Методика проверки и испытаний электродвигателей переменного тока

  

Область применения

Рекомендации настоящей методики распространяются на испытания электродвигателей переменного тока всех типов и напряжений, применяемых в электроустановках Ухтинского РНУ.

Испытания электродвигателей переменного тока проводятся для оценки состояния изоляции и выявления образующихся в ней дефектов. Для изоляции обмоток электрических машин применяется большое количество разнообразных электроизоляционных материалов (бумага, лакоткань, асбест, микалента, миканит, эскапон, лаки, компауды и т.п.), выбор которых определяется условиями работы машины и характеризуется нагревостойкостью, относительной влажностью окружающей среды, регламентным числом пусков и реверсов, механической прочностью, озоностойкостью и другими критериями.

Изоляция электрических машин является наиболее существенной частью, которая определяет надёжность и срок службы машины в основном по причине старения под действием различных факторов. Основной причиной повреждения изоляции электродвигателей является совместное действие тепловых, механических и электрических воздействий, а также влияние окружающей среды (влажность, загрязнённость, высокая температура и т.д.). Тепловое старение органических составляющих изоляции (смолы, бумага, ткани) сильно снижает электрическую прочность машинной изоляции. Неорганические составляющие (слюда, стекло, асбест) не подвержены тепловому старению при обычных для электродвигателей рабочих температурах. Тепловое старение делает изоляцию уязвимой для механических воздействий. При работе машин их обмотки подвергаются воздействию электрических усилий от действия электромагнитных сил при нормальных или аварийных режимах, что приводит к их перемещению. Кроме того, обмотки подвержены воздействию сил, возникающих при тепловых расширениях неодинаковых для различных частей. Для новой изоляции все эти воздействия не представляют большой опасности, но при потере механической прочности, изоляция менее способна противостоять обычным условиям вибрации или ударов, разности тепловых расширений и сжатий меди, стали и конструктивных деталей. В силу вышесказанного, в процессе эксплуатации прочность изоляции машин снижается (Рис. 1.1). Как видно из рисунка, прочность изоляции снижается интенсивно в первые годы работы, а затем это снижение уменьшается. Через несколько лет после ввода машины в эксплуатацию прочность её изоляции снижается примерно на 30%.

Стр. - 1 - 2 - 3 -  4 - 5

Полный текст с таблицами и фото можно скачать тут >>>

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

Область применения

Рекомендации настоящей методики распространяются на испытания электродвигателей пере-

менного тока всех типов и напряжений, применяемых в электроустановках Ухтинского РНУ.

Испытания электродвигателей переменно-

го тока проводятся для оценки состояния изоля-

ции и выявления образующихся в ней дефектов.

Для изоляции обмоток электрических ма-

шин применяется большое количество разнооб-

разных электроизоляционных материалов (бу-

мага, лакоткань, асбест, микалента, миканит, эс-

капон, лаки, компауды и т.п.), выбор которых

определяется условиями работы машины и ха-

рактеризуется нагревостойкостью, относитель-

ной влажностью окружающей среды, регла-

ментным числом пусков и реверсов, механиче-

ской прочностью, озоностойкостью и другими

критериями.

Изоляция электрических машин является

наиболее существенной частью, которая опре-

деляет надёжность и срок службы машины в ос-

новном по причине старения под действием различных факторов.

Основной причиной повреждения изоляции электродвигателей является совместное действие

тепловых, механических и электрических воздействий, а также влияние окружающей среды (влаж-

ность, загрязнённость, высокая температура и т.д.). Тепловое старение органических составляющих

изоляции (смолы, бумага, ткани) сильно снижает электрическую прочность машинной изоляции.

Неорганические составляющие (слюда, стекло, асбест) не подвержены тепловому старению при

обычных для электродвигателей рабочих температурах. Тепловое старение делает изоляцию уязви-

мой для механических воздействий. При работе машин их обмотки подвергаются воздействию

электрических усилий от действия электромагнитных сил при нормальных или аварийных режи-

мах, что приводит к их перемещению. Кроме того, обмотки подвержены воздействию сил, возни-

кающих при тепловых расширениях неодинаковых для различных частей.

Для новой изоляции все эти воздействия не представляют большой опасности, но при потере

механической прочности, изоляция менее способна противостоять обычным условиям вибрации

или ударов, разности тепловых расширений и сжатий меди, стали и конструктивных деталей.

В силу вышесказанного, в процессе эксплуатации прочность изоляции машин снижается (Рис.

1.1). Как видно из рисунка, прочность изоляции снижается интенсивно в первые годы работы, а за-

тем это снижение уменьшается. Через несколько лет после ввода машины в эксплуатацию проч-

ность её изоляции снижается примерно на 30%.

Уровень прочности изоляции электродвигателей при перенапряжениях характеризуется коэф-

фициентом импульса:

Uп= Uимп/U~

где: Uимп – импульсное пробивное напряжение

U~ - амплитудное значение переменного (выдерживаемого в течение 1 минуты) напряжение

Обычно для новой изоляции среднее значение Кп= 1,22-2,0. Для состарившейся изоляции при

наличии дефектов Кп снижается до 1,0 и даже 0,5-0,8. Такое же положение имеет место для витко-

вой изоляции.

