Реферат: Характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов

--PAGE_BREAK--3.      Основные ГОСТы применяемые при испытании
Номер ГОСТ

Наименование ГОСТ

ГОСТ 11828-86

Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний.

ГОСТ 7217-79

Электродвигатели трехфазные асинхронные. Общие методы испытаний.

ГОСТ 10159-79

Машины электрические постоянного тока. Методы испытаний.

ГОСТ 10169-77

Машины электрические трехфазные синхронные. Методы испытаний.

ГОСТ 17691-80

Преобразователи частоты электромашинные мощностью 250кВт и выше. Методы испытаний.

ГОСТ 11929-87

Машины электрические вращающиеся. Методы определения уровня шума.

ГОСТ 12259-75

Машины электрические вращающиеся. Методы определения расхода охлаждающего газа.

ГОСТ 12379-75

Машины электрические вращающиеся. Методы оценки вибрации.

ГОСТ 20815-75

Машины электрические вращающиеся массой выше 2000кг. Вибрации. Допустимые значения и методы испытаний.

ГОСТ 25941-83

Машины электрические вращающиеся. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия.

ГОСТ 25000—81

Машины электрические вра­щающиеся. Методы испытаний на нагревание

ГОСТ 11677—85

Трансформаторы силовые. Об­щие технические условия

ГОСТ 3484—88

Трансформаторы силовые. Методы испытаний

ГОСТ 1516.2— 76

Электрическое оборудование и электрические установки пере­менного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испыта­ний электрической прочности изоляции

                                                                                                                       Таблица 1

4.  Программа приемо-сдаточных и приемочных испытаний для машин средней и большой мощностей по ГОСТ 183-74

Таблица 2

№

п/п

Вид испытаний и проверок

Тип машины

МПТ

СМ

АД

1

Проверка номинальных данных машины.

ПСИ

-

-

2

Испытание электромашинного возбудителя по программе приемо-сдаточных испытаний машин постоянного тока.

-

ПСИ

-

3

Испытание при повышенной частоте вращения.

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

ПрИ

4

Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками.

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

5

Определение коэффициента трансформации (для двигателей с фазным ротором).

-

-

ПрИ

ПСИ

6

Испытание изоляции обмоток  относительно корпуса машины и между обмотками на электрическую прочность.

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

7

Испытание междувитковой изоляции обмоток якоря на электрическую прочность.

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

8

Определение тока и потерь холостого хода.

-

-

ПрИ

ПСИ

9

Определение тока и потерь короткого замыкания.

-

-

ПрИ

ПСИ

10

Определение тока возбуждения генератора или частоты вращения двигателя при холостом ходе (для двигателей с последовательным возбуждением опыт проводят при независимом возбуждении).

ПрИ

ПСИ

-

-

11

Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии.

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

ПрИ

ПСИ

12

Проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току.

ПрИ

ПСИ

-

-

13

Определение характеристики холостого хода.

ПрИ

ПрИ

ПСИ

-

14

Определение характеристики установившегося трехфазного короткого замыкания (трехфазных машин) или однофазного короткого замыкания (однофазных машин).

-

ПрИ

ПСИ

-

15

Проверка состояния уплотнений и определение утечки водорода (для машин с водородным охлаждением).

-

ПрИ

ПСИ

-

16

Измерение тока возбуждения в режиме ненагруженного перевозбужденного двигателя при номинальном напряжении и номинальном токе статора (якоря) и определение U-образной характеристики (для машин частотой 50 Гц и мощностью не более 1000 кВА).

-

ПрИ

-

17

Определение номинального тока возбуждения, номинального изменения напряжения и регулировочной характеристики.

-

ПрИ

-

18

Испытание на кратковременную перегрузку по току.

-

ПрИ

-

19

Определение рабочей (скоростной) характеристики (для двигателей).

ПрИ

-

-

20

Определение внешней характеристики (для генераторов).

ПрИ

-

-

№

п/п

Вид испытаний и проверок

Тип машины

МПТ

СМ

АД

21

Определение регулировочной характеристики (для генераторов и двигателей).

ПрИ

-

-

22

Испытание на нагревание.

ПрИ

ПрИ

ПрИ

23

Испытание механической прочности при ударном токе короткого замыкания.

-

ПрИ

-

24

Определение коэффициента искажения синусоидальности кривой линейного напряжения.

-

ПрИ

-

25

Опытное определение индуктивных сопротивлений и постоянных времени обмоток (для машин мощностью свыше 100 кВА).

