Сушка электродвигателей

Критерием увлажненности изоляции обмоток электродвигателей служит сопротивление изоляции и отношение между сопротивлениями, измеренными через 60 и 15 с, называемое коэффициентом абсорбции К = R60/R15. Коэффициент абсорбции всегда больше единицы и увеличивается по мере высыхания изоляции.
Включение электродвигателей, вновь вводимых в эксплуатацию, а также прошедших капитальный ремонт со сменой обмоток без сушки, возможно на основании результатов измерений, предусмотренных "Инструкцией по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки". Электродвигатели подлежат сушке в случае снижения сопротивления изоляции, уменьшения коэффициента абсорбции или увеличения коэффициента нелинейности по сравнению с нормами, приведенными в табл. 1.
Таблица 1. Нормированные значения характеристик изоляции

Минимальное значение сопротивления изоляции при 75 °С R60  обмоток электродвигателей мощностью 5000 кВт и более, при котором они могут работать, определяется по формуле, МОм,
 
где UHOM — номинальное линейное напряжение. В; Sном — номинальная мощность, кВ • А.
Если сопротивление изоляции, определенное по формуле (5), будет ниже 0,5 МОм, то минимальное допустимое значение принимают равным 0,5 МОм. Сопротивление изоляции обмотки уменьшается при увеличении ее температуры. Практически сопротивление изоляции измеряется при температуре обмотки значительно ниже 75°С. В этих случаях значение R к, полученное по формуле (5), следует пересчитать путем умножения ее на температурный коэффициент, значения которого для интервала температур 10—75°С приведены ниже:

Наименьшие значения сопротивления изоляции обмоток электродвигателей мощностью до 5000 кВт включительно в зависимости от температуры приведены ниже:

Роторы синхронных электродвигателей не подвергаются сушке, если сопротивление изоляции их обмотки при 10—30° С превышает 0,2 МОм.
Для проверки состояния изоляции после текущих и капитальных ремонтов, а также ремонтов с частичной или полной перемоткой обмоток необходимо сравнить характеристики изоляции (R60 > R60/R15, Ки) с данными предыдущих измерений и испытаний. Если изоляция обмоток не удовлетворяет требованиям, изложенным выше, то электродвигатель необходимо сушить. В процессе сушки удаляется влага, содержащаяся в изоляции обмоток. Сушка электродвигателей может производиться внешним нагревом током от постороннего источника питания, потерями в активной стали. Выбор метода сушки зависит от типа электродвигателя, степени увлажненности изоляции и наличия необходимого оборудования.  
Перед сушкой электродвигатель продувают сухим сжатым воздухом, проверяют отсутствие посторонних предметов. Сильно отсыревшую обмотку можно сушить только путем внешнего нагрева и лишь в конечной стадии сушки нагревом током. Ориентировочным критерием допустимости сушки током является сопротивление изоляции: 50 кОм — для обмотки статора и 20к0м — для обмотки ротора синхронного электродвигателя.
При любом методе сушки скорость подъема температуры обмотки должна быть не более 4—5°С/ч, так как при большей скорости возрастания температуры возможны местные перегревы отдельных частей электродвигателя и повреждения изоляции из-за разных коэффициентов линейного расширения меди, изоляции и активной стали. При нагреве электрическим током наибольшая температура в самом горячем месте обмотки или стали должна быть не более 80° С при измерении термометром, 100° С при измерении методом сопротивления и 90° С при измерении терморезистором. При сушке током корпус электродвигателя должен быть заземлен.
При сушке внешним нагревом температура обмотки и стали, измеренная термометром, не должна быть выше 100°С.
Потери в сердечнике статора при сушке методом потерь создаются переменным магнитным потоком частотой 50 Гц аналогично испытанию активной стали статора.
Перед сушкой проверяют расточку статора, так как наличие в ней посторонних предметов может привести к замыканию пакета и его оплавлению. В процессе подъема температуры индукция должна быть 0,8—1,0 Тл. При достижении температуры, при которой предполагается сушить электродвигатель, индукцию необходимо уменьшить до 0,4— 0,6 Тл. Ее можно регулировать изменением числа витков подводимого напряжения.
При сушке методом потерь в стали температура лобовых частей обмотки будет ниже, чем температура пазовой части. Поэтому для выравнивания температур в обмотку следует подавать переменный ток, соединив три фазы в разомкнутый треугольник и подав напряжение от части намагничивающей обмотки.
При сушке постоянным током его значение, как правило, равно 50—70 % номинального. В качестве источника тока можно использовать двигатель-генератор. При сушке все три фазы обмотки статора соединяют последовательно. Для возможности регулирования тока в схему питания включают реостат. Среднюю температуру меди обмотки можно определить по формуле