Наиболее характерными видами дефектов изоляции обмоток электрических машин являются

местные дефекты (трещины, расслоения, воздушные включения, местные перегревы, истирания и

т.п.), охватывающие незначительную часть площади изоляции.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

2

Оценка качества изоляции обмоток, концевых выводов и других элементов вращающихся

машин производится при монтаже и в процессе эксплуатации и включает в себя внешний осмотр,

проверку правильности маркировки выводов и полярности обмоток, измерение сопротивления изо-

ляции и коэффициента абсорбции, измерения тока утечки на выпрямленном напряжении, испыта-

ние повышенным напряжением промышленной частоты, измерение сопротивления обмоток посто-

янному току, измерение воздушного зазора между сталью ротора и статора, измерение зазоров в

подшипниках скольжения, проверка работы электродвигателя на холостом ходу, измерение вибра-

ции подшипников электродвигателя, измерение разбега ротора в осевом направлении, проверка ра-

боты электродвигателя под нагрузкой, проверка исправности стержней короткозамкнутых роторов,

испытание возбудителей.

Не все перечисленные выше испытания проводятся персоналом электролаборатории: так из-

мерение вибрации подшипников и измерение разбега ротора в осевом направлении, измерение

производится персоналом РММ после проведения балансировки ротора. Данные измерения и рабо-

ты по проведению балансировки производятся в плановые ремонты электродвигателя, при необхо-

димости после проведения электрических испытаний изоляции ротора и статора (для синхронных

машин), или только статора (для машин с короткозамкнутым ротором).

Работы по измерению воздушного зазора между сталью ротора и статора и измерение зазоров

в подшипниках скольжения проводятся персоналом службы механика непосредственно на НПС.

Общий вид электродвигателя переменного тока напряже-

нием 0,4кВ представлен на рисунке 1-10.

В электроустановках применяются электродвигатели

различных типов, размеров и мощности. В качестве электро-

двигателей магистральных насосных агрегатов используются

синхронные электродвигатели типа СТД, мощностью 2500кВт

и номинальным напряжением 10кВ. Остальные электродвига-

тели переменного тока работают в механизмах вспомсистем.

Основное внимание при проведении испытаний следует

уделять электродвигателям магистральных насосных агрегатов

т.к. эти электродвигатели находятся в эксплуатации более 25

лет, и, кроме того, стоимость замены вышедшего из строя

электродвигателя очень высока.

Электродвигатели вспомсистем малы по мощности в

сравнении с СТД и менее дороги, несмотря на это обстоятель-

ство, испытание следует проводить своевременно и с достаточной тщательностью.

Электрические испытания электродвигателей должны проводиться специально обученным

персоналом с учётом следующих положений:

1. профилактические испытания должны, как правило, совмещаться с текущими и капитальными

ремонтами электродвигателя.

2. перед испытаниями электродвигатель следует тщательно осмотреть, изучить заводскую доку-

ментацию на него, подготовить приборы и приспособления.

3. во время испытания должно производиться непрерывное наблюдение с безопасного расстояния

за состоянием электродвигателя.

4. заключение о пригодности электродвигателя к эксплуатации производится на основании срав-

нения данных, полученных при испытании с заводскими данными, данными предыдущих испы-

таний и требованиями НТД.

Пуск электродвигателя в работу (для измерения тока холостого хода и вибрации подшипни-

ков) осуществляется после окончания всех остальных испытаний и обработки полученных при

этом материалов.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

3

Объект испытания.

Асинхронные электродвигатели.

Конструктивно асинхронные электродвигатели переменного тока подразделяются на два ос-

новных типа: с фазным ротором и с короткозамкнутым ротором. Эти типы электродвигателей име-

ют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь формой выполнения ротора.

На рисунках 2 и 3 представлены оба типа асинхронных электродвигателей с указанием важ-

нейших конструктивных элементов. Асинхронные электродвигатели напряжением до и выше

1000В конструктивно принципиально не отличаются, всё отличие сводится к усилению изоляции с

ростом напряжения статора.

Электродвигатели напряжением выше 1000В выполняют большей мощности, чем электродви-

гатели напряжением до 1000В. Соответственно высоковольтные электродвигатели имеют большие

размеры, что вносит некоторые особенности в порядок проведения их испытания.

Рисунок 2. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и конструкция ротора.

1 - обмотка статора, 2 - станина, 3 - сердечник статора, 4 - сердечник ротора, 5 - обмотка ротора,

6 - подшипниковый щит, 7 - сердечник ротора в увеличенном виде, 8 - стержни, 9 -

короткозамкнутые кольца, 10 - лопасти вентилятора.

8

7

9

8 9

7

10

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

4

Синхронные электродвигатели:

Статор синхронного электродвигателя конструктивно выполнен аналогично статору асин-

Рисунок 4. Устройство явнополюсной синхронной машины.

1 - корпус, 2 - сердечник статора, 3 - обмотка статора, 4 - ротор, 5 - вентилятор, 6 -

выводы обмотки статора, 7 - контактные кольца, 8 - щётки, 9 - возбудитель.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

5

хронного электродвигателя. Ротор синхронного электродвигателя кардинально отличается по кон-

струкции от ротора асинхронного электродвигателя с его замкнутой беличьей клеткой (электродви-

гатель с короткозамкнутым ротором). Обмотка ротора, которая питается от источника постоянного

тока, называют обмоткой возбуждения. Вращающуюся обмотку ротора соединяют с внешним ис-

точником тока (возбудителем) посредством контактных колец и щёток, в этом синхронный элек-

тродвигатель схож с асинхронным электродвигателем с фазным ротором. Кроме ротора с контакт-

ными кольцами синхронные электродвигатели могут снабжаться безщёточными возбудительными

устройствами (БВУ). Внешний вид синхронного электродвигателя с БВУ представлен на рисунке

4.1. Принцип работы электродвигателя от конструкции возбудительного устройства не меняется.

БВУ представляет собой небольшой по мощности генератор, который служит для питания ро-

тора электродвигателя постоянным током – током возбуждения. Таким образом, выработанная ге-

нератором БВУ электроэнергия используется только для возбуждения синхронного электродвига-

теля.

