Электрические схемы испытаний двигателей

Электрические схемы испытаний двигателей

Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции.

Полукаров А.Н.

Взято с сайта —
http://monax.ru/manufacture/00007724_0.html

Важнейшим этапом изготовления машины является этап испытания электрической машины. Испытания электрических машин проводят с целью проверки соответствия их качества требованиям стандартов или технических условий. Они необходимы также после капитального или среднего ремонта машины. Для осуществления этих целей необходимы программы и методики испытания электрических машин. Программы испытания электрических машин должны быть составлены таким образом, чтобы можно было получить все показатели и характеристики машин, установленные техническими условиями. Точность результатов испытаний в значительной степени зависит от методики испытаний. Поэтому в России действует более двадцати пяти государственных стандартов и стандартов СЭВ только на методы испытаний электрических машин. Кроме того, ряд методов испытаний изложен в стандартах на отдельные виды электрических машин.

Проведение испытаний электрических машин необходимо на всех этапах. На стадии проектирования проводят испытания макетных и опытных образцов электрических машин для проверки соответствия выходных показателей и характеристик машины требованиям технического задания. На стадии изготовления испытания отдельных узлов машины (например обмотки) проводятся после завершения отдельных технологических операций. После сборки машины испытания проводят для проверки соответствия её выходных показателей требованиям технических условий. При эксплуатации электрические машины периодически подлежат ремонту. После ремонта электрическая машина также должна быть испытана.

Испытания электрических машин на электромашиностроительных заводах являются частью общего технологического процесса. Повышение производительности труда приводит к усиленной автоматизации производственных процессов. Это в полной мере относится и к испытаниям. Так, почти на всех машиностроительных заводах испытания проводят на конвеерах. В последние годы всё больше испытаний проводится с применением ЭВМ. При этом ЭВМ не только управляет испытаниями, но и позволяет оперативно анализировать результаты испытаний и на этой основе осуществлять управление качеством изготовления электрических машин.

В стандартах на электрические машины сформулированы технические требования к показателям качества электрических машин. Большинство из них нуждается в проверке путём испытаний электрических машин. К ним относятся требования по надёжности, нагреву, энергетическим показателям (КПД, коэффициент мощности), а также требования к электрической прочности изоляции обмоток, механической прочности вращающихся частей машины, эксплуатационным показателям (таким, как максимальный, начальный пусковой и минимальный моменты, начальный пусковой ток, скорость нарастания напряжения возбуждения и др.), к работе щёточного узла, способности выдерживать кратковременные перегрузки, длительной или кратковременной работе в анормальных условиях, шумам и вибрациям, индустриальным радиопомехам.

По перечисленным, а так же по ряду других требований к качеству электрических машин, в стандартах устанавливаются количественные показатели качества, а также в ряде случаев допуски на них. При испытаниях проверяют соответствие измеренных или рассчитанных показателей качества требованиям стандартов.

2. ПРОГРАММА ПРИЁМО-СДАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

В стандартах на электрические машины приводятся технические требования к показателям качества и программы испытаний для определения этих показателей. Разработана система стандартов на методы испытаний электрических машин. Применяются стандарты на методы испытаний, являющиеся общими для всех видов электрических машин. Так, например ГОСТ 11828-75 и соответствующий ему СТ СЭВ 1347-78 регламентирует отдельные методы испытаний. ГОСТ 25000-81 устанавливает методы испытаний на нагревание; ГОСТ 25941-83 — методы определения потерь и КПД; ГОСТ 11929-87 и СТ СЭВ 828-77 — методы определения уровня шума; ГОСТ 12379-75 и СТ СЭВ 2412-80 — методы оценки вибрации; ГОСТ 12259 и СТ СЭВ 136-74 — методы определения расхода охлаждающего газа; СТ СЭВ 295-76 — методы определения момента инерции вращающейся части; СТ СЭВ 1107-78 — методы определения сопротивления обмоток без отключения машины от сети.

Кроме перечисленных стандартов, распространяющихся на все виды машин, разработаны стандарты на методы испытаний машин постоянного тока — ГОСТ 10159-79

Согласно ГОСТ 183-74 различают следующие виды испытаний:

Нас интересуют, прежде всего, приёмо-сдаточные испытания электрических машин. Приёмо-сдаточным испытаниям подвергают каждую электрическую машину. Программы этих испытаний значительно короче, чем приёмочных (Приёмочные испытания проводятся на опытном образце продукции с целью приёмки её для серийного производства. Программа этих испытаний наиболее подробная.). Цель приёмо-сдаточных испытаний — установить пригодность каждой изготовленной машины к эксплуатации за минимально возможное время испытаний.

