Состояние изоляции обмоток двигателя проверяют мегаомметром. При измерении сопротивления изоляции обмоток электрических машин относительно корпуса (рисунок 1) нулевой провод мегаомметра соединяют с заземленным корпусом машины, а высоковольтный вывод – с одним из выводов обмотки. Обмотки фаз, не участвующих в измерениях, заземляют.
Порядок подключения выводов мегаомметра к выводам обмотки при измерении сопротивления изоляции между ними показан на рисунке 2.
Измерение следует производить отдельно для каждой фазы относительно корпуса и между обмотками разных фаз.
Схема измерения Рисунок 1.2
сопротивления изоляции обмоток сопротивления изоляции обмо-
к ЭД относительно корпуса ток ЭД между фазами
Сопротивление изоляции при рабочей температуре, соответствующей классу нагревостойкости изоляции, должно быть не менее значения, получаемого по формуле
(1.1) 
где U – номинальное напряжение двигателя, В;
P – номинальная мощность, кВт.
Для двигателей с номинальным напряжением 380 В сопротивление изоляции обмоток должно быть не менее 0,5 МОм.
В случае если сопротивление изоляции измеряется при температуре ниже рабочей, значение сопротивление изоляции, полученное по формуле
(1) , следует удваивать на каждые 20°С разности между рабочей температурой и температурой, при которой выполнялись измерения.
Эту операцию можно выразить следующей математической зависимостью
где 
с округлением до целого.
При измерениях температура обмоток не должна отличаться от температуры окружающей среды, для чего двигатель выдерживают на месте испытания в течение 5…8 часов.
Измерение сопротивления обмоток по постоянному току в практически холодном состоянии
Практически холодным состоянием машины или агрегата называется такое их состояние, при котором температура любой части электрооборудования не отличается от температуры окружающей среды более чем на ±3 С.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет выявить следующие технические неисправности: неправильное соединение схемы обмотки; несоответствие числа витков и сечения обмоточного провода каталожным данным; обрыв в параллельных ветвях обмотки; наличие большого числа замкнутых витков в отдельных катушках; плохое качество пайки межкатушечных соединений. Равенство сопротивления фаз и их соответствие каталожным данным свидетельствует об отсутствии перечисленных дефектов.
Испытание изоляции обмоток асинхронного двигателя
Повышенным напряжением
Согласно ГОСТ 183-74 изоляция обмоток асинхронных двигателей относительно корпуса и между обмотками после ремонта должна выдерживать в течение 1 минуты 1000 В плюс двукратное номинальное напряжение машины, но не менее 1500 В.
Для испытания электрической прочности изоляции используется высоковольтная установка для испытаний изоляции , представляющая комплекс для сборки машин, испытания и транспортировки их на склад готовой продукции. В настоящее время оборудование для высоковольнных испытаний изоляции представлено широким перечнем приборов различных производителей :Актаком, Димрус, Динамика, Радиус и другие…..
Установка включает в себя пульт управления для проведения электрических испытаний электродвигателя в автоматическом режиме, площадку высоковольтных испытаний для предохранения обслуживающего персонала от случайного соприкосновения с электродвигателем, находящимся под высоким напряжением и верстак для машины и испытания ее нахолстом ходу.
Установки позволяет испытывать электродвигатели мощностью до 100 кВт.
Испытываемая обмотка двигателя подключается к высоковольтному выводу трансформатора с помощью кабеля и производят плавно подачу напряжения на высоковольтный трансформатор испытательной установки. На выходе трансформатора устанавливается требуемая величина испытательного напряжения (на разных установках от 1500 В , до 5000 В) и в течение 1 минуты изоляция подвергается проверке. По истечении заданного времени срабатывает реле времени , установка отключается, загорается сигнальная лампа «НОРМА».
Если в процессе происходит пробой изоляции, то срабатывает токовое реле и отключается сетевой питающий пускатель . Происходит заземление высоковольтного вывода трансформатора и высоковольтная установка теряет питание. Загорается сигнальная лампа «ПРОБОЙ».
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Измерение сопротивления обмоток статора постоянному току производится с целью проверки отсутствия разрывов в обмотке (например, из-за нарушения целостности мест соединений в результате некачественной пайки). При сравнении сопротивлений отдельных фаз можно определить:
1.Соответствие числа витков и сечения провода номинальным данным. В этом случае сопротивление фаз одинаково и соответствует каталожным данным;
2.Наличие большого числа замкнутых витков в отдельных катушках. Сопротивление по фазам в этом случае будет разное.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится мостом постоянного тока Р3043 (на пределе измерения 0.330 Ом). Измерение проводится по схемам, показанным на рис.3. Расхождение измеренных величин сопротивлений не должны превышать 2%.
При измерении сопротивлений обмоток, соединенных в глухую звезду (внутри машины) или глухой треугольник измеряют сопротивление на зажимах R С1-С2, R С2-С3, R С1-С3. При «звезде» фазное значение сопротивления RФ=RС1-С2/2; при «треугольнике»RС1-С22/3. При измерении сопротивлений обмоток имеющих шесть выводных концов измеряются сопротивления на зажимах R С1-С4, R С2-С5, R С3-С6.