Синхронный электродвигатель является обращаемой машиной и может работать и как элек-

тродвигатель и как генератор. В режиме генератора генерируемое напряжение снимается с обмотки

статора машины, при этом обмотка возбуждения выполняет одну и туже функцию (как для двига-

теля, так и для генератора). Частота вращения ротора синхронного электродвигателя жестко привя-

зана к частоте питающей сети, что является важнейшим эксплуатационным свойством данного ти-

па машин.

Определяемые характеристики.

Проверка правильности маркировки выводов и полярности обмотокэлектродвигателя произ-

водится для определения возможных заводских ошибок в соединении обмоток в звезду или в тре-

угольник, а также для сверки маркировки обмоток с паспортными данными (при наличии указаний

Рисунок 4.1 Синхронный электродвигатель с БВУ (безщёточным возбудительным устройством)

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

6

в паспорте электродвигателя).

Соединение обмоток электродвигателя должно соответствовать схеме соединения – не долж-

но быть встречного включения обмоток (что может привести к повреждению электродвигателя при

включениив сеть). Маркировка выводов обмоток может быть любой: ранее в большинстве элек-

тродвигателей использовалась маркировка С1-С4 и С2-С5 и С3-С6, но в настоящее время с внедре-

нием большого числа электродвигателей иностранного производства маркировка выводов может

быть различной.

Сопротивление изоляции Rиз является основным показателем состояния изоляции статора и

ротора электродвигателя.

Одновременно с измерением сопротивления изоляции обмотки статора определяют коэффи-

циент абсорбции. Измерение сопротивления изоляции ротора проводится у синхронных электро-

двигателей и электродвигателей с фазным ротором на напряжение 3кВ и выше или мощностью бо-

лее 1МВт. Сопротивление изоляции ротора должно быть не ниже 0,2МОм.

Коэффициент абсорбции в эксплуатации обязательноопределять только для электродвигате-

лей напряжением выше 3кВ или мощностью более 1МВт.

Значение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции указаны в таблице 1.

Таблица 1. Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции для

обмоток статора электродвигателей.

Критерии оценки состояния изоляции Мощность, номинальное на- обмотки статора

пряжение электродвигателя,

вид изоляции

Значение сопротивления

изоляции (МОм)

Значение коэффициента аб-

сорбции

Мощность 5МВт и ниже, напря-

жение выше 1кВ, термореактив-

ная изоляция

Не ниже 10МОм на кило-

вольт номинального линей-

ного напряжения

Не менее 1,3

Двигатели с микалентной ком- Т(оС) 3кВ 6кВ 10кВ

паудированной изоляцией, на-

пряжением 1кВ, мощность от 1

до 5МВт включительно, а также

двигатели меньшей мощности

наружной установки с такой же

изоляцией напряжением свыше

1кВ

10

20

30

40

50

60

75

30

20

15

10

753

60

40

30

20

15

10

6

100

70

50

35

25

17

10

Не менее 1,2

Напряжением ниже 1кВ, все ви-

ды изоляции Не ниже 1МОм -

Измерение сопротивления обмоток постоянному токупроизводится у электродвигателей для

сравнения различных фаз обмоток между собой, с заводскими данными (указаны в паспорте элек-

тродвигателя), или с данными предыдущих испытаний, а обмотки возбуждения синхронных элек-

тродвигателей– для сравнения с данными предыдущих испытаний, или заводскими данными. По-

лученные данные не должны отличаться друг от друга (одна фаза или группа обмоток от другой

фазы или группы) и от исходных данных больше чем на 2%.

Измеренные значения должны быть приведены к температуре заводских измерений.

Для реостатов и пусковых резисторов, установленных на электродвигателях напряжением 3кВ

и выше, сопротивление измеряется на всех ответвлениях. Для электродвигателей ниже 3кВ измеря-

ется общее сопротивление реостатов и пусковых резисторов и проверяется целостность отпаек.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току небольших по мощности электродвига-

телей номинальным напряжением 0,4кВ проводится для оценки общего состояния электродвигате-

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

7

ля. В электродвигателях данного типа расхождение по сопротивлению может быть выше 2%. Мак-

симальное различие в сопротивлении не должно превышать 4%. Это не относится к электродвига-

телям с номинальным напряжением 0,4кВ и мощностью от 30кВт и выше.

Испытание повышенным напряжением промышленной частотыпроизводится в течение1

минуты. Значения испытательного напряжения приведено в таблице 2.

Измерение воздушного зазора между сталью ротора и статорадолжно производиться, если

позволяет конструкция электродвигателя. При этом у электродвигателей мощностью 100кВт и бо-

лее, у всех электродвигателей ответственных механизмов, а также у электродвигателей с выносны-

ми подшипниками и подшипниками скольжения величины воздушных зазоров в местах, располо-

женных по окружности ротора и сдвинутых друг относительно друга на угол 900, или в местах,

специально предусмотренных при изготовлении электродвигателя, не должны отличаться больше

чем на 10% от среднего значения.

Измерение _________Xф8____зазоров в подшипниках скольжения. Увеличение зазоров в подшипниках скольже-

ния более значений, приведённых в таблице 3, указывает на необходимость перезаливки вкладыша.

Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом

производится у электродвигателей напряжением 3кВ и выше. Значение тока ХХ для вновь вводи-

мых электродвигателей не нормируется.

Значение тока ХХ после капитального ремонта электродвигателя не должно отличаться

больше чем на 10% от значения тока, измеренного перед его ремонтом, при одинаковом напряже-

нии на выводах статора.

