Глава одиннадцатая
ИСПЫТАНИЯ И ПРОБНЫЙ ПУСК
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
11.1. ОБЪЕМ И ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕД ПУСКОМ
Испытания и пробный пуск электрических машин являются заключительным и ответственным этапом, завершающим монтажные работы.
Объем проверки и испытания электрических машин перед пуском должен соответствовать требованиям действующих
Строительных норм и правил (СНиП), Правил устройства электроустановок (ПУЭ, гл. 1—8), Норм испытания электрооборудования, Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ). Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ), технологии вводимого в эксплуатацию объекта и технических условий завода-изготовителя.
Программа испытаний должна предусматривать мероприятия, необходимые для полной проверки всех характеристик и параметров электрических машин с целью их безаварийного пуска и нормальной эксплуатации под нагрузкой.
Объем работ по испытанию электрических машин зависит от их мощности, номинального напряжения, назначения и состояния. Испытания средних и крупных электрических машин делятся на два этапа: испытания до включения; пробный пуск и испытания вхолостую и под нагрузкой.
Испытания машин до включения предусматривают проведение следующих операций: измерение сопротивления изоляции обмоток; измерение сопротивления обмоток постоянному току; испытания обмоток повышенным напряжением промышленной частоты; проверку системы охлаждения у машин с принудительной вентиляцией и системы смазки у машин с циркуляционной смазкой.
Кроме того, в объем испытаний, проводимых до включения машин, входят проверка обмоток на отсутствие обрыва; проверка установки щеток на нейтрали и правильности чередования полюсов у машин постоянного тока; измерение воздушных зазоров между сталью статора и ротора.
Окончательную проверку установки щеток на нейтрали у машин постоянного тока производят при работе машины вхолостую.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками считается важным видом контрольных испытаний, по результатам которого определяют допустимость включения машины на рабочее напряжение.
Сопротивление изоляции обмоток, измеренное мегаомметром, должно быть не менее значений, приведенных в табл. 11.1.
При измерениях проверяют сопротивление изоляции каждой обмотки по отношению к заземленному корпусу и между отдельными обмотками.
Таблица 11.1. Наименьшие допустимые сопротивления изоляции обмоток
Испытуемые обмотки | Напряжение мегаомметра, В | Наименьшее допустимое сопротивление изоляции |
Обмотки статора электрических машин с номинальным напряжением до 1000 В (каждая фаза в отдельности относительно корпуса и двух других заземленных фаз) | 1000 | Не менее 0,5 МОм при температуре 10— 30 °C |
То же с номинальным напряжением выше 1000 В | 2500 | Значение сопротивления изоляции должно соответствовать требованиям включения вращающихся электрических машин без сушки, приведенным в гл. 9 |
Обмотки ротора | 1000 (допускается применение мегаомметра на напряжение 500 В) | Не менее 0,5 МОм при температуре плюс 10—30 °C. Допускается ввод в эксплуатацию неявнополюсных роторов, имеющих сопротивление изоляции не ниже 2 кОм при температуре 75 °C или 20 кОм при температуре 20 °C |
Цепи возбуждения генератора и возбудителя (без обмоток ротора и электро машинного возбудителя) | 1000 (допускается применение мегаомметра на напряжение 500 В) | Не менее 1 МОм (сопротивление изоляции измеряют со всей присоединенной аппаратурой) |
Испытанию электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками подвергают поочередно каждую электрически независимую цепь. При этом один полюс источника испытательного напряжения подключают к выводу испытуемой обмотки, а другой — к заземленному корпусу машины, с которым на время испытания данной обмотки электрически соединяют все прочие обмотки, не участвующие в испытании.
Многофазные соединения обмоток считают за одну цепь, если начало и конец каждой фазы не выведены к специальным зажимам. В этом случае всю многофазную обмотку испытывают относительно корпуса машины полностью.
При наличии выводов начала и конца каждой фазы корпус машины испытывают поочередно для каждой фазы при присоединенных к корпусу прочих фазах. Если одна обмотка машины при номинальном режиме работы связана с корпусом машины, то на время испытания изоляции такой обмотки ее отсоединяют от корпуса машины.
