3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Общие требования. Проверка состояния изоляции обмоток
В § 1 отмечена общность конструктивных узлов и элементов у различных видов электрооборудования. Это в равной степени относится к многочисленным видам электрических машин, на которые в связи с этим можно распространить методы оценки их состояния, описанные в § 1 и 2.
Весь комплекс работ по оценке состояния электрических машин может быть разбит на три основные группы:
- Проверка и испытания собственно электрической машины в неподвижном ее состоянии и в состоянии работы.
- Проверки и испытания вспомогательных устройств (систем смазки, охлаждения, возбуждения у синхронных машин).
- Проверка и наладка вторичных устройств (релейных защит, устройств синхронизации, автоматики, управления и блокировок).
Заключение о возможности ввода электрической машины в эксплуатацию делается по результатам всего комплекса работ, т. е. по всем трем группам.
Основные нормативные требования, служащие основой для заключения, изложены в разд. 3—5 Норм. При оценке состояния головных образцов электрических машин объем испытаний может быть расширен по согласованию с заказчиком и заводом-изготовителем.
Наиболее важной проверкой, что следует из § 1, является проверка состояния изоляции.
Частично состояние изоляции вновь монтируемых машин проверяется внимательным осмотром, когда она еще разобрана. Уже тогда могут быть выявлены явные наружные повреждения и приняты своевременные меры по их устранению.
Основным же критерием для оценки общего состояния изоляции является измеренное значение сопротивления изоляции. У машин малой мощности (напряжением до 1 кВ) этим и ограничиваются. У машин же крупных (напряжением выше 1 кВ), кроме того, измеряют коэффициент абсорбции Кабс, являющийся дополнительным критерием при определении степени увлажненности изоляции обмоток.
Результаты измерений приводят к температуре предыдущих измерений (см. § 1), которыми для новых машин являются заводские измерения, приводимые в протоколах заводской документации. Соответствие им указывает на отсутствие в изоляции влаги и явных повреждений.
Первые измерения производятся сразу после установки машины на фундамент. Перед измерениями производятся тщательный осмотр и продувка машины от пыли и грязи, при этом особое внимание уделяется изоляции лобовых частей в местах выхода обмоток из пазов, состоянию крепления лобовых частей, клиньев в пазах, бандажей, состоянию лаковых покрытий и т. д., состоянию заземлений. У машин постоянного тока, кроме того, производится осмотр якоря, полюсов, межполюсных соединений, коллектора, щеток и щеткодержателей.
При оценке состояния увлажненности и решении вопросов о необходимости сушки компаундированной, термореактивной и гильзовой изоляции обмотки статора генератора руководствуются указаниями «Инструкции по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки» (см. Нормы, приложение 2). Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость сушки определяется инструкцией завода-изготовителя.
Измерение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции производится для каждой фазы, а при невозможности такого измерения — обмотки в целом по отношению к корпусу или к якорю и другим заземленным обмоткам. При емкости обмотки более 0,01 мкФ применение мегаомметров с ручным приводом может привести к ошибкам, и поэтому в этом случае следует пользоваться мегаомметрами с выпрямительными приставками или моторным приводом. После окончания измерений обмотки следует присоединить к контуру заземления для снятия электростатического заряда не менее чем на 2 мин.
Рис. 97. Схема измерения обмоток статора генератора с водяным охлаждением:
При измерении сопротивления изоляции обмотки статора с непосредственным охлаждением принимают меры по! уменьшению погрешности, вызванной остающейся после слива воды влажностью внутренней поверхности шлангов. Для этого измерения производят по схеме, приведенной на рис. 97. В этом случае коллекторы будут иметь практически такой же потенциал, как и испытываемая фаза, присоединенная к линейному зажиму мегаомметра. Поэтому по поверхности шлангов этой фазы ток проходить не будет и их сопротивление не окажет влияния на результат измерения сопротивления фазы.
Рекомендуемое значение ступеней при испытании — 0,5. На каждой ступени напряжение выдерживается в течение 1 мин и производится отсчет. По характеру изменения токов в зависимости от испытательного напряжения, асимметрии токов по фазам и характеру изменения токов в течение 1 мин можно судить о степени увлажнения изоляции и наличии дефектов.
По 60-секундным значениям токов утечки при испытательном напряжении Umiн и Umax определяется коэффициент нелинейности. Кнелин:
У сухой изоляции коэффициент нелинейности не превосходит 2—3; для увлажненной он равен 3— 4, но иногда у очень влажной изоляции Кнелин мал, поэтому его значения следует сопоставлять с абсолютным значением сопротивления изоляции.
У генераторов с водяным охлаждением изоляция обмоток статора подвергается испытанию выпрямленным напряжением, если это позволяет конструкция.
Испытание изоляции повышенным напряжением, как уже говорилось в § 1, делается для выявления местных дефектов — трещин, изломов, проколов, расслоений, воздушных включении и т. п. Испытанию подвергается каждая фаза обмотки по отношению к корпусу и другим заземленным обмоткам.
У машин с параллельными ветвями при наличии между ними полной изоляции испытаниям подвергается каждая ветвь по отношению к другим обмоткам.
Ввиду значительного емкостного тока, проходящего при испытании обмоток генераторов и некоторых других электрических машин, мощность испытательных установок и соответственно регулировочных трансформаторов Должна выбираться с учетом мощности заряда емкости обмоток по табл. 1.
Таблица1. Емкость обмоток статора и мощность установки для испытания изоляции отдельных турбогенераторов и синхронных компенсаторов
После испытания обмоток статора генератора в течение I мин (на переменном напряжении) напряжение снижается до номинального значения и в течение 5 мин ведется наблюдение за характером коронировании лобовых частей обмоток, которое допускается в виде голубого и белого свечений. Свечение желтого и красноватого цвета, наличие дыма и тления бандажей являются признаками дефекта в обмотках, требующего уточнения н устранения, после чего испытания повторяются.
После полного окончания монтажа генератора и перед включением его в работу производятся повторные испытания изоляции обмоток номинальным напряжением переменного тока или
выпрямленного напряжения при открытых люках, через которые производили наблюдение за поведением изоляции. Длительность испытания— 1 мин. При обнаружении загорания или запаха гари, электрических разрядов испытание прекращается, люки как можно быстрее закрываются и в статор подается инертный газ.
Гидрогенераторы имеют ту особенность по сравнению с турбогенераторами, что если они собираются на месте монтажа, но не на фундаменте, то его обмотки испытываются по нормам, отличным от норм испытаний турбогенераторов [2]. После установки его на фундамент испытания производятся по тем же нормам, что и для турбогенераторов [2]. Такая особенность обусловлена тем, что гидрогенераторы поступают на стройплощадку в разобранном виде.
Для испытания изоляции обмоток мелких электродвигателей низкого напряжения, машин постоянного тока и пускорегулирующей аппаратуры пользуются измерительными трансформаторами напряжения типов НОМ-3 и НОМ-6. Испытания проводятся в соответствии с методическими описаниями, приведенными в § 1 и 2.
Испытания повышенным напряжением переменного тока обмоток статора генератора с водяным охлаждением проводятся при обязательной циркуляции с номинальным расходом охлаждающей воды в трубопроводах во избежание недопустимых перегревов фторопластовых участков трубопроводов при проведении испытаний, при этом удельное сопротивление конденсата должно быть не ниже 75 Ом-см. Испытание обмоток статора рекомендуется производить до ввода ротора в него, обмотку ротора — при номинальной частоте вращения генератора.