У синхронных электродвигателей необходимо учитывать ток возбуждения в момент проведе-

ния опыта холостого хода – ток возбуждения должен быть таким же, как и при предыдущих испы-

таниях. При проведении испытания необходимо периодически прослушивать работу электродвигате-

ля на предмет появления посторонних шумов, увеличения вибрации и т.п.

Продолжительность проверки электродвигателей должна быть не менее 1 часа.

Если проверка производится у электродвигателей малой мощности, то обычно ток ХХ не пре-

вышает 30% номинала. Чаще всего для маломощных электродвигателей низкого напряжения про-

верка работы на холостом ходу не проводится.

Измерение вибрации подшипников электродвигателяпроизводится у электродвигателей на-

пряжением 3кВ и выше, а также у электродвигателей ответственных механизмов.

При отсутствии заводских данных вибрация не должна превышать следующих значений: 30

при частоте вращения 3000, 60 при 1500, 80 при 1000 и 95 при 750 оборотах/минуту.

Проверка работы электродвигателя под нагрузкойпроизводится при неизменной мощности,

потребляемой электродвигателем из сети, величиной не менее чем при 50% номинальной мощно-

сти электродвигателя. Проверяется тепловое и вибрационное состояние электродвигателя, прослу-

шивается работа (отсутствие посторонних шумов).

Проверка исправности стержней короткозамкнутыхроторов производится у асинхронных

электродвигателей при капитальных ремонтах осмотром вынутого ротора или специальными испы-

таниями, а в эксплуатации – по пульсациям рабочего или пускового тока статора.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

8

Таблица 2. Значения испытательного напряжения промышленной частоты для обмоток

электродвигателей переменного тока.

Испытуемый эле-

мент

Вид ис-

пыта-

ния

Мощность

электродвига-

теля, (кВт)

Номинальное на-

пряжение электро-

двигателя (кВ)

Испытательное

напряжение (кВ)

П

Менее 1,0

От 1,0 до 1000

От 1000

От 1000

От 1000

От 1000

Ниже 0,1

Ниже 0,1

Выше 0,1

До 3,3

Свыше 3,3 до 6,6

Свыше 6,6

0,8(2Uном+0,5)

0,8(2Uном+1)

0,8(2Uном+1)(>1,2)

0,8(2Uном+1)

0,8*2,5 Uном

0,8(2Uном+3)

40 и более, а

также ответст-

венные меха-

низмы*

0,4 и ниже

0,5

0,66

2,0

3,0

6,0

10,0

1,0

1,5

1,7

4,0

5,0

10,0

16,0

Обмотка статора***

К

Менее 40 0,66 и ниже 1,0

П - -

8 – ми кратное Uном

системы возбужде-

ния, но не менее 1,2

и не более 2,8

Обмотка ротора син-

хронных электродви-

гателей, предназна-

ченных для непо-

средственного пуска,

с обмоткой возбуж-

дения, замкнутой на

резистор или источ-

ник питания***

К - - 1,0

Обмотка ротора

электродвигателя с

фазным ротором ***

П,К - - 1,5Uр**, но не менее

1,0

Реостаты и пускоре-

гулировочные рези-

сторы

П,К - - 1,5Uр**, но не менее

1,0

Резистор цепи гаше-

ния поля синхронных

двигателей

П,К - - 2,0

* - испытание необходимо производить при капитальном ремонте (без смены обмоток) тотчас после останова

электродвигателя до его очистки от загрязнения.

** Uр напряжение на кольцах при разомкнутом неподвижном роторе и полном напряжении на статоре.

*** с разрешения технического руководителя предприятия испытание двигателей напряжением до 1000В при

вводе в эксплуатацию может не производиться.

Испытание возбудителейпроизводится у синхронных электродвигателей.

Испытание устройств системы возбуждения синхронных электродвигателей производится в

объёме устройств, которые входят в состав системы возбуждения и включают в себя измерение со-

противления изоляции, испытание повышенным напряжением, измерение сопротивления постоян-

ному току, проверка диодов и тиристоров.

Проверку диодов и тиристоров необходимо выполнять после отсоединения их от схемы БВУ

по крайней мере с одной стороны полупроводникового элемента.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

9

Проверка станции возбуждения производится в объёме, определяемом соответствующими ин-

струкциями производителя.

Условия испытаний и измерений

Испытание электрических двигателей производят при температуре окружающей среды не

ниже +100С, с контролем температуры статора машины. При проведении испытаний следует пом-

нить, что температура обмоток электродвигателя может быть выше температуры окружающей сре-

ды, поэтому контроль температуры обмоток осуществляют непосредственно внутри корпуса элек-

трической машины. Для этого можно использовать датчики температуры КИП, которые выводят

температуру обмотки на МДП (местный диспетчерский пункт) оператора.

Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испыта-

ний обмоток ротора и статора, т.к. конденсат на обмотках может привести к пробою изоляции и,

соответственно, к выходу из строя. Оценку увлажнения обмоток электродвигателя проводят при

измерении коэффициента абсорбции.

Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но

фиксируется для занесения данных в протокол.

При подготовке рабочего места необходимо проверить возможность рассоединения обмоток

электродвигателя для проведения полноценных испытаний изоляции обмоток относительно корпу-

са и между собой.

Средства измерений.

Измерение сопротивления изоляции производят мегаомметрамина соответствующее напря-

жение: для обмотки статора используют мегаомметры на 500В при номинальном напряжении ма-

шины до 0,5кВ включительно, мегаомметры с рабочим напряжением 1000В используют для элек-

тродвигателей с рабочим напряжением свыше 0,5 до 1кВ включительно, а мегаомметры на напря-

жение 2500В – для электродвигателей выше 1кВ. Для упрощения следует использовать мегаоммет-

ры на напряжение 1000В для всех электродвигателей с номинальным напряжением обмоток

380/220В и 660/380В, иными словами используем мегаомметр на 1000В для всех промышленных

низковольтных электродвигателей.