При измерении сопротивления изоляции обмоток следует иметь в виду, что результаты измерений зависят от значения остаточного заряда изоляции. Для устранения остаточного заряда необходимо перед каждым измерением надежно заземлять обмотку на 3—4 мин.
Во время измерений следует отключить заземление обмоток. При этом во избежание несчастного случая в результате прикосновения к корпусу машины на время измерения сопротивления изоляции нужно обеспечить исправность заземления машины.
После испытаний оставшийся в обмотке потенциал высокого напряжения снимают присоединением заземляющего проводника сначала к корпусу машины, а затем другим концом к выводу обмотки с выдержкой процесса заземления на 1—2 мин.
При измерении сопротивления изоляции, особенно у средних и крупных машин, показания мегаомметра следует снимать через 15 и 60 с с начала вращения рукоятки. В этом случае показания сопротивлений R15 и R60 позволяют определить коэффициент абсорбции (R60/R15), который необходим для выявления возможности включения испытуемой машины без предварительной сушки изоляции (см. гл. 9).
Допустимые сопротивления изоляции электрических машин переменного тока напряжением до 380 В и постоянного тока напряжением 220 В и нормы контроля их изоляции должны соответствовать действующим инструкциям и правилам, а для машин мощностью выше 150 кВт п машин высокого напряжения следует руководствоваться рекомендациями заводов-изготовителей. Согласно ГОСТ 183—74 и по установившейся практике сопротивление изоляции машин всех типов должно быть не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения машины, но не менее 0,5 МОм (при рабочей температуре машины, т. е. 75° С).
Сопротивление изоляции обмоток электрической машины относительно ее корпуса и сопротивление изоляции между обмотками при рабочей температуре машины должны быть не менее значения, определяемого по формуле
В случае измерения сопротивления изоляции при температуре ниже рабочей полученное по этой формуле сопротивление изоляции следует удваивать на каждые 20° С (полные или неполные) разности между рабочей температурой и той температурой, при которой выполнено измерение. Во всех случаях измерение сопротивления изоляции должно производиться при температуре машины не ниже 10 °C.
При падении сопротивления изоляции ниже допустимых пределов рекомендуется продуть машину сухим и чистым без примеси масла воздухом при давлении до 0,2 МПа (2 кгс/см2), очистить выводы обмоток, торец коллектора и изоляционные детали щеткодержателей чистыми салфетками. Если очистка деталей не дала нужного эффекта, производят поверхностную сушку обмоток и их выводов с помощью воздуходувки.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току.
В соответствии с ПУЭ (гл. 1—8) измерение сопротивления обмоток статора и ротора постоянному току у электродвигателей переменного тока производят у машин на напряжение 2 кВ и выше и у машин 300 кВт и более на все напряжения.
В электрических машинах переменного тока меньшей мощности измерение сопротивления обмоток производят только при необходимости проверки их исправности или для определения схемы внутренних соединений.
У электродвигателей переменного тока мощностью 300 кВт и более проверяют сопротивление обмоток статора и ротора. У машин постоянного тока мощностью 200 кВт и возбудителей синхронных генераторов и компенсаторов проверяют сопротивление обмотки возбуждения и обмотки якоря.
Измерения выполняют одинарным или двойным мостом постоянного тока или методом амперметра — вольтметра. В последнем случае класс точности приборов должен быть не ниже 0,2, а вольтметр подключают к выводам до амперметра.
Таблица 11.2. Испытательные напряжения промышленной частоты
Значения сопротивления постоянному току по отдельным фазам не должны отличаться друг от друга и заводских данных более чем на ±2%, а по отдельным параллельным ветвям более чем на 5 %.
Сопротивление обмотки якоря у машин постоянного тока определяют по сопротивлению между коллекторными пластинами. Если пайки «петушков» коллекторных пластин выполнены качественно, сопротивления, проверенные между соответствующими пластинами, не должны отличаться друг от друга более чем на 10% (за исключением случаев, когда закономерные колебания сопротивления обусловлены схемой соединения обмоток).
Испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты производят для проверки электрической прочности изоляции.