В программу приёмо-сдаточных испытаний двигателей постоянного тока согласно ГОСТ 183-74 входят следующие испытания:

· измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками

· измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии

· испытание ДПТ при повышенной частоте вращения

· испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины и между обмотками

· испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток

· определение частоты вращения ДПТ при холостом ходе

· проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току

· испытание машины на нагревание

· определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициент полезного действия

Коротко рассмотрим каждый из пунктов программы испытаний ДПТ:

a. Измерение сопротивления изоляции обмоток

относительно корпуса машины и между обмотками — величина сопротивления изоляции обмоток электрических машин — важный интегральный показатель отображающий состояние изоляции обмотки, хотя и не позволяющий уверенно судить о её надёжности. Для измерения сопротивления обмоток используются мегаомметры генерирующие постоянное напряжение.

b. Измерение сопротивления обмоток при постоянном

токе в практически холодном состоянии — измерение таких сопротивлений обмоток и их сравнение, позволяет позволяет выявить ошибки в числе витков и схеме соединений, качество пайки, несимметрию сопротивления разных обмоток. Для многовитковых катушек из медного провода различие сопротивлений позволяет судить о качестве технологии.

c. Испытание ДПТ при повышенной частоте вращения — одно из ответственных испытаний двигателя. Требуется для проверки механической прочности вращающихся частей машины. ГОСТ 183-74 устанавливает величину повышенной частоты вращения при испытаниях, которая в большинстве случаев превышает на 20% предельную номинальную частоту вращения. Повышенная частота вращения выдерживается в течении 2-х минут после чего проводится тщательный осмотр машины.

d. Определение частоты вращения ДПТ при холостом ходе — при холостом ходе определяется частота вращения двигателя. Частоту вращения электродвигателя при ХХ определяют при номинальном напряжении в цепи якоря и номинальном токе возбуждения. При этом температура обмотки возбуждения и подшипников должна быть близкой к рабочей. Если двигатель имеет последовательное возбуждение, то опыт проводят при независимом возбуждении.

e. Проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току — коммутация машин постоянного тока оценивается в соответствии с ГОСТ 183-74 степенью искрения визуально. Согласно упомянутому стандарту установлена шкала, состоящая из пяти степеней, для оценки класса коммутации или степени искрения: 1-полное отсутствие искрения; 1 1 / 4 -слабое точечное искрение; 1 1 / 2 — слабое искрение под большей частью щётки; 2 — искрение под всем краем щётки и появление следов почернения коллектора не устраняемых протиранием его поверхности; 3 — значительное искрение под всем краем щётки с вылетающими искрами, подгаром и разрушением щёток. Допускаемая степень искрения от конкретного вида машины и указывается в технических условиях. Если степень искрения не указана, то считается, что при номинальном режиме работы она должна быть не выше класса 1 1 / 2 .

f. Испытание машины на нагревание — цель этого испытания — проверка соответствия температуры различных частей машины требовааниям стандартов или технических условий. Тепловое состояние машины при работе с номинальной нагрузкой и в номинальном режиме имеет решающее значение для оценки результатов её испытания.

g. Определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициент полезного действия — цель испытаний — определить для отдельных нагрузок в пределах от ХХ до номинальной и выше верхний и нижний пределы отклонения тока в обмотке добавочных полюсов от соответствующего тока цепи якоря, при котором коммутация соответствует степени искрения 1.

В п.3 более подробно рассмотрим испытание электроизоляции обмоток ДПТ.

3. Испытание электроизоляции обмоток ДПТ.

Электрическая прочность изоляции обмотки в значительной степени предопределяет надёжность машины. Поэтому испытания электрической прочности обмоток машины обязательны в любой программе — полной или сокращённой. Испытание изоляции обмоток позволяет выявлять имеющиеся и потенциальные дефекты изоляции.

Электроизоляция характеризуется сопротивлением R i и максимальным напряжением U пр , которое она способна выдерживать без пробоев. В программу испытаний ДПТ включено 3 вида испытаний изоляции обмоток — это измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками; испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины и между обмотками; испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток. Рассмотрим каждый вид испытаний изоляции обмоток в отдельности.

3.1. Измерение сопротивления изоляции.

Величина сопротивления изоляции обмоток электрических машин — важный интегральный показатель состояния изоляции обмотки. Для измерения сопротивления обмоток используются мегаомметры генерирующие постоянное напряжение. Источниками постоянного напряжения могут быть генераторы, а также статические выпрямляющие устройства.