Измерение сопротивления изоляции ротора производится мегаомметром на напряжение

1000В (допускается использовать мегаомметр на напряжение 500В).

Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится мостами постоянного то-

ка (например Р 333), которые позволяют произвести замеры с точностью до 0,001 Ом для электро-

двигателей мощностью свыше 100кВт. При отсутствии данных приборов возможно использовать

метод амперметра – вольтметра с источником постоянного тока, который может обеспечить доста-

точный ток для проведения данных испытаний. При проведении опыта методом амперметра-

вольтметра необходимо иметь источник ток достаточной мощности (ёмкости), для обеспечения

стабильности производимых замеров.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производят с помощью раз-

личных установок, которые состоят из следующих элементов: испытательного трансформатора, ре-

гулирующего устройства, контрольно-измерительной и защитной аппаратуры. К таким аппаратам

можно отнести установку АИИ – 70, АИД – 70, а также различные высоковольтные испытательные

трансформаторы, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежащим уровнем подго-

товлены для проведения испытаний.

Измерение воздушного зазора и зазоров в подшипниках производят с применением специаль-

но предназначенных для этой цели щупов.

Измерения при проверке электродвигателей на холостом ходу и под нагрузкой производят с

применением амперметров и вольтметров, которые при необходимости можно подключить через

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

10

трансформаторы тока и напряжения соответственно. Кроме того можно использовать высоковольт-

ные токоизмерительные клещи для непосредственного измерения тока статора у высоковольтных

электродвигателей СТД.

Все приборы должны быть поверены, а испытательные установки аттестованы в соответст-

вующих государственных органах (ЦСМ).

Порядок проведения испытаний и измерений.

Определение полярности выводов обмотки.

Для первоначальной проверки исправности электродвигателя проводят определение полярно-

сти соединённых частей обмотки и правильности маркировки их выводов. Данное испытание вы-

полняется с использованием обычной батарейки и гальванометра.

В большинстве случает, обмотки электродвигателей соединяются в борно в соответствии с

рисунком 5.

В некоторых машинах соединение в звезду не выво-

дится в борно – оно выполнено внутри корпуса, а в борно

выведены только три вывода С1-С2-С3, или четыре С1-С2-

С3-0. Для таких электродвигателей полярность обмоток не

проверяется.

Электродвигатели СТД имеют два борно – в основном

выведены начала обмоток С1-С2-С3, а в другом – концы

С4-С5-С6. Соединение в звезду в этих электродвигателях производится во втором борно (с концами

обмоток). Для электродвигателей СТД полярность обмоток проверяется только в случае смены об-

моток (после капитального ремонта).

Определение полярности обмоток производят по схеме на рисунке 6.

При определении полярности соединения обмоток

выключатель, который подключает источник питания к

обмотке электродвигателя, следует замыкать резко и при

этом смотреть за стрелкой гальванометра. Отклонение

стрелки вправо означает, что гальванометр и батарейка

подключены аналогично друг другу. Иными словами ес-

ли к началу обмотки С1 подключен «+» батареи, то ана-

логичный полюс гальванометра подключен к началу дру-

гой части обмотки (например С3). Если перед началом

проведения данных испытаний звезда разобрана, то на

результатах это не скажется, т.к. магнитный поток пере-

даётся через статор электродвигателя.

Следует помнить, что на разомкнутой обмотке

электродвигателя наводится ЭДС самоиндукции, величина которой может быть довольно значи-

тельной.

Кроме того, следует внимательно следить за стрелкой гальванометра, т.к. при размыкании вы-

ключателя она будет откланяться в противоположную сторону от первоначальных показаний.

У электродвигателей СТД рекомендуется сразу произвести рассоединение звезды в борно –

это необходимо и для проведения дальнейших испытаний и измерений. Вообще в любом случае,

если есть возможность необходимо производить рассоединение схемы, и производить все

испытания с уже независимыми фазными обмотками.

Измерение сопротивления изоляции.

Схема измерения сопротивления изоляции электродвигателя показана на рисунке 7.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

11

Перед проведением измерения необходимо открыть вводное устройство электродвигателя

(борно), протереть изоляторы от пыли и загрязнения

и подключить мегаомметр согласно схемы, приве-

дённой на рисунке.

На рисунке 7 А показана схема подключения

мегаомметра к испытуемому электродвигателю, у ко-

торого обмотки соединены в звезду или треугольник

внутри корпуса и произвести рассоединение в борно

невозможно. В этом случае мегаомметр подключает-

ся к любому зажиму статора электродвигателя и со-

противление изоляции измеряется у всей обмотки

сразу относительно корпуса.

На рисунке 7 Б измерение сопротивление изо-

ляции производится у электродвигателя по каждой из

частей обмотки отдельно, при этом другие части обмотки (которые в данный момент не обрабаты-

ваются) закорачиваются и соединяются на землю.

При измерении сопротивления изоляции отсчёт показаний мегаомметра производят каждые

15 секунд и результатом считается сопротивление,

отсчитанное через 60 секунд после начала изме-

рения, а отношение показаний R60/R15 считается

коэффициентом абсорбции.

Для электродвигателей с номинальным на-

пряжением 0,4кВ (электродвигатели до 1000В)

одноминутное измерение изоляции мегаомметром

на 2500В приравнивается к высоковольтному ис-

пытанию.

