Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя мегаомметром

При испытаниях электродвигателя после ремонта или хранения на складе одним из важных параметров является сопротивление изоляции.

Измерение сопротивление изоляции электродвигателя

Проверку изоляции производят разными способами.

Испытание изоляции мегомметром

Измерение сопротивления производится механическим или электронным мегомметром.

Важно! Проверка изоляции двигателей до 380В выполняется прибором напряжением 500 вольт, а от 0,4 до 1 кВ аппаратом 1000В.

Перед проверкой сопротивления изоляции производится осмотр электромашины на отсутствие повреждений корпуса. Мокрый электродвигатель перед испытанием необходимо просушить. Все обмотки желательно отключить друг от друга для проверки изоляции между ними.

Порядок измерения сопротивления изоляции:

1. подключить вывода или установить переключатель в положение "мегаомы";
2. проверить мегомметр замыканием концов между собой и проведением кратковременного измерения;
3. результат должен быть около "0";
4. присоединить один из проводов к испытуемой катушке, а другой к очищенному от краски месту корпуса или другой обмотке;
5. в течении 15-60 секунд вращать ручку прибора с частотой 120 оборотов в минуту;
6. не прекращая вращения рукоятки проверить показания прибора.

Обмотка и корпус или две обмотки с изоляцией между ними представляют собой конденсатор. При измерении этот конденсатор заряжается до напряжения мегомметра – 500 или 1000 вольт. Поэтому клеммы электромашины и вывода прибора после проверки необходимо закоротить между собой.

Проверка межвитковой изоляции обмоток

Этот вид испытаний проводится для проверки изоляции между витками катушек асинхронных электромашин.

Для этого после разгона двигатель с короткозамкнутым ротором, вращающийся на холостом ходу, подключается на повышенное напряжение. Это напряжение на 30% выше номинального, а время работы в таких условиях – 3 минуты. Включение машины производится через амперметры, установленные на каждой фазе. После испытаний напряжение уменьшается до номинального и аппарат выключается.

Важно! Повышение и понижение напряжения производится плавно, при помощи регулируемого автотрансформатора или электронного блока питания.

При появлении шума, стуков, дыма или "плавающих" показаний амперметров, электродвигатель отключается и отправляется на ремонт.

Испытания электромашины с фазным ротором проводятся в заторможенном состоянии при отключенном роторе.

Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока

Такая проверка проводится при помощи трансформатора, имеющего плавную регулировку напряжения со стороны вторичной обмотки. В схеме испытательного прибора также предусматривается автоматический выключатель с величиной уставки максимальной защиты, достаточной для отключения установки в аварийных ситуациях. Вторичная обмотка подключается к обмоткам электромашины и корпусу.

Продолжительность испытаний составляет 1 минута при проверке изоляции между обмотками и корпусом и 5 минут при испытании изоляции между обмотками. Для проведения межобмоточной проверки напряжение подаётся на одну из обмоток, а остальные присоединяются к корпусу.

Напряжение поднимается и опускается плавно, в течение 10 секунд со значения 50%Uном до 200%Uном.

Нормы сопротивления изоляции электрических машин

В ПУЭ (правилах устройства электроустановок) регламентируется сопротивление изоляции электродвигателей в зависимости от конструкции и мощности аппарата.

Допустимое сопротивление при испытании изоляции асинхронных электромашин

При измерении изоляции асинхронных двигателей соединение обмоток статора "звезда" или "треугольник" необходимо разобрать и проверить каждую из катушек относительно корпуса и между собой. Испытания проводятся при температуре машины 10-30°С.

Сопротивление изоляции должно быть:

• в статоре не менее 0,5мОм;
• в фазном роторе не менее 0,2мОм;
• минимальное сопротивление изоляции термодатчиков не нормируется.

Для того чтобы не использовать справочник, обычно допустимое сопротивление считается 1мОм. Меньшие значения говорят о незначительных нарушениях, которые со временем приведут к выходу электромашины из строя.

Важно! Для того чтобы избежать такой ситуации аппарат целесообразно отправить на специализированное предприятие для проведения среднего ремонта.

Изоляция двигателей постоянного тока

Для проверки изоляции в машинах постоянного тока необходимо вынуть щётки из щёткодержателей или подложить под них изоляционный материал.