-

ПрИ

-

26

Испытание электромашинного возбудителя по программе типовых испытаний машин постоянного тока.

-

ПрИ

-

27

Определение тока третьей гармонической, если машина предназначена для работы при соединении обмотки статора в треугольник).

-

ПрИ

-

28

Определение скорости нарастания напряжения возбудителя для СГ и СК (для машин мощностью свыше 3000 кВА).

-

ПрИ

-

29

Определение начального пускового, минимального и входного вращающих моментов и начального пускового тока синхронных двигателей и начального пускового тока синхронных компенсаторов, не имеющих пусковых двигателей.

-

ПрИ

-

30

Определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и проверка качества коммутации.

ПрИ

-

-

31

Определение коэффициента полезного действия.

ПрИ

ПрИ

ПрИ

32

Определение коэффициента мощности и скольжения.

-

-

ПрИ

33

Испытание на кратковременную перегрузку по току.

-

-

ПрИ

34

Определение максимального вращающего момента.

-

-

ПрИ

35

Определение минимального вращающего момента в процессе пуска (для двигателей с короткозамкнутым ротором).

-

-

ПрИ

36

Определение начального пускового вращающего момента и начального пускового тока (для двигателей с короткозамкнутым ротором).

-

-

ПрИ

37

Измерение вибрации.

ПрИ

ПрИ

ПрИ

38

Измерение биения коллектора.

ПрИ

-

-

39

Измерение радиопомех.

ПрИ

-

-

40

Измерение уровня шума.

ПрИ

ПрИ

ПрИ

    продолжение
--PAGE_BREAK--5.  Программа типовых и  приемо-сдаточных испытаний трехфазных трансформаторов  по ГОСТ 11677-85


Таблица 3

№

п/п

Вид испытаний и проверок

Вид испытания

1

Наружный осмотр и проверка на соответствие чертежам

ТИ

ПСИ

2

Проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток

ТИ

ПСИ

3

Испытание пробы масла (жидкого диэлектрика) из бака трансформатора

ТИ

ПСИ

4

Определение сопротивления обмоток постоянному току

ТИ

ПСИ

5

Определение параметров изоляции

ТИ

ПСИ

6

Испытание электрической прочности изоляции одноминутным испытательным напряжением промышленной частоты

ТИ

ПСИ

7

Испытание электрической прочности изоляции напряжением промышленной частоты с измерением частичных разрядов (для классов напряжения 150 кВ и выше)

ТИ

ПСИ

8

Проверка тока и потерь холостого хода

ТИ

ПСИ

9

Проверка тока и потерь короткого замыкания

ТИ

ПСИ

10

Испытание бака трансформатора на плотность

ТИ

ПСИ

11

Испытание устройств переключения ответвлений обмоток

ТИ

ПСИ

12

Измерение сопротивления нулевой последовательности

ТИ

13

Испытание внутренней изоляции грозовыми импульсами напряжения

ТИ

14

Испытание электрической прочности воздушных промежутков

ТИ

15

Испытание на нагревание

ТИ

16

Испытание на стойкость при коротком замыкании (для трехфазных трансформаторов мощностью до 125 МВ*А включительно

ТИ

17

Испытание бака на механическую прочность

ТИ

18

Испытание активной части на механическую прочность

ТИ

19

Проверка уровня звука

ТИ

6. Испытания электрических машин после ремонта
После ремонта производится обкатка машин и приемосдаточ­ные испытания по нормам, приведенным в ПЭЭП. Заключение о пригодности к эксплуатации дается не только на основании сравнения результатов испытания с норма­ми, но и по совокупности результатов всех проведенных испыта­ний и осмотров. Значения полученных при испытаниях парамет­ров должны быть сопоставлены с исходными данными, а также с результатами предыдущих испытаний электрической машины.

Под исходными данными понимаются значения, указанные в паспорте машины, и протоколах испытаний завода-изготовителя, в стандартах и технических условиях. При отсутствии исходных дан­ных в качестве таковых могут быть приняты значения параметров, полученные при приемосдаточных испытаниях пли испытаниях по окончании восстановительного ремонта электрической машины.

После истечения гарантийного срока эксплуатации по специ­альной программе испытывают также электрические машины иностранных фирм.