У синхронных электродвигателей при изме-

рении сопротивления изоляции обмоток статора

(обмотки статора) необходимо закоротить и за-

землить обмотку ротора. Это необходимо сделать

для исключения возможности повреждения изо-

ляции ротора.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

Измерение проводится либо с помощью моста постоянного тока, либо с помощью амперметра

и вольтметра, ориентируясь в дальнейшем на падение напряжения на обмотке.

Величина тока, при измерении методом падения напряжения, не должна превышать 1/5 номи-

нального тока обмотки электродвигателя. При измерениях этим методом выбирают схему в соот-

ветствии с величиной измеряемого сопротивления (рисунок 8).

Схему на рисунке 8а выбирают для измерения малых сопротивлений (мощные электродвига-

тели), при этом, как видно из рисунка, вольтметр подключается после амперметра (т.е. без учёта

сопротивления амперметра. Схему рисунка 8б используют для измерения больших сопротивлений

(маломощные электродвигатели).

При измерении сопротивления мостом постоянного тока (напримерР333) зажимы моста под-

ключают к зажимам электродвигателя и в дальнейшем производят измерения в соответствии с ин-

струкцией на мост. При этом, если измерение производится без разборки схемы звезды (треуголь-

ника), следует учитывать, что измеряется не одна часть обмотки, а например две последовательно

(при соединении двигателя в звезду) или одна часть обмотки с параллельно подключенными к ней

другими двумя частями (при соединении в треугольник).

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

12

Повторяюсь: необходимо производить разборку схемы, так как в паспортах электродвигате-

лей (особенно мощных, таких как СТД) сопротивление постоянному току чаще всего указано для

отдельной фазы обмотки (например: С1-С4, С2-С5 и С3-С6).

Для измерения сопротивления постоянному току обмотки ротора необходимо освободить об-

мотку от посторонних элементов (резисторы у асинхронного электродвигателя с фазным ротором,

или диоды и тиристоры системы возбуждения синхронного электродвигателя). Измерение сопро-

тивления производится аналогично измерению сопротивления обмоток статора (рисунок 8). У

асинхронников с фазным ротором измерение производится пофазно для проведения дальнейшего

сравнения на пригодность к эксплуатации, у синхронников производится одно измерения для даль-

нейшего сравнения с заводскими данными, или данными предыдущих испытаний.

У маломощных электродвигателей, которые применяются в неответственных механизмах,

станках и т.п. можно производить измерение сопротивления обмоток статора с помощью простей-

ших мультиметров (цифровых, стрелочных). При измерении необходимо обеспечить надёжный

контакт с зажимом (зажимами) измеряемой обмотки. Сравнение на разность сопротивления произ-

водится на основании показаний мультиметра. В большинстве случаев точности простейших муль-

тиметров вполне достаточно для оценки пригодности электродвигателя к эксплуатации.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

Перед проведением испытания повышенным напряжением промышленной частоты необхо-

димо собрать испытательную схему, представленную на рисунке 9 (один из вариантов). При прове-

дении испытаний по схеме рисунка 9(б), необходимо строго следить за тем, чтобы свободные об-

мотки (на которые не подаётся повышенное напряжение) были закорочены и соединены с землёй.

Схема на рисунке 9(б) предпочтительна для всех электродвигателей.

Испытания необходимо производить с соблюдением мер безопасность (смотри раздел мето-

дики «Меры безопасности»).

При проведении испытания по схеме рисунка 9(б) напряжение промышленной частоты при-

кладывается поочерёдно к каждой части обмотки. Данное мероприятие (рассоединение звезды) не-

обходимо в первую очередь для мощных электродвигателей, т.к. при проведении испытаний пол-

ной обмотки ёмкость изоляции обуславливает появление большого тока утечки. Кроме того, рассо-

единение обмотки с последующим поочерёдным испытанием позволяет провести испытание ме-

жобмоточной изоляции в том месте, где части обмотки взаимно пересекаются не приближаясь, при

этом, к корпусу.

В рассечку соединения высоковольтной обмотки испытательного трансформатора с землёй

включается миллиамперметр (желательно с блокирующей кнопкой для его защиты) для измерения

токов утечки, значение которых не нормируется, но является дополнительным критерием оценки

результатов испытаний.

Миллиамперметр включается одним выводом на землю (корпус), а другим – к выводу высо-

ковольтного трансформатора, который должен быть соединён с землёй.

У синхронных электродвигателей и асинхронных машин с фазным ротором при проведении

испытаний обмоток статора повышенным напряжением необходимо закорачивать и заземлять об-

мотку ротора для предотвращения возможного пробоя.

Контроль токов утечек при проведении высоковольтных испытаний электродвигателей не

обязателен.

Проверка работы электродвигателя на холостом ходу.

Проверка производится после проведения всех предыдущих испытаний и измерений.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

13

Испытание заключается в измерении тока холостого тока электродвигателя и контроля его

работы в течение 40-30 минут при номинальном напряжении сети.

При проведении испытания синхронного электродвигателя следует обратить внимание на ток

возбуждения – с помощью регулятора станции управления необходимо добиться минимального то-

ка статора (близкого к единице косинуса).

Испытание возбудителей.

Испытание производится у синхронных электродвигателей.

На электродвигателях, оборудованных безщёточными система возбуждения типа БВУ, прово-

дится проверка полупроводниковых элементов (диодов, тиристоров), измеряется сопротивление

обмотки возбуждения и обмоток генератора.

Для проведения проверки полупроводниковых элементов необходимо разобрать схему - отсо-

единить хотя бы один из электродов каждого полупроводникового элемента. Точки отсоединения

показаны на рисунке 10.

После рассоединения схемы диоды и тиристоры БВУ проверяются с помощью мегаомметра.