В таблице приведен ряд соответствия номинальных значений напряжений ДПТ напряжению измерения сопротивления обмоток.

Испытатель-механик двигателей

§ 33. Испытатель-механик двигателей 4-го разряда

Характеристика работ. Запуск и остановка двигателя, его агрегатов и частей. Монтаж стендовых систем питания двигателя по полумонтажным схемам. Гидравлические испытания смонтированных систем. Монтаж двигателя на стенде испытательной установки с подсоединением стендовых систем питания и приборов в соответствии с программой испытаний. Запуск вспомогательных агрегатов испытательной установки с регулированием их параметров на рабочий режим. Выявление и устранение несложных неисправностей испытываемого двигателя и эксплуатируемого оборудования.

Должен знать: технологическую последовательность сборки и проверки двигателя перед испытанием; порядок и способы проверки запуска и остановки двигателя; схемы смонтированных на стенде систем и разводки трубопроводов, их назначение; электросхемы систем запуска, загрузки генераторов; правила регулирования агрегатов, установленных на испытываемом двигателе; порядок промывки маслосистем; допустимые величины параметров испытываемого двигателя и методы их замера; устройство и принцип действия сложных подъемно-транспортных механизмов и специальных устройств по подъему и транспортировке двигателя; методику проведения подготовительных к испытаниям двигателя работ, основы механики, электротехники, гидравлики и пневматики; правила ведения технической и рабочей документации при испытании двигателей.

Примеры работ

1. Агрегаты топливные — регулирование.

2. Двигатели — монтаж, демонтаж на стенде; подсоединение трубопроводов, измерительных приборов и электропитания.

3. Двигатели — регулирование оборотов при испытании, управление на переменных режимах.

4. Двигатели поршневые малой и средней мощности — приработка, контрольные и сдаточные испытания согласно программе.

5. Двигатели — регулирование самопуска и газораспределения.

6. Системы испытания, зажигания и охлаждения — проверка, регулирование расхода топлива.

7. Системы управления двигателем и гидротормозом — проверка и регулирование.

8. Турбостартеры газотурбинных двигателей — консервация.

§ 34. Испытатель-механик двигателей 5-го разряда

Характеристика работ. Участие в испытаниях опытных, мощных и сложных двигателей, их агрегатов и частей (управление работающим двигателем и его агрегатами, выполнение всех видов регулировок, предусмотренных техническими условиями). Монтаж и центровка мощных и сложных двигателей на испытательный стенд. Контроль работы осциллографов и стрелочных индикаторов, замеряющих вибрационные нагрузки двигателя, наблюдение за работой пьезометрических приборов и их обслуживание. Снятие показаний динамометрических весов с записью их показаний в протокол. Приведение параметров испытываемого двигателя (мощности, расхода горючих и смазочных материалов, теплоотдачи) к стандартным атмосферным условиям. Наблюдение и анализ соответствия техническим условиям отдельных параметров работы двигателя, первичная обработка результатов измерения. Сквозная тарировка измерительных систем.

Должен знать: технологию и технические условия монтажа на стенд и испытания двигателя и его агрегатов; принципиальную схему расположения контрольно-измерительной аппаратуры испытательной установки, принцип работы специальных вакуумных систем, систем подогрева и охлаждения воздуха в испытательных установках; устройство панели коммутационной связи испытательного стенда с ЭВМ, правила набора команд на панели для передачи их на ЭВМ, способы раскодирования данных ЭВМ; конструкцию испытательной установки, инструкции по соединению и уплотнению трубопроводов, работающих под большим давлением, методы подбора сопротивлений трубопроводов и тарировки трубопроводов по сопротивлениям; основы теории газотурбинных и поршневых двигателей, конструкцию и взаимодействие частей и агрегатов двигателей; основы газовой динамики; технические условия на агрегаты испытательной установки.

Примеры работ

1. Автоматы топливной системы — регулирование технических характеристик по программе испытаний.

2. Двигатели газотурбинные — контрольные и сдаточные испытания согласно программе испытаний.

3. Двигатели — проверка под давлением топливной системы, проверка исправности электросистемы, замена неисправных двигателей и их агрегатов.

4. Двигатели — продувка и ложные запуски.

5. Двигатели — проверка и регулировка оборотов малого газа, подсчет мощности и расхода топлива.