Программой испытаний двигателей переменного тока после ка­питального ремонта предусмотрены следующие операции:

испытание стали статора двигателей с обмотками из прямо­угольного провода (удельные потери — не более 5 Вт/кг, наи­больший перегрев зубцов при Вz = 1 Тл не должен превышать 45°С, наибольшая разность перегрева различных зубцов при той же индукции — не более 30°С);

измерение сопротивления изоляции обмоток статора, ротора, термоиндикаторов с соединенными проводами (если они имеют­ся в данной машине) и подшипников;

испытание обмоток статора и ротора при собранном двигате­ле повышенным напряжением промышленной частоты в тече­ние 1 мин. Значения испытательных напряжений обмоток в про­цессе их изготовления и после сборки машины приведены в табл. 4...6. Результаты испытаний считаются положи­тельными, если не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания его установившегося значения, про­боев или перекрытий и если сопротивление изоляции, измерен­ное мегомметром после испытаний, осталось прежним;

измерение сопротивлений обмоток статора и ротора постоян­ному току (проводится для двигателей мощностью 300 кВт и бо­лее или для двигателей с Uн>3 кВ), а также реостатов и пускорегулирующих резисторов. Отклонения сопротивления обмоток от паспортных данных и по фазам должно быть не более ±2 %, для реостатов — не более ±10%;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

измерение воздушного зазора (если позволяет конструкция) в четырех сдвинутых на 90° точках (измеренные зазоры не должны отключаться от среднего более чем на 10 %) и зазоров в под­шипниках скольжения (допустимые значения зазоров приведены в табл. 7. Если зазор больше допустимого, необходимо перезалить вкладыш подшипника;

испытание витковой изоляции обмоток из прямоугольного провода импульсным напряжением высокой частоты в течение 5...10 с. Значения испытательных напряжений приведены в табл. 8;

проверка работы двигателя на холостом ходу (для двигателей мощностью 100 кВт и более и напряжением 3 кВ и выше). Ток холостого хода не должен отличаться более чем на 10 % от указанного II каталоге при продолжительности испытания 1 ч;

измерение вибрации подшипников для двигателей напряжением 3 кВ и выше и двигателей ответственных механизмов. Макси­мально допустимая амплитуда вибрации составляет 50, 100, 130 и 160 мкм для двигателей с частотой вращения соответственно 3000, 1500. 1000 и 750 об/мин и менее;

измерение разбега ротора в осевом направлении проводится для двигателей с подшипниками скольжения, двигателей ответ­ственных механизмов и при выемке ротора в ходе ремонта (допустимый разбег — не более 4 мм);

проверка работы двигателя под нагрузкой для двигателей напряжением свыше 1 кВ или мощностью 300 кВт и более (величина нагрузки не менее 50% от номинальной);

гидравлическое испытание воздухоохладителя (проводится в течение 5...10 мин при избыточном давлении 0,2...0,25 МПа);

проверка исправности стержней короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных электродвигателей мощностью 100 кВт и более (все стержни должны быть целыми);

проверка срабатывания защиты машин напряжением до 1000 В при питании от сети с заземленной нейтралью (проводится у ма­шин с Uн > 42 В, работающих в опасных и особо опасных услови­ях, а также у всех машин с Uн > 380 В).

Программой испытаний машин постоянного тока после капи­тального ремонта предусмотрены следующие операции:

измерение сопротивления изоляции обмоток и бандажей;

испытание изоляции повышенным напряжением промышлен­ной частоты в течение 1 мин (значения испытательных напряже­ний приведены в табл. 9). Эти испытания не про­водятся для машин мощностью до 200 кВт с напряжением до 440 В;

измерение сопротивления обмоток, реостатов и пускорегулирующих резисторов постоянному току в практически холодном состоянии. Значения сопротивлений обмоток возбуждения не дол­жны отличаться от заводских значений более чем на 2 %, обмотки якоря – 10 %. В цепях реостатов и пускорегулирующих резисторов не должно быть обрыва цепей;

снятие характеристик холостого хода и испытание витковой изоляции. Характеристика холостого хода снимается у генерато­ров (максимальное напряжение – 1,3 номинального; отклонение характеристики от заводской не нормируется). Продолжительность испытания витковой изоляции составляет 5 мин, а среднее на­пряжение между соседними коллекторными пластинами, если 2р > 4, не должно превышать 24 В.