Диоды проверяются с подключением плюсового вывода мегаомметра сначала к аноду, а затем к ка-

тоду, при этом замеряется сопротивление по обычной схеме. При прямом подключении мегаом-

метра (плюсовой вывод – к аноду) сопротивление элемента будет нулевым, при обратном подклю-

чении оно должно быть не менее 10Мом (при условии, что диод исправен). Для проверки тиристо-

ров производят аналогичные измерения, но при этом сопротивление должно быть не менее 10Мом

в обе стороны – и при прямом и при обратном подключении мегаомметра.

Рисунок 9. Схема высоковольтных испытаний электродвигателей.

кВ

ЛАТР

~220В

Высоковольтный

трансформатор

электродвигатель

кВ

ЛАТР

~220В

Высоковольтный

трансформатор

электродвигатель

А)

Б)

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

14

Кроме измерения сопротивления тиристора с помощью мегаомметра необходимо определить

его работоспособность с помощью мультиметра или обычного тестора (можно использовать про-

звонку). Для этого подключают мультиметр к аноду и катоду тиристора, при этом мультиметр дол-

жен показать большое сопротивление, затем управляющий электрод присоединяют к катоду (на

управляющий электрод подают напряжение смещения), при этом тиристор должен открыться и

мультиметр покажет нулевое значение сопротивления.

Проверка полупроводниковых элементов производится как с внешней стороны БВУ, так и с

внутренней.

Измерение обмотки БВУ постоянному току производят также после рассоединения схему с

помощью моста постоянного тока. Примет показан на рисунке 10.

Обработка данных, полученных при испытаниях.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

дату измерений и испытаний

температуру, влажность и давление

температуру обмоток электродвигателя

наименование, тип, заводской номер электродвигателя

номинальные данные объекта испытаний

результаты испытаний

Отсоединить

Мегаомметр

Рисунок 10. Проверка полупроводниковых элементов БВУ с помощью мегаомметра и

измерение сопротивления обмоток БВУ постоянному току.

Мостпостоянноготока

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

15

результаты внешнего осмотра

используемую схему

Данные, полученные при измерении сопротивления изоляции обмоток и сопротивлении об-

моток постоянному току, следует сравнивать с заводскими данными на данный электродвигатель, с

учётом температуры (если такие данные существуют). Кроме того, данные по сопротивлению фаз

не должны отличаться друг от друга не более чем на 2%. Если нет заводских данных, то сравнение

ведут с данными предыдущих испытаний.

Высоковольтные испытания проводятся для проверки прочности изоляции, сравнение по ре-

зультатам высоковольтных испытаний не ведётся.

Для сравнения необходимо привести данные измерений к температуре заводских испытаний

(или к температуре предыдущих измерений). Для приведения используются следующие выраже-

ния:

Х = Х1(t2+235)/(t1+235)

где: Х - значение параметра;

Х1 – значение измеренного параметра при температуре t2;

t1 – температура заводских (предыдущих) испытаний оС;

t2 – температура при испытании (оС) при которой было получено значение Х1.

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД и на основании сравнения выдаёт-

ся заключение о пригодности электродвигателя к эксплуатации.

Меры безопасности при проведении испытанийи охрана окружающей среды.

Перед началом работ необходимо:

 Получить наряд (разрешение) на производство работ

 Подготовить рабочее место в соответствии с характером работы: убедиться в достаточности

принятых мер безопасности со стороны допускающего, (при работах по наряду) либо принять

все меры безопасности самостоятельно (при работах по распоряжению).

 Подготовить необходимый инструмент и приборы.

 При выполнении работ действовать в соответствии с программами (методиками)по испытанию

электрооборудования типовыми или на конкретное присоединение. При проведении высоко-

вольтных испытаний на стационарной установке действовать в соответствии с инструкцией.

При окончании работ:

 При окончании работ на электрооборудовании убрать рабочее место восстановив нарушенные в

процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).

 Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному персоналу).

 Сделать запись в кабельный журнал о проведённых испытаниях (при испытании кабеля), либо

сделать запись в черновик для последующей работы с полученными данными.

 Оформить протокол на проведённые работы

Проводить измерения с помощью мегаомметра разрешается выполнять обученным работни-

кам из числа электротехнической лаборатории. В электроустановках напряжением выше 1000В из-

мерения проводятся по наряду, в электроустановках напряжением до 1000В – по распоряжению.

В тех случаях, когда измерения мегаомметром входят в содержание работ, оговаривать эти

измерения в наряде или распоряжении не требуется.

Измерять сопротивление изоляции мегаомметром может работник, имеющий группу III.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

16

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром должно осуществляться на отключенных

токоведущих частях, с которых снят заряд путём предварительного их заземления. Заземление с

токоведущих частей следует снимать только после подключения мегаомметра.

При измерении мегаомметром сопротивления изоляции токоведущих частей соединительные

провода следует присоединять к ним с помощью изолирующих держателей (штанг). В электроуста-

новках напряжением выше 1000В, кроме того, следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

При работе с мегаомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединён,

не разрешается. После окончания работы следует снять с токоведущих частей остаточный заряд

путём их кратковременного заземления.

Проведение работ с подачей повышенного напряжения от постороннего источника при испы-

тании.К проведению испытаний электрооборудования допускается персонал, прошедший специаль-

ную подготовку и проверку знаний и требований, содержащихся в разделе 5.1 Правил Безопасно-

сти, комиссией, в состав которой включаются специалисты по испытаниям электрооборудования с

соответствующей группой.

Испытания электрооборудования, в том числе и вне электроустановок, проводимые с исполь-

зованием передвижной испытательной установки, должны выполняться по наряду.

Проведение испытаний в процессе работ по монтажу или ремонту оборудования должно ого-

вариваться в строке «Поручается» наряда.

