ГЛАВА XIX ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
§ 19-1. Общие вопросы
Каждая электрическая машина, изготовленная предприятием, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
Для машин общепромышленного применения переменного и постоянного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт общие технические требования устанавливаются ГОСТ 183—66.
Требования, предъявляемые к машинам специального назначения, изложены в других стандартах. Например, к тяговым электрическим машинам постоянного и пульсирующего тока технические требования предусмотрены ГОСТ 2582—66.
Допуски на установочно-присоединительные размеры и методы проверки этих величин указаны в ГОСТ 8592—66.
Для определения соответствия требованиям стандарта производится контроль и испытание собранной электрической машины. Программа испытаний электрических машин общепромышленного применения предусмотрена ГОСТ 183—66, а общие методы испытаний по этой программе указаны в ГОСТ 11828—66.
Методы испытаний отдельных видов машин устанавливаются соответствующими стандартами. Так, методы испытаний электродвигателей трехфазных асинхронных машин мощностью от 100 Вт и выше изложены в ГОСТ 7217—66, а машин постоянного тока — в ГОСТ 10159-62.
Согласно стандарту испытания электрических машин разделяются на типовые и контрольные.
Типовые испытания — испытания электрических машин, отобранных из серийных партий, с целью проверки всех требований к машинам, указанных в стандарте или в технических условиях на эти машины.
Срок проведения типовых испытаний и количество машин, отбираемых для этих испытаний, устанавливается в стандартах, а при отсутствии стандартов — в технических условиях на эти машины.
Типовым испытаниям подвергаются в первую очередь головные образцы вновь создаваемых электрических машин.
Необходимость в проведении типовых испытаний возникает также в случае значительного изменения технологии изготовления электрической машины, которое может повлиять на ее качество и работоспособность.
Контрольные испытания электрических машин — испытания, которым подвергается каждая электрическая машина, выпускаемая предприятием-изготовителем.
При контрольных испытаниях проверяются наиболее важные данные машины, такие, как механическая прочность вращающихся частей, электрическая прочность и величина сопротивления изоляции, рабочие характеристики машины. В связи с этим программа контрольных испытаний меньше, чем типовых.
§ 19-2. Программа контрольных испытаний электрических машин по ГОСТ 183—66
Ниже приводится перечень испытаний, которым подвергается каждый из видов машин:
а) измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками;
б) измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии;
в) испытание при повышенной скорости вращения;
г) испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность;
д) испытание межвитковой изоляции обмоток на электрическую прочность.
Кроме того, у каждого вида машин постоянного тока (генераторы, двигатели и возбудители):
а) определяют величину тока возбуждения генератора или скорость вращения электродвигателя при холостом ходе (для двигателей с последовательным возбуждением опыт проводят при независимом возбуждении);
б) проверяют номинальные данные машины (мощность, напряжение, ток, скорость вращения, коэффициент полезного действия);
в) проверяют коммутацию при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке.
У синхронных машин (генераторы, двигатели, компенсаторы) определяют характеристики холостого хода и характеристики установившегося трехфазного короткого замыкания (трехфазных машин) или однофазного короткого замыкания (однофазных машин).
У асинхронных двигателей определяют коэффициент трансформации (для двигателей с фазным ротором), величину тока и потери холостого хода; величину тока и потери короткого замыкания.
§ 19-3. Методы испытаний
Ниже рассматриваются установленные ГОСТ 11828—66 методы испытания параметров, общих для всех видов машин.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками. Измерение сопротивления изоляции обмоток производят до начала испытания машины при температуре обмотки, равной температуре окружающей среды.
Для измерения сопротивления изоляции применяются мегомметры на 500 в для электрических машин с номинальным напряжением до 500 в включительно и мегомметры на 1000 в для электрических машин с номинальным напряжением свыше 500 в.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками производят поочередно для каждой независимой электрической цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом машины.
Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии. Под практически холодным состоянием электрической машины понимается температура любой ее части, отличающаяся от температуры окружающей среды не более чем на +3°.
Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии может производиться одним из следующих методов:
а) вольтметра и амперметра;
б) одинарным или двойным мостом.