§ 35. Испытатель-механик двигателей 6-го разряда

Характеристика работ. Проведение всех видов испытаний реактивных и турбовинтовых серийных двигателей. Монтаж и наладка схем автоматического управления работой приборов, преобразователей и измерительных систем на испытательном стенде в соответствии с документацией на испытываемый двигатель. Тарировка преобразователей с каналами ЭЦВМ. Контроль и регулирование электронной аппаратуры и автоматизированных систем измерения. Проверка готовности испытательной установки, двигателя или его агрегатов и частей к предстоящим испытаниям. Регулирование и доводка двигателей. Проведение всех видов регламентных работ по двигателю и испытательным установкам. Ведение технической документации при проведении испытаний.

Должен знать: технические условия на проводимые испытания; способы регулирования и наладки стендовых систем и контрольно-измерительной аппаратуры; конструкцию применяемых контрольно-измерительных приборов и автоматики; правила монтажа измерительных систем повышенной сложности на испытательных стендах; электрические схемы и методы регулирования измерительных систем; основы электротехники, электроники, пневматики; особенности работы с криогенной техникой; правила ведения технической документации при проводимых испытаниях.

Требуется среднее профессиональное образование.

Примеры работ

1. Автоматы дозировки топлива — проведение всех видов приемо-сдаточных испытаний.

2. Двигатели газотурбинные — доводка и регулирование.

3. Двигатели криогенные — проверка под давлением топливных трубопроводов.

4. Стенды испытательные — тарировка аппаратуры по измерению вибраций двигателя, всех мерных емкостей, ротометров и весовых масломерных колонок.

§ 36. Испытатель-механик двигателей 7-го разряда

Характеристика работ. Проведение всех видов испытаний двигателей и двигательных установок после ремонта или замены агрегатов двигателей. Опробование и доводка нового испытательного оборудования и отработка программ новых видов испытаний. Наладка в стендовых условиях измерительных систем повышенной сложности. Доработка измерительных систем и составление монтажных схем при специальных испытаниях двигателя. Поиск и устранение неисправностей в измерительных системах повышенной сложности. Комплексный анализ технических параметров двигателя или установки в соответствии с требованиями программ испытаний. Проведение сложных расчетов (мощности, тяги, допустимого давления топлива). Дефектация, определение и устранение неисправностей испытываемых двигателей с заменой сложных узлов и агрегатов на стенде в процессе испытаний.

Должен знать: технические условия на проведение всех видов испытаний; особенности регулирования и наладки сложных испытательных стендов; устройство, принцип действия и принципиальные схемы расположения контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики испытательных установок; основные приемы работы на ЭВМ: правила набора команд на панели, устройство панели коммутационной связи испытательной установки с ЭВМ; технологию и технические условия монтажа на испытательном стенде сложных и мощных объектов испытаний; технические условия на проведение всех регламентных работ по двигателю и испытательным установкам; основы теории газотурбинных двигателей, основы газовой динамики, электроники, термодинамики; способы раскодирования данных ЭВМ; основы криогенной техники.

Требуется среднее профессиональное образование.

1. Воспламенитель основных камер — испытание в высотных условиях при термостатировании топлива и воздуха.

2. Двигатели криогенные — проведение испытаний согласно программе испытаний.

3. Двигатели газотурбинные — снятие контрольных точек режимов.

4. Двигатели газотурбинные — отладка ограничителей.

5. Диски компрессоров — циклические испытания по техническим условиям на разгонном стенде.

6. Лопатки турбин в пакете — запуск установки, настройка режима по газовому потоку и охлаждению лопаток.

7. Системы крепления пусковых турбин — испытание на срабатывание по программе испытаний.

8. Участок мерный нестандартный — градуировка методом «площадь — скорость».

§ 37. Испытатель-механик двигателей 8-го разряда

Характеристика работ. Проведение всех видов испытаний сложных, опытных, уникальных и экспериментальных двигателей, их агрегатов и частей. Проведение сложных испытаний двигателей по предельно допустимым параметрам. Регулирование и наладка сложных, опытных и экспериментальных испытательных стендов, контрольно-измерительной аппаратуры и приборов. Проведение сдаточных и контрольных испытаний в период капитального ремонта типов и модификаций базового двигателя. Наблюдение за параметрами работы двигателей на ЭВМ. Регулирование и доводка испытываемых двигателей. Проведение всех видов регламентных работ, в том числе сложных, с выполнением сложных расчетов по двигателю и испытательным установкам. Проведение испытаний двигателей первых партий. Устранение дефектов на форсированных двигателях.

Должен знать: особенности проведения испытаний сложных, мощных, опытных и экспериментальных двигателей, их агрегатов и частей; методы наладки и регулирования сложных испытательных стендов и объектов испытаний, устройство и принцип действия применяемой контрольно-измерительной аппаратуры и приборов; технические условия на проведение регламентных работ по испытываемым двигателям и установкам; основы термодинамики, технического черчения, электротехники, электроники, криогенной техники.