    продолжение
--PAGE_BREAK--6.1  Нормы испытаний электрических машин после ремонта (по ПЭЭП) 6.1.1  Всыпные обмотки статора
Таблица 4

Испытуемый элемент двигателя переменного тока с Uн<img border=«0» width=«13» height=«16» src=«ref-2_696741146-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">0,66 кВ

Испытательное напряжение, кВ в зависимости от мощности Pн, кВт

0,2…10

10,1…1000

Обмотки после укладки в пазы до пайки межкатушечных соединений

2,5

3,0

Обмотки после пайки и изолировки межкатушечных соединений

2,3

2,7

Обмотки после пропитки и запрессовки обмотанного сердечника

2,2

2,5

Главная изоляция обмотки собранного двигателя переменного тока

2Uн+1,0, но не менее 1,5



6.1.2  Обмотки статора из прямоугольного провода
Таблица 5




Испытательное напряжение для

Испытуемый элемент

электродвигателей на номинальное напряжение, кВ

обмотки двигателей

до 1000 кВт

свыше 1000 кВт



до 0,66

2

3

6

10

3

6

10

Отдельная катушка

4,5

11,0

13,5

21,1

31,5

13,5

23,5

34,0

(стержень) перед укладкой

















Обмотка после укладки

3,5

9,0

11,5

18,5

29,0

11,5

20,5

30,0

в пазы до пайки между-

















катушечных соединений

















Обмотки после пайки

3,0

6,5

9,0

15,8

25,0

9,0

18.5

27,0

и изолировки соединений

















Главная изоляция обмотки собранной машины

2Uн+1

5,0

7,0

13,0

21,0

7,0

15.0

23.0

но не















<1,5кВ
















    продолжение
--PAGE_BREAK--6.1.3  Обмотки ротора
Таблица 6

Испытуемый элемент ротора асинхронных двигателей

Испытательное напряжение, кВ

1. Полная замена обмотки

Отдельные стержни до укладки в пазы

Стержни после укладки в пазы, но до соединения

Обмотка после соединения, пайки и бандажировки

Контактные кольца до соединения с обмоткой

<img border=«0» width=«87» height=«24» src=«ref-2_696741234-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">

<img border=«0» width=«88» height=«24» src=«ref-2_696741435-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">

<img border=«0» width=«85» height=«24» src=«ref-2_696741639-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">

<img border=«0» width=«88» height=«24» src=«ref-2_696741840-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

2. Частичная замена обмотки

Оставшаяся часть обмотки после выемки заменяемых катушек, секций или стержней

<img border=«0» width=«49» height=«24» src=«ref-2_696742043-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> (но не менее 1,2 кВ)

Вся обмотка после присоединения новых катушек, секций или стержней

<img border=«0» width=«49» height=«24» src=«ref-2_696742043-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> (но не менее 1,0 кВ)

* <img border=«0» width=«49» height=«24» src=«ref-2_696742043-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">  — напряжение на кольцах неподвижного ротора с разомкнутой обмот­кой при номинальном напряжении на статоре.
6.1.4  Допустимые значения воздушного зазора
Таблица 7


Номинальный диаметр вала, мм

Зазор, мкм. при частоте вращения, об/мин



до 1000

1000… 1500

более 1500

18. ..30

40 ...93

60… 130

140 ...280

31. ..50

50… 112

75… 160

170. ..340

51 ...80

65… 135

95… 195

200 ...400

81… 120

80… 160

120. ..235

230 ...460

121… 180

100… 195

150. ..285

260 ...530

181 ...260

120 ...225

180. ..300

300 ...600

261 ...360

140 ...250

210. ..380

340 ...680

361 ...600

170 ...305

250. ..440

380 ...760
6.1.5  Импульсное испытательное напряжение витковой изоляции обмоток статора двигателей переменного тока
Таблица 8

Тип изоляции витков


Амплитуда напряжения, В/виток

до укладки секций в пазы

после укладки и бандажировки

Провод ПВО

210

180

Провода ПБД, ПДА, ПСД

420

360

Провод ПБД с однослойной изоляцией из бумажной ленты

700

600

Провода ПБД и ПДА с изоляцией слоем

микаленты через виток

700

600

То же, с прокладками миканита в пазовой части

между витками

1000

850

Провод с однослойной изоляцией микалентой толщиной 0,13 мм вполнахлеста

1100

950

Провод ПБД с однослойной изоляцией шелковой лакотканью толщиной 0,1 мм вполнахлеста

1400

1200

Провода ПБД и ПДА с однослойной изоляцией микалентой толщиной 0,13 мм вполнахлеста или 1/3 нахлеста

1400

1200

Провод ПБД или ПДА с однослойной изоля­цией микалентой толщиной 0,13 мм вполнахлеста и сверху слоем хлопчатобумажной ленты впритык

2100


1800


Провод ПДА, изолированный двумя слоями микаленты толщиной 0,13 мм вполнахлеста

2800

2400


    продолжение
--PAGE_BREAK--6.1.6  Испытательное напряжение промышленной частоты для изоляции машин постоянного тока мощностью более 3 кВт
Таблица 9