Испытательные напряжения промышленной частоты для электрических машин постоянного и переменного тока приведены в табл. 11.2.
Проверочному испытанию подвергают электрическую машину, собранную на месте установки и прошедшую сушку. При этом для испытания обмоток статора относительно корпуса машина должна находиться в неподвижном и отключенном состоянии. Если машина подверглась испытанию, связанному с ее нагреванием, испытание повышенным напряжением производят немедленно по окончании испытания па нагрев при температуре обмоток, близкой к рабочей. Если нагревание не производилось, испытывают изоляцию обмоток в холодном состоянии.
Обмотки ротора генератора следует испытывать при вращении ротора с номинальной частотой.
Перед испытанием повышенным напряжением мегаомметром проверяют сопротивление изоляции, в том числе уточняют коэффициент абсорбции. Затем машину тщательно очищают и продувают сухим и чистым сжатым воздухом.
Для получения более высокого испытательного напряжения используют испытательные трансформаторы мощностью не менее 1 кВ-А на 1 кВ испытательного напряжения или специальные аппараты. Схема испытания изоляции машины повышенным напряжением переменного тока приведена на рис. 11.1.
Во время испытаний один вывод источника испытательного напряжения подводят к выводу проверяемой обмотки, а другой — к заземленному корпусу машины. К этому выводу также подключают на это время все другие неиспытываемые обмотки.
Рис. 11.1. Схема испытания изоляции машины повышенным напряжением переменного тока:
TV1 — трансформатор напряжения; РV — вольтметр статический; TV2 —автотрансформатор; FV — шаровой разрядник; КА — максимальная защита; РА — амперметр; PV — вольтметр; РтА — миллиамперметр
Испытания необходимо начинать с напряжения, не превышающего 1/3 испытательного. Подъем напряжения до полного значения испытательного напряжения производят постепенно или ступенями, не превышающими 5% полного значения. При этом время, допускаемое нормами для подъема от половинного до полного значения, должно быть не менее 10 с. Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего его плавно снижают до 1/3 значения и отключают. Продолжительность снижения испытательного напряжения не нормируется.
После окончания испытаний повышенным напряжением обмотку разряжают, для чего ее соединяют с корпусом машины, и вновь проверяют сопротивление изоляции мегаомметром.
Машина считается выдержавшей испытание, если за 1 мин испытаний не произойдет пробоя или частичного нарушения изоляции. Пробой изоляции можно обнаружить по непрерывному возрастанию тока утечки во время поддержания испытательного напряжения (1 мин).
Проверку системы охлаждения (у машин с принудительной вентиляцией) и системы смазки (у машин с циркуляционной смазкой) выполняют по специальным инструкциям заводов-изготовителей.
Масло после заливки прокачивают через всю масляную систему для очистки ее от случайно оставшихся частиц песка, окалины и пр. При этом вначале масло прокачивают, минуя подшипники, для чего маслопроводы отсоединяют от подшипников и направляют в сливной бак. Такую промывку производят в течение 10— 12 ч, а после этого масло прокачивают через всю масляную систему, включая подшипники.
Результаты всех видов испытаний и измерений машин перед пуском оформляют согласно СНиП соответствующими протоколами и актами. Если двигатель соединен с механизмом, то соответствующее разрешение на пуск должно быть получено от работников механомонтажной организации.
Непосредственно перед пуском машины необходимо измерить сопротивление изоляции силовой и вспомогательной цепей машины, а также аппаратуры; проверить действие защитной аппаратуры на отключение масляного выключателя или автомата двукратным опробованием от руки; проверить правильное положение и исправность щеток на коллекторе (контактных кольцах); пустить в ход масляную систему подшипников (в машинах с принудительной смазкой) и убедиться в попадании масла в сливной патрубок; временно установить реле максимальной защиты на ток срабатывания, не превышающий 200% номинального тока двигателя.
У машин с выносными подшипниками лобовые щиты перед пробным пуском должны быть сняты.
По результатам осмотра составляют протокол наружного осмотра и дают заключение о возможности испытания машины на ходу. После указанных операций ответственный за пуск делает запись в журнале о готовности машины к пуску и дает разрешение собрать схему и произвести пробный пуск.