Испытания электрооборудования проводит бригада, в составе которой производитель работ

должен иметь группу 1У, член бригады – группу III, а член бригады, которому поручается охрана, -

группу II.

Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные дета-

ли, масло и т.п.) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведу-

щие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, до-

пускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуата-

ции с использованием типовых методик испытаний.

Рабочее место оператора испытательной установки должно быть отделено от той части уста-

новки, которая имеет напряжение выше 1000В. Дверь, ведущая в часть установки, имеющую на-

пряжение выше 1000В, должна быть снабжена блокировкой, обеспечивающей снятие напряжения с

испытательной схемы в случае открытия двери и невозможность подачи напряжения при открытых

дверях. На рабочем месте оператора должна быть предусмотрена раздельная световая, извещающая

о включении напряжения до и выше 1000В, и звуковая сигнализация, извещающая о подаче испы-

тательного напряжения. При подаче испытательного напряжения оператор должен стоять на изоли-

рующем ковре.

Передвижные испытательные установки должны быть оснащены наружной световой и звуко-

вой сигнализацией, автоматически включающейся при наличии напряжения на выводе испытатель-

ной установки.

Допуск по нарядам, выданным на проведение испытаний и подготовительных работ к ним,

должен быть выполнен только после удаления с рабочих мест других бригад, работающих на под-

лежащем испытанию оборудовании, и сдачи ими нарядов допускающему. В электроустановках, не

имеющих местного дежурного персонала, производителю работ разрешается после удаления бри-

гады оставить наряд у себя, оформив перерыв в работе.

При необходимости следует выставлять охрану, состоящую из членов бригады, имеющих

группу Ш, для предотвращения приближения посторонних людей к испытательной установке, со-

единительным проводам и испытательному оборудованию. Члены бригады, несущие охрану, долж-

ны находиться вне ограждения и считать испытываемое оборудование находящимся под напряже-

нием. Покинуть пост эти работники могут только с разрешения производителя работ.

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

17

При размещении испытательной установки и испытуемого оборудования в различных поме-

щениях или на разных участках РУ разрешается нахождение членов бригады, имеющих группу 111,

ведущих наблюдение за состоянием изоляции, отдельно от производителя работ. Эти члены брига-

ды должны находится вне ограждений и получить перед началом испытаний необходимый инст-

руктаж от производителя работ.

Снимать заземление, установленное при подготовке рабочего места и препятствующие прове-

дению испытаний, а затем устанавливать их вновь разрешается только по указанию производителя

работ, руководящего испытаниями, после заземления вывода высокого напряжения испытательной

установки.

Разрешение на временное снятие заземлений должно быть указано в стоке «Отдельные указа-

ния» наряда.

При сборке испытательной схемы прежде всего должно быть выполнено защитное и рабочее

заземление испытательной установки. Корпус передвижной испытательной установки должен быть

заземлён отдельным заземляющим проводником из гибкого медного провода сечением не менее 10

мм2. Перед испытанием следует проверить надёжность заземления корпуса.

Перед присоединением испытательной установки к сети напряжением 380/220В вывод высо-

кого напряжения её должен быть заземлён.

Сечение медного провода, применяемого в испытательных схемах заземления, должно быть

не менее 4 мм2.

Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В должно выполняться

через коммутационный аппарат с видимым разрывом или через штепсельную вилку, расположен-

ную на месте управления установкой.

Коммутационный аппарат должен быть оборудован устройством, препятствующим самопро-

извольному включению, или между подвижным и неподвижным контактами аппарата должна быть

установлена изолирующая накладка.

Провод или кабель, используемый для питания испытательной установки от сети напряжени-

ем 380/220В, должен быть защищен установленными в этой сети предохранителями или автомати-

ческими выключателями. Подключать к сети передвижную испытательную установку должны

представители организации, эксплуатирующие эти сети.

Соединительный провод между испытательной установкой и испытуемым оборудованием

сначала должен быть присоединён к её заземлённому выводу высокого напряжения.

Этот провод следует закреплять так, чтобы избежать приближения (подхлёстывания) к нахо-

дящимся под напряжением токоведущим частям на расстояние, менее указанного в таблице 1.

Присоединять соединительный провод к фазе, полюсу испытуемого оборудования или к жиле

кабеля и отсоединять его разрешается по указанию руководителя испытаний и только после их за-

земления, которое должно быть выполнено включением заземляющих ножей или установкой пере-

носных заземлений.

Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ должен:

 Проверить правильность сборки схемы и надёжность рабочих и защитных заземлений;

 Проверить, все ли члены бригады и работники, назначенные для охраны, находятся на указан-

ных им местах, удалены ли посторонние люди и можно ли подавать испытательное напряжение

на оборудование;

 Предупредить бригаду о подаче напряжения словами «Подаю напряжение» и, убедившись, что

предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной

установки и подать на нее напряжение 380/220В.

С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая ис-

пытываемое оборудование и соединительные провода, должна считаться находящейся под напря-

Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru

18

жением и проводить какие – либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом обо-

рудовании не допускается.

Не допускается с момента подачи напряжения на вывод установки находиться на испытывае-

мом оборудовании, а также прикасаться к корпусу испытательной установки, стоя на земле, вхо-

дить и выходить из передвижной лаборатории, прикасаться к кузову передвижной лаборатории.

После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной

установки до нуля, отключить её от сети напряжением 380/220В, заземлить вывод установки и со-

общить об этом бригаде словами «Напряжение снято». Только после этого допускается пересоеди-

нять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной уста-

новки и снимать ограждения.

Начальник электролаборатории Ухтинского РНУ С.П. Захаров__