Требуется среднее профессиональное образование.

Примеры работ

1. Двигатели двухконтурные мощные — доводка и регулирование проектных параметров.

2. Двигатели форсированные — устранение дефектов, выявленных при испытаниях.

3. Стенды лабораторные для испытаний опытных двигателей — тарировка координатных устройств, весовых устройств и средств замера расхода воздуха и топлива.

Испытания электродвигателей переменного тока: перечень работ, периодичность

Помимо проверки состояния механических элементов и смазки, при капитальных и текущих ремонтах электромоторов переменного тока производятся их электрические испытания, измеряются электрические характеристики.

Объем этих испытаний, условия их проведения, а также нормируемые предельные значения измеренных величин зависят от:

• номинального напряжения;
• мощности;
• конструктивного исполнения и типа двигателей.

Рассмотрим по порядку, какие испытания проводятся, и ознакомимся с критериями исправности электродвигателей.

1. Измерение сопротивления изоляции электродвигателей
2. Измерение коэффициента абсорбции
3. Испытание повышенным напряжением
4. Измерение сопротивления постоянному току

Измерение сопротивления изоляции электродвигателей

Такие измерения производятся не только при ремонте. Например, если в процессе эксплуатации требуется провести диагностику электродвигателя и питающего кабеля в случае отключения от защит. Также требуется измерять этот параметр перед пуском аппарата после его длительного простоя, особенно в неблагоприятных рабочих условиях.

Для измерения используется мегаомметр, напряжение которого зависит от номинального для испытуемого электродвигателя. Для аппаратов до 500 В используется мегаомметр на 500 В. Для номинала 500 — 1000 В — соответственно на 1000 В. Для высоковольтных электродвигателей используется мегаомметр, вырабатывающий напряжение 2500 В.

Для статоров низковольтных двигателей норма составляет 1 МОм, при этом температура испытуемого объекта находится в пределах 10-30˚С. При температуре 60˚С допустимая величина снижается до 0,5 МОм.

Аппараты напряжением выше 1000 В разделяются на две категории. Для мощностей обмотки статора 1 — 5 МВт предельные значения указаны в таблице.

Для более мощных, свыше 5 МВт, моторов, подход к процессу более ответственный. Измерения производятся в строгом соответствии с инструкциями изготовителя.

У асинхронных машин с фазным ротором, в том числе синхронных, имеющих обмотку возбуждения, тестируется и изоляция обмотки ротора. Но только у высоковольтных движков, имеющих мощность свыше 1 МВт. Используется мегаомметр на 1000 В. Предельное значение — 0,2 МОм.

Мощные электродвигатели для предотвращения появления паразитных токов в валах, замыкающихся на установочной раме, имеют изоляцию опор с подшипниками. Также подшипники изолируются от маслопроводов, осуществляющих их смазку при работе. Состояние этого вида изоляции проверяется мегаомметром на 1000 В.

Этот параметр контролируется после капитальных ремонтов, связанных с выемкой ротора. Сопротивление должно иметь значение, отличное от нуля, и не снизиться резко относительно ранее полученных результатов. Более точного значения правилами не предусмотрено.

Измерение коэффициента абсорбции

Параметр характеризует степень увлажненности изоляции электродвигателей. Он измеряется только у высоковольтных аппаратов. Для этого на обмотку статора подключают испытательное напряжение от мегаомметра, держат его в течение минуты, засекая значения через 15 и 60 секунд. Разделив шестидесятисекундное значение на пятнадцатисекундное, получают искомую величину.

Нормативы зависят от материала изоляции двигателя. Если она термореактивная, то коэффициент не должен быть ниже 1,3. Для микалентной компаундированной – ниже 1,2.

Малый коэффициент абсорбции, особенно – близкий к единице, указывает на влажную изоляцию. Обмотку требуется просушить.

Испытание повышенным напряжением

Испытание проводится после окончания капитального ремонта двигателя, а для аппаратов до 1000 В может не проводиться вовсе. Решение принимает технический руководитель, что закрепляется соответствующим приказом.

Испытание заключается в подаче повышенного напряжения промышленной частоты от постороннего источника. Для этого применяются переносные или передвижные испытательные установки. Одно из важных требований – они должны быть рассчитаны на повышенные токи утечки. Поэтому не все из них, пригодные к испытаниям изоляции распределительных устройств, годятся для электродвигателей. Испытательные напряжения указаны в таблице.

