по термоциклическим воздействиям. ТМИ являются обязательным элементом типовых испытаний вновь разрабатываемых систем изоляции.