Измерение проводится между разными частями схемы электромашины:

• обмотками возбуждения и коллектором якоря;
• щёткодержателем и корпусом аппарата;
• коллектором якоря и корпусом;
• обмотками возбуждения и корпусом электромашины.

Важно! Если есть возможность, то катушки обмотки возбуждения отключаются друг от друга и проверяются по отдельности.

Минимально допустимое сопротивление изоляции зависит от температуры и номинального напряжения электромашины. При 20°С она составляет:

Кроме обмоток и якоря измеряется сопротивление бандажей обмоток возбуждения и якоря. Оно проверяется между самим бандажом и корпусом, а также закрепляемой им обмоткой. Оно не должно быть менее 0,5мОм.

Причины низкого сопротивления

Есть несколько причин низкого сопротивления изоляции.

Перегрев электромашины

Эта ситуация возникает из-за перегрузки электромашины или обрыва одной из фаз в трёхфазных электродвигателях. Устранить эту проблему в условиях мастерской невозможно и аппарат приходится отправлять для замены обмоток в специализированное предприятие.

Предотвратить такую неисправность помогают устройства защиты:

• тепловое реле отключает электромашину при перегрузке;
• реле напряжения отключает установку при отсутствии одной из фаз или пониженном напряжении сети.

Важно! Для лучшей защиты внутри электродвигателей встраиваются датчики температуры. В новых машинах они устанавливаются при изготовлении, а в старых такие приборы можно поставить при плановом или капитальном ремонте.

Сушка электродвигателя

Если пониженное сопротивление вызвано попаданием на двигатель влаги или хранением в сыром помещении, то электромашину можно высушить. Для этого её необходимо разобрать – снять крышки подшипниковых щитов и вынуть ротор. Это делается для свободного выхода влаги.

Совет! Можно снять только один щит, а ротор вынуть вместе со вторым.

После разборки осуществляется сушка одним из способов:

• Подачей на обмотки пониженного напряжения. Ток при этом не должен превышать номинальный.
• Вставить в статор нагреватель. Чаще всего для этого используется лампа накаливания 60-100Вт.

Через сутки проводится повторное измерение изоляции. Если сопротивление растёт, то сушка продолжается до полного высыхания, если нет, то двигатель отправляется на средний ремонт в специализированное предприятие. Этот вид ремонта включает в себя пропитку обмоток лаком и повторную сушку.

Проверка изоляции является необходимой частью испытаний электродвигателя. Виды проверок в отдельных случаях определяются ПУЭ и другими нормативными документами.

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.

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.

Электродвигатели используются практически везде: как автомобилестроении, так и в других областях промышленности. Однако, как и любые агрегаты, они имеют свой срок службы и их периодически необходимо проверять. Одним из приборов, который позволяет выявить неисправности, является мегаомметр. Как мегаомметром проверить двигатель, расскажем ниже.

Чаще всего используются два вида электрических двигателей: асинхронные и коллекторные.

Прозвонка асинхронного двигателя мегаомметром

Им чаще всего оборудованы приборы бытового использования. Измерение сопротивления изоляции электродвигателя мегаомметром производится следующим образом:

1. Проводим замеры сопротивления между выводами двигателя. Переводим прибор в режим до 100 Ом. После этого подключаем мегаомметр. Между крайним и средним выводом сопротивление должно быть от 30 до 50 Ом, а между вторым и крайним – до 20. Если такие значения получены во время прозвона, то двигатель исправен.
2. Для исключения утечки тока на «массу» мегаомметр переводится в положение до 2000 Ом. Каждая клемма соединяется щупами с корпусом самого двигателя. Если никаких отклонений не произошло, то такой двигатель исправен.

Проверка коллекторного электродвигателя мегаомметром

Проводить измерения такого двигателя можно, только полностью его разобрав.

1. Соединяем щупы с каждым выводом. Если будет выявлено отсутствие сопротивления, то такой двигатель неисправен и его требуется заменить.
2. Проверяем ротор. Переводим прибор в положение до 200 Ом и располагаем щупы на максимальном расстоянии. Фактически щупы занимают место щеток и таким образом всё прозванивается. Для ускорения процесса можно вручную поворачивать ротор, до прикосновения каждой обмотки с щупом.

Если мегаомметр показывает примерно одинаковые значения, то двигатель абсолютно исправен и нареканий к нему быть не может.