При измерении сопротивления одинарным мостом к измеряемому сопротивлению обмотки прибавляется сопротивление соединительных проводов и контактов. Во избежание получения большой погрешности применять его для измерения сопротивлений, меньших 1 Ом, не допускается. Измерения двойным мостом такого недостатка не имеют.
Во избежание нагрева обмоток при испытаниях не следует принимать величину измерительного тока больше 15—20% номинального тока данной обмотки, а длительность его протекания — более 1 мин. Измерение сопротивления производят непосредственно на выводах обмоток.
Испытание машин при повышенной скорости вращения. Испытание производится с целью определения прочности электрической машины при аварийном повышении скорости вращения. Испытание при повышенной скорости вращения проводят как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.
Многоскоростные электрические машины испытываются при повышенной скорости вращения на наибольшей номинальной скорости.
При испытании скорость вращения плавно повышается до испытательной и выдерживается при ней в течение 2 мин, а затем плавно понижается до полной остановки машины.
Испытательные скорости вращения:
а) у электродвигателей переменного и постоянного тока с последовательным возбуждением на 20% больше наибольшей, указанной на щитке электродвигателя, но не ниже полуторной номинальной;
б) у электродвигателей с регулировкой скорости вращения на 20% больше наибольшей, указанной на щитке электродвигателя;
в) у всех остальных электрических машин на 20% больше номинальной.
Повышение скорости вращения испытуемой машины, работающей в режиме генератора, производится путем соответствующего повышения скорости вращения приводного двигателя.
При работе электрической машины в режиме двигателя скорость вращения у бесколлекторных машин переменного тока увеличивается за счет повышения частоты тока питания.
После испытания необходимо тщательно осмотреть вращающиеся части машины, которые не должны иметь повреждений и остаточных деформаций.
У машин, имеющих коллекторы или контактные кольца, рекомендуется измерять биение этих узлов до и после испытания.
Испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины, между обмотками и между витками. Испытание изоляции обмоток электрической машины производится практически синусоидальным напряжением с частотой 50 Гц, т. е. таким напряжением, у которого коэффициент искажения синусоидальной кривой не превышает 5%.
Величина испытательного напряжения устанавливается ГОСТ 183—66 в зависимости от типа, мощности и номинального напряжения машины. Оно колеблется от 500 до 8000 в (для высоковольтных машин), что превышает номинальное напряжение в 3—10 раз.
Испытательное напряжение должно прикладываться плавно или ступенями, не превышающими 5% его окончательного значения. Согласно стандарту испытание должно начинаться с напряжения, не превышающего одну треть испытательного напряжения, при этом время, допускаемое для его подъема от половинного до полного значения, должно быть не менее 10 сек.
Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего плавно снижают до одной трети его значения, а затем отключают.
Стандартом для машин мощностью до 10 кВт включительно на номинальные напряжения до 525 в при массовом выпуске на конвейере допускается заменять вышеуказанное испытание испытанием в течение 1 сек при напряжении, повышенном на 20% против принятого для обычного испытания.
Испытанию изоляции относительно корпуса подвергают поочередно каждую электрически независимую цепь. Для этого один из выводов источника напряжения подключают к выводу испытуемой обмотки, а второй — к корпусу машины, который должен быть надежно заземлен, и к нему на время испытания должны быть присоединены все остальные обмотки машины. Годной считается обмотка, у которой при испытании не произошло пробоя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами.
Электрическая прочность изоляции обмотки между смежными витками испытывается повышенным напряжением, при приложении которого изоляция должна выдержать испытание в течение 5 мин.
Испытание производят при холостом ходе машины путем повышения подводимого (при испытании в режиме электродвигателя) или генерируемого (при испытании в режиме генератора) напряжения на 30% сверх номинального напряжения.
Для электрических машин постоянного тока с числом полюсов более четырех испытательное напряжение определяется исходя из среднего напряжения между смежными коллекторными пластинами, равного 24 в.
Межвитковая изоляция трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором испытывается при неподвижном и разомкнутом роторе, а у двигателя с короткозамкнутым ротором — при холостом ходе.