Испытуемый элемент

Испытательное напряжение, кВ

Обмотки машин постоянного тока: на номинальное напряжение до 100 В

<img border=«0» width=«76» height=«24» src=«ref-2_696742496-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

на номинальное напряжение более 100 В и мощностью до 1000 кВт

<img border=«0» width=«76» height=«24» src=«ref-2_696742496-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040"> (но не менее 1,2)

на номинальное напряжение более 100 В

и мощностью более 1000 кВт

<img border=«0» width=«76» height=«24» src=«ref-2_696742496-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

Обмотки возбудителей синхронных генераторов

<img border=«0» width=«29» height=«24» src=«ref-2_696743060-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> (но не менее 1,2 и не более 2,8)

Обмотки возбудителей синхронных двигателей и компенсаторов

<img border=«0» width=«29» height=«24» src=«ref-2_696743060-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">(но не менее 1,2)

Бандажи якоря

1,0

Реостаты и пускорегулирующие резисторы (допускается испытание совместно с изоляцией цепей возбуждения)

1,0

6.2  Испытания трансформаторов после капитального ремонта
После завершения ремонтных работ трансформатор подвергается испытаниям в целях проверки каче­ства и отсутствия дефектов, а также проверки характеристик транс­форматора на соответствие требованиям стандартов, технических условий или других регламентирующих документов. Программа испытаний после капитального ремонта с разборкой активной части трансформатора в соответствии с ПЭЭП содержит 19 пунк­тов, в том числе: определение условий включения; измерение сопротивления изоляции (<img border=«0» width=«28» height=«24» src=«ref-2_696743306-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">и <img border=«0» width=«63» height=«24» src=«ref-2_696743422-171.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">); измерение тангенса угла диэлектрических потерь; определение емкостных характери­стик (<img border=«0» width=«44» height=«23» src=«ref-2_696743593-146.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> и<img border=«0» width=«53» height=«24» src=«ref-2_696743739-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">); испытание изоляции повышенным напря­жением промышленной частоты; измерение сопротивления обмо­ток постоянному току; проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток; измерение тока и потерь холостого хода; проверка работы переключающего устройства; проверка ра­боты устройства переключения ответвлений; испытания бака на прочность; проверка устройств охлаждения и состояния индика­торного силикагеля; испытание трансформаторного масла из транс­форматора; испытание включением толчком на номинальное на­пряжение; испытание вводов и встроенных трансформаторов тока.

При измерении электрического сопротивления обмоток посто­янному току различие сопротивлений на одноименных ответвле­ниях разных фаз не должно превышать 2 %. Проверка работы пе­реключающего устройства проводится согласно инструкции заво­да-изготовителя.

Трансформаторное масло подвергают испытанию на электричес­кую прочность (на пробой), на диэлектрические потери (<img border=«0» width=«28» height=«21» src=«ref-2_696743895-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">) и на химический анализ. Для эксплуатационного масла <img border=«0» width=«28» height=«21» src=«ref-2_696743895-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> должен быть не более 7% при 70°С (для свежего сухого масла <img border=«0» width=«28» height=«21» src=«ref-2_696743895-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">< 1,5...2,5%). Химический анализ масла заключается в определении содержания механических примесей, кислотного числа и содержания водора­створимых кислот и щелочей.

Температура вспышки паров масла может снижаться не более чем на 5°С от первоначальной (135°С). Масло трансформаторов с азотной или пленочной защитой проверяют на влаго- и газосодержание, которые должны соответствовать заводским нормам.

Испытание электрической прочности изоляции включает: опре­деление пробивного напряжения масла или другого жидкого ди­электрика, которым заполнен трансформатор; испытание изоля­ции обмоток напряжением 35 кВ и ниже вместе с вводами повы­шенным напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение 1 мин); испытание изоляции дос­тупных для испытания стяжных шпилек, прессующих колец и ярмовых балок напряжением 1 кВ промышленной частоты (в тече­ние 1 мин).

Испытательные напряжения превышают номинальные и зави­сят от условий эксплуатации. Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздей­ствию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащи­ты, испытывают по нормам для нормальной изоляции, а транс­форматоры, предназначенные для эксплуатации в электроуста­новках, не подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты — по нормам для облег­ченной изоляции. Изоляция трансформатора до проведения ис­пытаний подвергается обработке в соответствии с установленным технологическим процессом.

При испытании изоляции напряжением промышленной час­тоты, приложенным от внешнего источника, проверяется элект­рическая прочность главной изоляции (каждой обмотки по отноше­нию к другим обмоткам, включая отводы и выводы, а также по отношению к баку и другим заземленным частям трансформатора).