где 11 и 12 — температура в холодном состоянии и в процессе сушки; Ri и R2 — сопротивление постоянному току обмотки в холодном состоянии и в процессе нагрева; 235 — постоянный коэффициент для меди.
Рассмотрим особенности сушки электродвигателей ВАЗ 215/109- 6АМ05. Обмотку статора нагревают от источника постоянного тока напряжением 8—12 В, при этом ток не должен превышать 620 А. Для дополнительного нагрева используют калориферы. Для обеспечения циркуляции нагретого воздуха в электродвигателе на время сушки демонтируют заглушки с люков на днище нижней крестовины и на перекрытии верхней крестовины. Нагретый воздух подают в подставку, на которой установлен электродвигатель.
Один конец кабеля от источника постоянного тока подсоединяют к одной из фаз обмотки статора, а другой конец — к общей точке соединенных между собой двух других фаз. Для равномерного нагрева обмотки целесообразно переключать концы фаз 2 раза в сутки. Целесообразно эту работу совместить с измерением характеристик изоляции. Если источник постоянного тока не регулируемый, то в схему устанавливают реостат. Выключение осуществляют постепенным снижением напряжения. До начала сушки электродвигатель утепляют асбополотном. В первые сутки сушки значение тока поддерживают постоянным в пределах 90-130 А с максимальной работой калориферов для обеспечения интенсивного отвода влаги с поверхности изоляции. После прогрева в течение 24 ч поднимают температуру обмотки до 80—90° С со скоростью нагрева 2—3°С в час. Первый замер сопротивления изоляции (К60", R х 5") делают через 48 ч, последующие через каждые 12 ч с записью в журнале сушки. Сушку прерывают при выполнении следующих условий:
сопротивление изоляции обмотки статора R  при температуре 80—90° С по заложенным терморезисторам должно быть не менее 1000 МОм и имеет установившееся значение в течение трех — пяти измерений;
коэффициент абсорбции при температуре обмотки 80-90° С не менее 1,6 и имеет установившееся значение. При температуре обмотки 20-30°С коэффициент абсорбции должен быть не менее 1,3.
По достижении этих параметров замеряют токи утечки. Примерный график сушки показан на рис. 1.
После отключения нагрева и остывания статора до температуры 20—30 С снимают зависимость токов утечки от испытательного напряжения постоянного тока. Напряжение поднимают ступенями по 3 кВ при максимальном значении 18 кВ постоянного тока. Обмотку статора считают высушенной, если выполнены следующие условия:
в период выдержки напряжения на какой-либо из ступеней ток утечки не возрастает;
ток утечки на ступени не превышает более чем вдвое тока утечки на предыдущей ступени;
на любой ступени напряжения коэффициент нелинейности менее 3; ток утечки при 18 кВ не выше 50 мкА, коэффициент абсорбции при 20-30° С более 1,3. 90

Рис. 1. Примерный график сушки обмотки статора электродвигателя ВАЗ 215/ 109-6АМ05:
1 — сопротивление изоляции; 2 - температура обмотки; 3 — коэффициент абсорбции

Если одно из вышеперечисленных требований при измерении не выполняется, то испытания прекращают и обмотку сушат в течение 2—3 сут. Обычно время сушки составляет 3—5 сут.