- ИСПЫТАНИЕ АКТИВНОЙ СТАЛИ
Испытание активной стали на отсутствие замыкания между листами и определение при этом испытании удельных потерь в стали от вихревых токов и перемагничивания являются одними из главных способов определения состояния межлистовой изоляции. Испытания до ремонта и после позволяют оценить эффективность произведенных работ.
Рис. 48 Схема испытания активной стали.
Испытание производят при возбуждении в спинке сердечника магнитной индукции 1 Т или близкой к ней величине при частоте переменного тока 50 Гц. Возбуждение магнитного потока производится пропусканием тока через намагничивающую обмотку 1, показанную на рис. 48 схемы испытания.
Сердечник статора испытывают при разобранной машине. Испытание сердечника ротора или якоря можно производить, если их конструкция позволяет намотать намагничивающую обмотку.
Намагничивающую обмотку накладывают равномерно по окружности сердечника статора или ротора и выполняют медным или алюминиевым монтажным проводом без металлической защитной оболочки. Допускается применение обмоточного провода, дополнительно изолированного хлопчатобумажной или стеклянной лентой, пропитанной в лаке. Во избежание повреждения изоляции провода обмотку наматывают на прокладки из дерева или электрокартона.
Допускаемые нагрузки провода намагничивающей обмотки составляют:
Сечение провода, мм2 ... 6 10 16 25 35 50 70
Допускаемая нагрузка. А. 30 45 60 85 105 130 170
Для обеспечения формы кривой напряжения, наиболее близкой к синусоидальной, рекомендуется питать намагничивающую обмотку линейным (а не фазным) напряжением. Обомотку к источнику питания присоединяют через отдельные предохранители и двухполюсный рубильник, выбираемые по току, потребляемому намагничивающей обмоткой.
Для контроля параметров при испытании служит контрольная обмотка 2, включение которой также показано на рис. 48.
Все измерительные приборы, применяемые в схеме испытания, должны быть класса не ниже 0,5.
При установке термометров и термопар принимают меры для увеличения точности измерения температуры: применяют только точные( прецизионные) термометры; завертывают шарик термометра в алюминиевую фольгу (для увеличения поверхности соприкосновения со сталью); по возможности плотно прижимают шарик к стали и защищают его от охлаждения теплоизоляционным материалом. Термопары предварительно тщательно градуируют. Горячий и холодный спаи термопар также защищают от охлаждения теплоизоляционным материалом и обеспечивают плотный контакт горячего спая термопары с поверхностью в точке измерения температуры.
Следует учитывать, что при включении напряжения для питания намагничивающей обмотки как сердечник, так и сама схема питания могут оказаться под опасным потенциалом и прикасаться к ним нельзя. Поэтому, помимо заземления корпуса машины, принимают все меры безопасности. В частности, место испытания огораживают и устанавливают предостерегающие плакаты.
На столе, на котором установлены измерительные приборы, категорически запрещается размещать узлы схемы питания (рубильник, предохранители и т. д.) во избежание случайного к ним прикосновения. После выключения напряжения намагничивающую обмотку разряжают кратковременным соединением с землей.
Для сердечников статоров с диаметром расточки меньше 3000 мм и сердечников роторов с наружным диаметром менее 3000 мм расчетное число витков намагничивающей обмотки определяется по формуле
О)
где Ui — напряжение, подключаемое к выводам намагничивающей обмотки. В;
Uo — напряжение на каждом витке намагничивающей обмотки, необходимое для возбуждения в сердечнике индукции 1 Т, В:
(2)
где Q — поперечное сечение спинки сердечника, см2:
(3)
где /гсп — высота спинки сердечника, см:
1 — полная длина -сердечника, см; п — число вентиляционных каналов; b — ширина вентиляционного канала, см; бет—коэффициент заполнения сердечника сталью согласно данным, приведенным в § 2; dOTB — диаметр отверстия для стяжных болтов (если они предусмотрены конструкцией и проходят через спинку сердечника), см; Da — внешний диаметр сердечника, см; DB — внутренний диаметр сердечника, см; /гзуе—высота зубца, см.
Если число витков Wi, вычисленное по формуле (1), окажется дробным, его округляют до ближайшего целого числа витков w,. Вследствие этого величина индукции в сердечнике стали будет отличаться от расчетной I Т и определяется по формуле, Т:
(4)
При выборе напряжения источника питания следует учитывать, что чем выше напряжение источника питания, тем выше будет величина Wi. Тем самым относительно меньше будет отличаться w 1 от w 1, а величина индукции в сердечнике будет меньше отличаться от расчетной величины.
Ток, потребляемый намагничивающей обмоткой для возбуждения в спинке магнитного потока, соответствующего расчету по формуле (4), определяется по формуле, А:
(5)
где Aw о — удельная и. с., равная 2—2,5 А для повышеннолегированной и высоколегированной стали и 4,5—5 А для слаболегированной и среднелегированной стали.
Большие значения удельной и. с. относятся к статорам с числом сегментов в слое более 4 и разъемным статорам.