Изоляцию каждой обмотки испытывают поочередно. При этом испы­тательное напряжение прикладывается между испытываемой об­моткой, замкнутой накоротко, и заземленным баком. Остальные вводы других обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком и магнитной системой. Напряжение к первичной об­мотке повышающего трансформатора подводят от генератора пе­ременного тока с регулируемым возбуждением или от регулиро­вочного автотрансформатора. Испытательное напряжение подни­мают плавно и выдерживают в течение 1 мин. Возрастание силы тока и снижение напряжения, фиксируемое приборами, обычно указывают на наличие дефекта в изоляции испытательного транс­форматора. Повреждение в трансформаторе также проявляется в виде потрескивания и разрядов.

Трансформатор считают выдержавшим испытания, если в про­цессе испытания не наблюдалось полного разряда (по звуку), раз­ряда на защитном шаровом промежутке, выделения газа и дыма или изменения показания приборов. Если при испытании отмече­ны разряды в баке, сопровождающиеся изменением режима в испытательной установке или появлением дыма, активная часть подлежит осмотру, а при необходимости — разборке для выясне­ния и устранения причины разрядов или пробоя.

Продольная изоляция обмотки (изоляция между витками, ка­тушками, слоями, фазами) испытывается повышенным напря­жением, индуктированным в самом трансформаторе. Испытания проводят путем приложения к одной из обмоток двойного номи­нального напряжения этой обмотки при повышенной частоте (но не более 400 Гц). Повышение частоты необходимо во избежание чрезмерного увеличения индукции и намагничивающего тока. Испытания проводят по схеме опыта холостого хода напряжением частоты не менее 2fном и продолжительностью 1 мин (при бо­лее высоких частотах продолжительность испытания уменьшает­ся, но не должна быть менее 15 с).

Основным дефектом, который выявляется при таком испытании, является замыкание между витками или слоями обмотки, а также между отводами. Если имеются признаки дефекта, то важно до разборки трансформатора измерениями токов и напряжений по фазам установить дефектную фазу. Затем эта фаза подвергается тщательному осмотру. Дефектное место обмотки можно опреде­лить индукционным методом или измерением электрического со­противления.

Индукционный метод нахождения короткозамкнутого витка ос­нован на наличии электромагнитного поля вокруг короткозамк­нутого витка, созданного в нем индуктированным током корот­кого замыкания. Поле вокруг остальных витков отсутствует. Нали­чие и положение короткозамкнутого витка обнаруживают особой катушкой, называемой искателем, к которой подключен чувстви­тельный прибор. Измерительный аппарат состоит из искателя и указателя. Искатель представляет собой многовитковую катуш­ку, насаженную на магнитопровод, состоящий из нескольких пластин электротехнической стали, и присоединенного к ней указательного. Напряжение в проверяемой обмотке индуктируется «питате­лем», который выполняется ана­логично представленному на рис. 2 искателю, или представ­ляет собой длинный стержень с намотанными по всей длине витками. Обмотка питателя подключается к сети напряжением 36, 127 или 220 В. Если проверяемая обмотка насажена на стержень магнитной системы, возбуждение осуществляется обычным путем (при подаче небольшого напряжения безопасного для персонала). Перемещая искатель сначала вдоль обмотки, а затем в радиальном направлении, устанавлива­ют место замыкания по наибольшему показанию прибора.

Оценка состояния изоляции производится на основании указанного комплекса испытаний.

Измерение сопротивления изоляции обмоток производится при температуре не ниже 10°С мегомметром класса 1000 В в трансфор­маторах класса напряжения до 35 кВ и мощностью до 16 мВ∙А и класса 2500 В с пределами измерения 0...10000 МОм — во всех остальных случаях. При этом за температуру изоляции в масляных трансформаторах принимают температуру масла в верхних слоях, в сухих — температуру окружающего воздуха.
    продолжение
--PAGE_BREAK--7.  Измерение сопротивлений обмоток постоянному току в холодном состоянии


          Измерение проводиться в практически холодном состоянии, при котором температура любой части электрической машины отличается от температуры окружающей среды не более чем на <img border=«0» width=«37» height=«19» src=«ref-2_696744246-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">. От точности измерения сопротивлений обмоток в холодном состоянии зависит правильность определения ряда важнейших величин. При промышленных испытаниях электрических машин могут находить применение только те способы измерения сопротивлений, которые удовлетворяют следующим требованиям:

           Достаточная точность измерений. Способ должен обеспечивать погрешность измерения сопротивления обмотки, не превосходящую той, с которой производиться измерение ее температуры в практически холодном состоянии. При испытаниях, к которым предъявляются менее высокие требования, погрешность измерения сопротивления может быть допущена до <img border=«0» width=«15» height=«16» src=«ref-2_696744370-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">1 %.