Напряжение выше номинального для изоляции является стрессом. Подъем его производится медленно и без рывков. Критерием исправности служит отсутствие разрядов внутри двигателя, наличие которых контролируется по показаниям миллиамперметра, включенного последовательно с испытуемым объектом. Сами же показания прибора не нормируются. Также не должно произойти срабатывания защиты установки.

При испытаниях схема соединения обмоток не разбирается, они испытываются относительно корпуса совместно. Но при пробое для поиска поврежденного участка придется не только разобрать схему звезды или треугольника, но и рассоединить все секции обмотки в поврежденной фазе. Неисправная секция меняется на новую.

Измерение сопротивления постоянному току

• для статоров напряжением выше 3 кВ;
• для роторов таких же аппаратов.

Для обмоток статоров значения, полученные для каждой фазы, не должны отличаться более, чем на ±2%. Во всех описанных случаях величины сопротивлений не должны различаться от измеренных ранее более, чем на ту же величину.

Для измерений используются микроомметры, рассчитанные на точное измерение малых величин сопротивления. Для исключения влияния сопротивления соединительных проводов и контактов в месте подключения используется мостовая (четырехпроводная) схема подключения прибора.

Для сравнения с предыдущими значениями, полученные данные нужно привести к той же температуре обмоток. Для чего ее, собственно, потребуется измерить. Формулы для приведения зависят от материала проводников обмоток.

Для меди формула выглядит так:

R2 = R1 (235 + t2)/(235 + t1).

Сопротивление R1 – измеренное при температуре t1. Сопротивление R2 – значение, приведенное к температуре t2.

Для алюминия меняется только числовой коэффициент:

R2 = R1 (245 + t2)/(245 + t1).

На основании измерений делается заключение о наличии витковых замыканий в проверяемой обмотке. При выявлении его наличия потребуется определить место замыкания и заменить поврежденный участок.

Испытание электродвигателей переменного тока

Содержание материала

• Испытание электродвигателей переменного тока
• Испытание повышенным напряжением повышенной частоты
• Измерение сопротивления постоянному току
• Измерение вибрации подшипников электродвигателя
• Проведение периодических проверок, измерений и испытаний электродвигателей переменного тока
• Испытания повышенным напряжением промышленной частоты
• Измерение зазоров в подшипниках скольжения

В процессе монтажа, пусконаладочных работ и эксплуатации электродвигатели подвергаются испытаниям для определения возможности их включения под напряжение и надежной безаварийной эксплуатации.

Для начала приемо-сдаточных испытаний необходимо провести внешний осмотр электродвигателя. При этом проверяются:

— соответствие паспортных данных двигателя проектным данным и техническим условиям;

— наличие и содержание технической документации по монтажу и эксплуатации;

— заполнение подшипников смазкой до заданного уровня и отсутствие течи масла;

— целость изоляции и соединений видимых частей обмоток и выводов (особое внимание обращается на надежность креплений и распорок лобовых частей обмоток);

— состояние контактных колец и щеточного механизма у двигателей с фазным ротором;

— наличие и соответствие проекту контрольно-измерительных приборов, защитной и сигнальной аппаратуры;

— надежность и качество заземления корпуса электрической машины;

— наличие и состояние средств пожаротушения;

— испытания электродвигателей начинаются с внешнего осмотра и проверки характеристик изоляции для оценки необходимости сушки изоляции обмоток, а затем проверяют все остальные параметры и проводят испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока. Если изоляция электрической машины требует сушки, то все проверки и соответствующие испытания выполняются после нее. Объем и нормы испытаний определяются Правилами устройств электроустановок (ПУЭ), Правилами эксплуатации электроустановок потребителей и технической документацией завода-изготовителя.

Нормы приемо-сдаточных испытаний электродвигателей переменного тока.

Объем приемо-сдаточных испытаний.

Вводимые в эксплуатацию электродвигатели переменного тока в соответствии с требованиями ПУЭ должны испытываться в следующем объеме:

1. Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1кВ.

2. Измерение сопротивления изоляции.

3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

4. Измерение сопротивления постоянному току

а) обмоток статора и ротора б) реостатов и пускорегулировочных резисторов.

5. Измерение зазоров между сталью ротора и статора.

6. Измерение зазоров в подшипниках скольжения.

7. Измерение вибрации подшипников электродвигателя.

8. Измерение разбега ротора в осевом направлении.

9. Испытание воздухоохладителя гидравлическим давлением.

10. Проверка работы электродвигателя на холостом ходу и с ненагруженным механизмом.