Результаты измерений заносят в таблицу 2.
Рис.3 Схемы измерения сопротивлений обмоток статора постоянному току мостом постоянного тока.
а) при шести выводах обмотки;
б) при трёх выводах и соединении звезда;
в) при трёх выводах и соединения треугольник.
Сопротивление обмоток электродвигателя постоянному току.
Измерения на зажимах
Процентное расхождение между сопротивлениями
При шести выводах обмотки
При трёх выводах обмотки
Обрыв обмотки при 6 выведенных концах определяется мегаомметром. Мегаомметром же можно определить при глухой звезде, касаясь попарно всех выводов обмотки. При глухом треугольнике это можно сделать мостом постоянного тока, измеряя омическое сопротивление обмотки между выводами. При измерении между С1-С3 (рис.3в) и С2-С3 получим одинаковые значения (при обрыве между С1-С2), а между С1-С2 сопротивление будет равно сумме сопротивлений двух других фаз.
2.4. Определение технического состояния корпусной
межфазной изоляции обмоток.
При измерении используется мегаомметр на напряжение 500 или 1000В. Измерить сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и относительно друг друга. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0.5МОм. Данные занести в таблицу 3.
Сопротивление изоляции обмоток электродвигателя, МОм
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 . 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, 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 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.
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 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 . Измерение проводят:
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.
1.8.15. Электродвигатели переменного тока
Электродвигатели переменного тока напряжением до 1 кВ испытываются по пп. 2, 4б, 5, 6.
Электродвигатели переменного тока напряжением выше 1 кВ испытываются по пп. 1-6.
1. Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1 кВ.
Электродвигатели переменного тока включаются без сушки, если значение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции не ниже указанных в табл. 1.8.9.
Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции для обмоток статора электродвигателей
| Мощность, номинальное напряжение электродвигателя, вид изоляции обмоток | Критерии оценки состояния изоляции обмотки статора | |
|---|---|---|
| Значение сопротивления изоляции, МОм | Значение коэффициента абсорбции R 60 /R 15 | |
| 1. Мощность более 5 МВт, термореактивная и микалентная компаундированная изоляция | При температуре 10-30 °С сопротивление изоляции не ниже 10 Мом на 1 кВ номинального линейного напряжения | Не менее 1,3 при температуре 10-30 °С |
| 2. Мощность 5 МВт и ниже, напряжение выше 1 кВ, термореактивная изоляция | ||
| 3. Двигатели с микалентной компаундированной изоляцией, напряжение выше 1 кВ, мощностью от 1 до 5 МВт включительно, а также двигатели меньшей мощности наружной установки с такой же изоляцией напряжением выше 1 кВ | Не менее 1,2 | |
| 4. Двигатели с микалентной компаундированной изоляцией, напряжение выше 1 кВ, мощностью более 1 МВт, кроме указанных в п.3 | Не ниже значений, указанных в табл.1.8.10. | — |
| 5. Напряжение ниже 1 кВ, все виды изоляции | Не ниже 1,0 Мом при температуре 10-30 °С | — |
| 6. Обмотка ротора | 0,2 | — |
| 7. Термоиндикаторы с соединительными проводами, подшипники | В соответствии с указаниями заводов-изготовителей | |
2. Измерение сопротивления изоляции.
Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением выше 1 кВ должны соответствовать нормам, приведенным в табл.1.8.10.
Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции для электродвигателей (табл.1.8.9, пп.3, 4)
| Температура обмотки, °С | Сопротивление изоляции R 60 ″ , МОм, при номинальном напряжении обмотки, кВ | ||
|---|---|---|---|
| 3-3,15 | 6-6,3 | 10-10,5 | |
| 10 | 30 | 60 | 100 |
| 20 | 20 | 40 | 70 |
| 30 | 15 | 30 | 50 |
| 40 | 10 | 20 | 35 |
| 50 | 7 | 15 | 25 |
| 60 | 5 | 10 | 17 |
| 75 | 3 | 6 | 10 |
У синхронных электродвигателей и элекродвигателей с фазным ротором на напряжение 3 кВ и выше или мощностью более 1 МВт производится измерение сопротивления изоляции ротора мегаомметром на напряжение 1000 В. Измеренное значение сопротивления должно быть не ниже 0,2 МОм.
3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.
Производится на полностью собранном электродвигателе.
Испытание обмотки статора производится для каждой фазы в отдельности относительно корпуса при двух других, соединенных с корпусом. У двигателей, не имеющих выводов каждой фазы в отдельности, допускается производить испытание всей обмотки относительно корпуса.
Значения испытательных напряжений приведены в табл.1.8.11. Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 мин.