           Быстрота выполнения измерений. В ряде случаев момент измерения должен быть отчетливо ориентирован во времени, что невозможно, если измерение требует кропотливых операций.

            Измерения в соответствии с ГОСТ 11828-86 и ГОСТ 3484-88 рекомендуется проводить:

— методом вольтметра и амперметра;

— методом одинарного (Уинстона) или двойного (Томсона) моста;

— методом омметра логометрической системы.

            Для измерения сопротивлений обмоток трансформаторов используются первые два метода.

            Метод вольтметра и амперметра лучше всего удовлетворяет всем предъявляемым требованиям; при условии применения приборов соответствующего класса он обеспечивает требуемую точность, дает большую быстроту измерений и легко приспосабливается к требованиям подвижности измерительного устройства. Что бы способ давал достаточно правильные результаты, необходимо соблюдение ряда условий:

      1. Вольтметр должен присоединяться непосредственно к выводам объекта измерения; если для присоединения применяются иглы, то они должны быть хорошо заточенными и изготовленными из закаленной стали, чтобы прокалывать пленку окисла на поверхности металлов.

      2. Число разъемных контактов в схеме должно быть минимальным, а все неразъемные следует надежно пропаивать.

      3.  Источником постоянного тока должна быть хорошо заряженная батарея аккумуляторов.

      4. Каждое сопротивление следует измерять при нескольких различных значениях тока, переходя от больших к меньшим. Нормально число измерений берется равным трем; при испытании повышенной точности его рекомендуется брать не менее пяти, но при приемо-сдаточных испытаниях машин мощностью до 100 кВт допускается однократное измерение. Результаты измерений одного и того же сопротивления не должны отличаться от среднего из них более чем на 0,5 %, а за действительное значение принимается среднее арифметическое из результатов всех измерений, удовлетворяющих этому требованию.

      5. Отсчеты по обоим приборам должны производиться одновременно по команде, подаваемой наблюдателем на вольтметре, показания которого менее устойчивы, чем показания амперметра, вследствие индуктивности, свойственной обмоткам электрических машин.

      6.  При измерении одного и того же сопротивления следует по возможности не изменять пределы измерения приборов.

       7.  Во избежание нагревания обмотки измерительным током значение последнего следует выбирать по данным обмотки так, чтобы адиабатное повышение температуры обмотки за время измерения не превосходило 1К; если же данные обмотки неизвестны, то значение измерительного тока должно быть не выше 20 % номинального тока обмотки, а длительность измерения – не более 1 мин. Если порядок измеряемого сопротивления известен, то пределы измерения обеих приборов могут быть установлены заранее, но  цепь вольтметра в момент замыкания цепи тока должна быть разомкнутой. При подключении устройства к неизвестному объекту измерения и замыкании цепи тока амперметр и вольтметр должны быть предварительно включены на наибольшие пределы измерения. После замыкания цепи приспособление, регулирующее ток, ставиться в положение наибольшего измерительного тока. Если при этом показание амперметра меньше 40 % его полной шкалы, то необходимо перейти на следующий меньший предел измерения, и так далее до тех пор, пока не будет получено удовлетворительное отклонение; подбор предела измерения вольтметра производиться таким же способом. Когда пределы шкал обоих приборов установлены, приступают к отсчетам. После каждого отсчета ток несколько понижается регулирующим приспособлением и производиться следующий отсчет и т. д. Если обмотка обладает сильно выраженной индуктивностью, то на момент каждого перехода с высшей ступени измерительного тока на низшую необходимо размыкать цепь вольтметра, иначе ее можно повредить импульсами, индуктируемыми при резком понижении измерительного тока.

         Схемы измерения сопротивления этим методом приведены на рис.4

<img border=«0» width=«623» height=«171» src=«ref-2_696744458-10135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

Рис.4. Схемы измерения сопротивления обмоток методом вольтметра и амперметра:

а – отдельная обмотка; б – при схеме Y; в – при схеме ∆
            Если сопротивление вольтметра отличается от измеряемого сопротивления менее чем в 100 раз, то для исключения методической ошибки истинное значение сопротивления рассчитывается по формуле (1):

<img border=«0» width=«87» height=«67» src=«ref-2_696754593-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">,                                                                      
где U – измеренное падение напряжения, В; I– измеренный ток, А; rв – входное сопротивление вольтметра, Ом.