11. Проверка работы электродвигателя под нагрузкой.

Электродвигатели переменного тока напряжением до 1кВ испытываются по п.п.2, 4б, 10, 11.

Электродвигатели переменного тока напряжением выше 1кВ испытываются по п.п.1-4, 7, 9-1 1.

По п.п.5, 6, 8 испытываются электродвигатели, поступающие на монтаж в разобранном виде.

Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1кВ.

Руководящими материалами для определения условий включения электродвигателей без сушки являются «Инструкция по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки» и заводская документация.

По условиям включения без сушки электрические машины переменного тока условно разделяют на две группы:

I — электродвигатели мощностью до 5 МВт включительно, имеющие частоту вращения не более 1500 об/мин;

II — генераторы и синхронные компенсаторы, а также электродвигатели, не отнесенные к группе I.

Критериями оценки состояния изоляции обмоток электродвигателей переменного токая являются: сопротивление изоляции К ₆₀, коэффициент абсорбции К_абс, характеристика токов утечки и коэффициент нелинейности. Допустимые значения измеренных величин для электродвигателей выше 1кВ приведены в табл. 1.

Таблица 1. Условия включения электродвигателей переменного тока без сушки

Измеряемые величины для контроля увлажненности изоляции обмоток статоров электродвигателей переменного тока

Допустимые значения величин для электродвигателей

Одноминутное сопротивление изоляции обмоток К₆₀ (замеренное через 60с

после начала измерений), измеренное

при температуре не ниже +10°С.

Не менее значений, приведенных в табл.22.2.

При отсутствии заводских данных

минимальное значение сопротивления изоляции R₆₀, МОм, при t=+75°С, определяется по формуле R₆₀=U_ном/(1000+0,01Р_ном)

где U_ном — номинальное напряжение

электродвигателя, В; Р_ном — номинальная мощность, кВт.

Если вычисленное значение R₆₀

менее 0,5МОм, за наименьшее допустимое значение R₆₀ принимается 0,5МОм.

Значение R₆₀ измеренное при температуре обмотки ниже +75°С, подсчитывается по формуле и умножается на коэффициент пересчета К_t:

t, 0 C 10; ‘-0; 30; 40; 50; 60; 70; 75.

К R₆₀, 9,4; 6,7; 4,7; 3,4; 2,4; 1,7; 1,2; 1,0.

Коэффициент абсорбции, равный отношению одноминутного сопротивления изоляции к 15-секундному значению R₆₀/R₁₅ при температуре измерения 10-30°С.

Характеристика токов утечки при приложении выпрямленного испытательного напряжения и коэффициента нелинейности, равным отношению K_н=R_min/R_max

R_min и R_max определяются по формулам

где U_min и U_max — минимальные и максимальные ступени приложенного испытательного напряжения; i_Umin

и i_Umax – соответствующие токи утечки.

токов утечки от приложенного испытательного

выпрямленного напряжения и определение коэффициента нелинейности

производятся при условии неудовлетворительных

значений R₆₀ или

К_абс. Величина токов

утечки не должна превышать значений, приведенных в табл.22.4. Характеристика токов утечки не должна иметь крутых изгибов, а К„должен

быть не более 3.

Снятие характеристик токов утечки

и определение коэффициента нелинейности обязательно.

Токи утечки не должны превышать

значений, приведенных в табл.22.4.

Характеристика токов утечки не

должна иметь крутых изгибов, К_н,

Абсолютные значения сопротивления изоляции +p одной фазы обмоток статоров электрических машин I группы, измеренные при температуре не ниже +10°С, должны быть не менее, указанных в табл. 2.

Таблица 2. Значения сопротивления изоляции для электродвигателей I группы

Температура обмотки, °С

Значение сопротивления R₆₀, МОм, при номинальном напряжении

Величина U_max для электрических машин I группы принимается равной 2,5·U_min а для электродвигателей II группы принимается в соответствии со значениями, приведен ными в табл. 3. Минимальная величина U_min для машин I группы принимается равной 0,5· U_min а для электродвигателей II группы — не более 0,2·U_max.

Таблица 3. Допустимые испытательные напряжения для электродвигателей II группы

Номинальное напряжение, В

Испытательное выпрямленное напряжение, В

До 3300 до 6600 включительно

Вышще 3300 до 6600 включительно

Допустимые значения токов утечки приведены в табл.22.4.

Таблица 4. Предельные значения токов утечки

Ступень (краткость) испытательного напряжения по отношению к U_ном

Наибольший допустимый ток утечки, мА

Снятие характеристик токов утечки допускается при минимальной величине сопротивления изоляции обмоток статора 1 МОм на 1кВ номинального напряжения электродвигателя при температуре не ниже 10°С.

