§ 14. Контроль отверждения изоляции
Для термореактивных видов изоляции, в процессе изготовления которой происходит полимеризация (отверждение) связующего, важно обеспечить высокую степень полимеризации, т. е. создать связи у большинства способных вступить в реакцию радикалов молекулы. Это определяет конечные механические характеристики стержней или катушек и, в определенной степени, надежность и долговечность обмотки. Невступившие в реакцию радикалы обладают повышенной подвижностью, что отражается на величине диэлектрических потерь tg б. Поэтому для контроля выпечки изоляции всех или выборки стержней измеряется tg 6 при напряжении, когда заведомо невозможны ч. р. в изоляции и связанные с ними дополнительные потери. Обычно устанавливается норма tg б ^ 0,03 ... 0,04 при напряжении 0,2 UH.
Существующие более тонкие методы анализа степени полимеризации — определение содержания экстрагируемых, температурно-частотные зависимости потерь и диэлектрической проницаемости — непригодны для массового контроля.
§ 15. Контроль увлажнения изоляции
Перед пуском электрической машины после длительного хранения или перерыва в работе производятся диэлектрические измерения, позволяющие оценить увлажненность изоляции и установить необходимость ее сушки. Этот метод физически основан на том, что в изоляции электрической машины, подобно другим композиционным диэлектрикам, при приложении постоянного напряжения происходит медленное установление тока из-за миграционной поляризации. Количественно этот процесс характеризуется коэффициентом абсорбции ka = i(U)/i(t2) = R{t2)/R{t\), представляющим отношение токов (или обратное ему отношение R) в изоляции, измеренных в два различных момента времени t\ и t2.
В практике ti и t2 выбираются равными 15" и 60" (у нас) или 1" и 10" (за рубежом). Если изоляция увлажнена по поверхности, то ток устанавливается практически мгновенно или с постоянной, определяемой сопротивлением источника напряжения и емкостью схемы, не превышающей нескольких секунд, a ka резко снижается.
На основании опыта испытаний установлено, что снижение kа до величины 1,3... 1,5 указывает на существенное поверхностное увлажнение и необходимость дополнительной сушки обмотки.
Вторым показателем является величина сопротивления, измеренного в момент t2 . Однако этот показатель менее удобен, так как сопротивление существенно зависит от температуры обмотки и площади изоляции и удельного объемного сопротивления, которые не всегда точно известны. Температура влияет также и на £а. Зависимости pi, и &а от температуры, полученные для одного из используемых на заводе «Электросила» видов изоляции, показаны на рис. 24.
Третьим наиболее эффективным способом контроля увлажнения является испытание изоляции повышенным выпрямленным напряжением, поднимаемым ступенями, с длительной выдержкой и измерением токов утечки на каждой ступени. Резкое нарастание тока утечки с увеличением напряжения является признаком увлажнения, и вводится предельное значение коэффициента нелинейности
>
где *1,60" — ток на первой ступени напряжения (обычно 0,5£/н) в момент / = 60 с; ik,во" —ток на k-й ступени; U\, UK — напряжения ступеней 1 и k.
Применение этих методов, особенно последнего, затруднено в генераторах с водяным охлаждением обмотки, где
Рис. 24
параллельно изоляции включается сопротивление заполненных дистиллированной водой изоляционных шлангов водопровода. В этом случае для измерения R и k& необходимы слив воды из обмотки с продувкой шлангов и использование специальной измерительной схемы (подключение зажима экранного напряжения мегаомметра к изолированным коллекторам подачи и слива воды).
Испытание повышенным выпрямленным напряжением с измерением тока утечки в такой конструкции, как правило, не удается провести из-за недостаточной электрической прочности изоляции коллекторов. В ряде случаев, например в генераторах с водяным охлаждением, для оценки локального увлажнения изоляции эффективно использование частотно-емкостного метода (рассмотрен в [2]).