При отсутствии данных о марке стали руководствуются следующим: статоры машин мощностью до 10 000 кВт выпуска до 1932 г. изготовлялись из слаболегированной стали; начиная с 1932 г., статоры всех крупных машин изготовляются из высоколегированной стали.
Мощность (кажущаяся), необходимая для питания намагничивающей обмотки при испытании, определяется по формуле, кВ-А:
(6)
Контрольную обмотку можно устанавливать в любом удобном месте на окружности статора. Число витков контрольной обмотки w2 определяется из соотношения
(7)
где U2 — расчетное напряжение на зажимах контрольной обмотки, выбираемое из условия удобного отсчета показаний по шкале имеющегося вольтметра.
Перед началом испытания производят пробное включение намагничивающей обмотки и проверяют напряжение на зажимах контрольной обмотки, которое не должно заметно отличаться от расчетной величины U%. При значительном расхождении проверяют расчет и вводят необходимые коррективы в число витков намагничивающей или контрольной обмотки. Также необходимо, чтобы при испытании частота тока в сети была стабильной, приблизительно равной 50 Гц. В случае невозможности обеспечить эти условия испытание переносят на другое более благоприятное время (в ночное время, выходные дни и г. д.).
Испытание проводят по следующей программе:
- По истечении 10 мин после начала испытания выключают напряжение питания намагничивающей обмотки, на ощупь проверяют нагрев стали то всей расточке статора, выбирают наиболее холодный зубец и закладывают в него термопары или термометры.
- Включают напряжение, через 10 мин выключают его и на ощупь отыскивают зубцы, имеющие повышенный нагрев. В эти зубцы также закладывают термопары или термометры. В участки активной стали, подвергавшиеся ремонту, также закладывают термопары или термометры.
- Включают (напряжение и в течение 90 мин прогревают сталь сердечника. Во время прогрева через интервалы в 10 мин записывают в журнале показания всех приборов, термопар и термометров.
Испытание немедленно прекращают и отключают намагничивающую обмотку, если температура какой-либо точки активной стали достигла 100°С, а также при возникновении искр или появлении дыма из какого-либо участка активной стали или обмотки.
Активная сталь считается выдержавшей испытания, если:
- по истечении 90 мин после начала испытаний превышение температуры наиболее нагретой точки над температурой окружающей среды, приведенное к индукции 1 Т, не превосходит 45СС; приведение производится по формуле
где т — измеренный перегрев;
- максимальная разность между превышениями температур отдельных зубцов, приведенная к индукции 1 Т, по истечении 90 мин после начала испытаний не превосходит 25°С; приведение должно производиться по формуле
где Дт — измеренная максимальная разность превышений температур;
3) удельные потери, приведенные к индукции 1 Т, не превосходят 2,5 Вт/кг для повышеннолегированной и высоколегированной стали и 5,5 Вт/кг для слаболегированной и среднелегированной стали.
Величину удельных потерь определяют по формуле, Вт/кг,
(8)
где ра — показание ваттметра, Вт (без учета коэффициента трансформации); kTp — коэффициент трансформации трансформатора тока.
Приведение измеренных удельных потерь к индукции
1 Т производится по формуле
(9)
При испытании сердечников статоров с диаметром расточки более 3000 мм, а также сердечников роторов с наружным диаметром более 3000 мм наблюдается вытеснение части магнитного потока К основанию зубцов, что эквивалентно увеличению сечения спинки и соответствующему уменьшению индукции против расчетного значения. Вызванные этим погрешности можно устранить некоторым уменьшением числа витков намагничивающей обмотки, однако это целесообразно только в том случае, если достоверно известны марка стали и кривая намагничивания этой стали. В этом случае для уточнения числа витков намагничивающей обмотки следует:
принять предварительное значение кажущегося коэффициента увеличения сечения спинки
(10)
подсчитать кажущееся сечение спинки
(П)
где Q — расчетное сечение спинки по формуле (3);
определить величину
определить число
л округлить его до ближайшего целого числа Wi,
определить число витков контрольной обмотки по формуле (7).
Далее наматывают намагничивающую и контрольную обмотки, собирают схему испытания и производят пробное включение схемы.
При пробном включении измеряют (для контроля) величину напряжения питания Ux и ток I1 в цепи намагничивающей обмотки.
Ток /1 сравнивают с величиной, подсчитанной по формуле (5), в которую вместо Aw о подставляют действительное значение и. с. при B = wi/wi по кривой намагничивания данного сорта стали.
Если расхождение между измеренным и рассчитанным токами намагничивающей обмотки находится в пределах ±2,5%, то дальнейшее проведение испытаний и подсчеты должны производиться по формулам (6), (8) и (9). Если расхождение между током А, измеренным при пробном включении, и током, вычисленным по формуле (5), превышает ±2,5%, число витков намагничивающей обмотки следует несколько увеличить (когда измеренный ток больше расчетного) или уменьшить (когда он меньше расчетного) таким образом, чтобы свести расхождение к минимуму. В этом случае при подсчете по формуле (8) и определении превышений температур и разности превышений температур приведение к индукции IТ не производят.