Измерение токов утечки производится по схеме рис. 1.

Выпрямленное напряжение проводится к каждой фазе обмотки относительно корпуса при двух других, соединенных между собой и «землей». При наличии параллельных ветвей фаз обмотки каждая ветвь испытывается отдельно.

Рис. 1. Схема измерения токов утечки

Проводник, с помощью которого на обмотку электродвигателя подается испытательное напряжение выпрямительного тока, прокладывается и надежно закрепляется на расстоянии менее чем 0,5м от корпуса двигателя и других заземленных частей во избежании перекрытия и попадания высокого потенциала на конструкции.

Вначале, не подсоединяя одну из фаз обмотки статора, плавно увеличивают испытательное напряжение и замеряют величины токов утечки измерительной схемы для корректировки при необходимости дальнейших результатов измерений. Затем, после присоединения обмотки электродвигателя, осуществляется подъем испытательного напряжения не менее чем пятью равными ступенями в диапазоне от U_min дo U_max. На каждой ступени напряжение следует выдерживать в течение 1 мин. Ток утечки при этом измеряется через каждые 15 и 60 с.

Если в процессе испытания возникают по какой-то причине колебания или уменьшаются значения испытательного напряжения на любой ступени, испытания про водят повторно. Если же в процессе испытаний наблюдается возрастание тока утечки или его значение превышает предельное значение (см. табл. 4), испытания прекра щают, устраняют причину (загрязнение, увлажнение и др.) и после этого повторяют ис
пытания.

Характеристики тока утечки I_ут = f (U_и/U_ном) должна быть близка к линейной (рис. 2.).

Нарушение линейности (наличие крутого изгиба кривой) свидетельствует об увлажненности изоляции. Резкое расхождение величин тока по фазам (больше чем в 2-3 раза) указывает на дефекту изоляции.

После измерений токов утечки импульсную обмотку разряжают и заземляют не менее чем на 5 мин.

Измерение токов утечки обмоток статора электродвигателя, имеющего шесть выводов (начала и конца обмоток), должны производиться пофазно. При наличии трех выводов обмоток статора электродвигателя характеристику токов утечки не снимают. Обязательным условием для включения таких электродвигателей является соблюдение допустимых значений R₆₀ и К_абр при значениях R₆₀, вдвое меньших по сравнению с приведенными в табл. 1.

Сопротивление изоляции обмоток роторов электродвигателей напряжением выше 1кВ при температуре 10-20 °С должно быть не менее 0,2МОм.

Рис. 2. Примерные характеристики тока утечки.

Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления изоляции обмотки статора напряжением до 1кВ производится мегаомметром на напряжение 1000В. Величина сопротивления изоляции должна быть не менее 0,5МОм при температуре 10-30 °С.

Измерение сопротивления изоляции обмотки ротора синхронного электродвигателя и электродвигателя с фазным ротором производится мегаомметром на напряжение 500 В. Величина сопротивления изоляции должна быть не менее 0,2 МОм при температуре 10-30°С (допускается не ниже 2 кОм при +75 °С или +20°С для неявнополюсных роторов).

Измерение сопротивления изоляции встроенных температурных индикаторов производится мегаомметром на напряжение 250 В. Величина сопротивления изоляции не нормируется.

Измерение сопротивления изоляции подшипников синхронных электродвигателей напряжением выше 1кВ производится мегаомметром на напряжение 1000В. Измерение выполнятся относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах. Величина сопротивления изоляции не нормируется.

Измерение сопротивления изоляции обмоток статора электродвигателей напряжением выше 1кВ производится с помощью мегаомметра на напряжение 1000-2500 В. Мегаомметры напряжением 2500 В применяют для измерения сопротивления изоляции обмоток статоров крупных электродвигателей переменного тока с напряжением 6 кВ и выше.

Методика измерения сопротивления изоляции представлена в испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением.

После окончания измерений сохранившийся на обмотке потенциал высокого напряжения следует разрядить путем замыкания ее на корпус, предварительно соединен ным с корпусом. Продолжительность разряда для обмоток с номинальным напряжением 3 кВ и выше должны быть не менее 15 с для электродвигателей до 1000 кВт и 60 с для электродвигателей больше 1000 кВт,

Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса электродвигателя и между обмотками производят поочередно для каждой электрически независимой цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом электродвигателя.

Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением выше 1 кВ должны соответствовать требованиям, изложенным в п.22.2.2.