Испытательные напряжения промышленной частоты для обмоток электродвигателей переменного тока
| Испытуемый элемент | Мощность электродвигателя, кВт | Номинальное напряжение электродвигателя, кВ | Испытательное напряжение, кВ |
|---|---|---|---|
| 1. Обмотка статора | Менее 1,0 От 1,0 и до 1000 |
От 1000 и более
От 1000 и более
От 1000 и более
Ниже 0,1
Выше 0,1
До 3,3 включительно
Свыше 3,3 до 6,6 включительно
Свыше 6,6
0,8 (2U ном. + 1)
0,8 (2U ном. + 1), но не менее 1,2
0,8 (2U ном. + 1)
_____________
* напряжение на кольцах при разомкнутом неподвижном роторе и номинальном напряжении на статоре.
4. Измерение сопротивления постоянному току.
Измерение производится при практически холодном состоянии машины.
А) Обмотки статора и ротора*
______________
* Сопротивление постоянному току обмотки ротора измеряется у синхронных электродвигателей и асинхронных электродвигателей с фазным ротором.
Измерение производится у электродвигателей на напряжение 3 кВ и выше. Приведенные к одинаковой температуре измеренные значения сопротивлений различных фаз обмоток, а также обмотки возбуждения синхронных двигателей не должны отличаться друг от друга и от исходных данных более чем на 2%.
б) Реостаты и пускорегулировочные резисторы
Для реостатов и пусковых резисторов, установленных на электродвигателях напряжением 3 кВ и выше, сопротивление измеряется на всех ответвлениях. Для электродвигателей напряжением ниже 3 кВ измеряется общее сопротивление реостатов и пусковых резисторов и проверяется целостность отпаек.
Значения сопротивления не должны отличаться от исходных значений более чем на 10%.
5. Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом.
Продолжительность проверки не менее 1 часа.
6. Проверка работы электродвигателя под нагрузкой.
Производится при нагрузке, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи в эксплуатацию. При этом для электродвигателя с регулируемой частотой вращения определяются пределы регулирования. Проверяется тепловое и вибрационное состояние двигателя.
Цель проведения измерений сопротивления обмоток электродвигателей постоянному току – выявление дефектов (некачественных соединений, витковых замыканий), ошибок в схеме соединений, а также уточнение параметров, используемых при расчетах и наладке режимов, регуляторов и др.
Измерения, особенно у крупных электродвигателей, следует выполнять с особой тщательностью и высокой точностью. Сопротивление обмоток электродвигателей постоянному току измеряют либо с помощью амперметра и вольтметра, либо двойным мостом . Если сопротивление больше 1 Ома, то необходимая точность измерений достигается одинарным мостом .
У электродвигателей, имеющих только три вывода обмотки статора (соединение обмоток в звезду или треугольник выполнено внутри электродвигателя), сопротивление постоянному току измеряют между выводами попарно. Сопротивление отдельных фаз в этом случае определяется из следующих выражений:
1. Для соединения в звезду (рис. 1,а)
2. Для соединения в треугольник (рис. 1,б)
При одинаковых значениях измеренных сопротивлений:
Рис. 1. Схемы измерения сопротивления обмоток трёхфазных электродвигателей при соединении обмоток: а – в звезду; б – в треугольник
При измерении сопротивления особое значение имеет правильное определение температуры обмотки. Для измерения температуры применяют как заложенные температурные индикаторы, так и встраиваемые термометры и температурные индикаторы, которые должны быть введены не позднее чем за 15 мин до начала измерения сопротивления.
Для измерения температуры обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт устанавливают один термометр или температурный индикатор, для электродвигателей мощностью до 100 кВт – не менее двух, для электродвигателей мощностью от 100 до 1000 кВт – не менее трех, для электродвигателей свыше 1000 кВт – не менее четырех.
В качестве температуры обмоток принимается среднее арифметическое измеренных значений. При измерении сопротивлений обмоток электродвигателя в практически холодном состоянии температура обмоток не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на ± 3 °С.
Если невозможно непосредственно измерить температуру обмоток, электродвигатель должен находиться в нерабочем состоянии до измерения сопротивления обмоток в течение времени, достаточного для того, чтобы все части электродвигателя практически приняли температуру окружающей среды. Изменение температуры окружающей среды за это время не должно быть более ± 5 °С. В качестве температуры обмоток электродвигателя при этом принимают температуру окружающей среды в момент измерения сопротивлений. Измерение сопротивления повторяют несколько раз.
Измерения с помощью амперметра и вольтметра выполняют три раза при различных значениях тока. При применении мостовых схем перед каждым измерением следует нарушать равновесие моста. Результаты измерений одного и того же сопротивления не должны отличаться от среднего более чем на 0,5 %, в качестве действительного сопротивления принимается среднее арифметическое результатов всех измерений, удовлетворяющих этому требованию.
Результаты измерений по отдельным фазам сравниваются между собой, а также с результатами предыдущих (в том числе заводских) измерений. Для сравнения результатов измерений, проведенных при различных температурах обмоток, измеренные значения приводят к одной температуре (обычно к 15 или 20 °С).