            Измерение сопротивления многофазных обмоток при наличии выводов начал и концов фаз производиться пофазно, а при наличии отдельных выводов от частей фаз – отдельно для каждой части.

            Если выводы начал и концов фаз отсутствуют, то сопротивление следует измерять между каждой парой линейных выводов. При соединении фаз в звезду (рис.4, б) сопротивление фазы r1, прилегающей к выводу С1, определяется по формуле (2):
r1 = (r31+r12 — r23)/2,                                                                
где r31, r12, r23 – сопротивления, измеренные соответственно между выводами С3 и С1, С1 и С2, С2 и С3, Ом. При соединении фаз в треугольник сопротивление фазы r1 между выводами С1 и С2 (рис.4, в) определяется по формуле (3):
<img border=«0» width=«219» height=«47» src=«ref-2_696754879-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">.                                                 
            По аналогичным формулам с круговой перестановкой соответствующих индексов рассчитываются сопротивления других фаз.

            Когда сопротивление цепи вольтметра на данном пределе измерения настолько велико по сравнению с измеряемым сопротивлением, что потреблением тока в вольтметре можно пренебречь, искомое сопротивление R может быть найдено:
R=U/I.                                                                       
            При использовании для измерений одинарного моста к искомому сопротивлению обмоток добавляется сопротивление контактов и соединительных проводов, в связи с чем одинарный мост рекомендуется применять при измерении сопротивлений, превышающих 1Ом. Применение двойного моста обеспечивает наивысшую точность измерения сопротивлений.

            Тепловое состояние различных частей обмотки контролируется с помощью датчиков температуры, устанавливаемых на обмотку. В этом случае за температуру обмотки принимают среднеарифметическое значение показаний датчиков, если эти показания изменяются не более чем на 1°С в час и отличаются от среднего значения не более чем на 2°С.

            Определение сопротивления обмоток постоянному току в практически холодном состоянии предусмотрено программой приемо-сдаточных испытаний, хотя большинство электрических машин не снабжаются датчиками температуры обмоток. В этом случае температуру обмоток определяют следующими способами:

            в электрической машине, оборудованной датчиками температуры отдельных ее частей, за температуру обмотки принимают среднеарифметическое значение показаний датчиков, если оно не изменяется более чем на 10С за 4 ч при изменении сопротивления обмотки не более чем на 0,5 %;

            в электрической машине, не оборудованной датчиками температуры, температуру обмотки принимают равной температуре поверхности машины (корпуса), если эта температура изменяется не более чем на 10С за 8 ч при изменении сопротивления обмотки за то же время не более чем на 0,5 %;

            в электрической машине, не оборудованной датчиками температуры, температуру обмотки принимают равной температуре окружающей среды во время измерений, если перед этим машина находилась в нерабочем состоянии длительное время, в течение которого температура окружающей среды изменилась не более чем на 50С.


    продолжение
--PAGE_BREAK--8.  Измерение сопротивления изоляции между токоведущими частями и корпусом


          Сопротивление изоляции обмоток измеряется относительно корпуса электрической машины и между обмотками. Измерение проводиться мегомметром, который представляет собой маломощный высоковольтный генератор постоянного тока. Выпускаются мегомметры класса напряжения 500, 1000 и 2500 В. Существуют и электронные мегомметры.

           В соответствии с требованиями ГОСТ 11828-86 измерение сопротивления изоляции вращающихся электрических машин следует производить мегомметрами класса 500 В, если напряжение обмотки до 500 В включительно, и мегомметрами класса не ниже 1000 В, если номинальное напряжение обмотки выше 500 В. Для измерения сопротивления изоляции обмоток трансформаторов в соответствии с ГОСТ 3484-88 используются мегомметры класса 1000 В для трансформаторов класса до 35 кВ и мощностью менее 16 МВА.

          При измерении сопротивления изоляции обмоток крупных вращающихся электрических машин и трансформаторов, которые обладают значительной емкостью (между обмотками и на корпус), следует применять электронные мегомметры поскольку время переходного процесса, определяемое величиной емкости, может достигать нескольких минут. Отсчет сопротивления изоляции следует производить дважды: через 15 и 60 с после появления на обмотках напряжения, при котором производятся измерения. В результате измерений помимо сопротивления изоляции, соответствующему измерению через 60с (R60), определяют коэффициент абсорбции

Каб=R60/R15.                                                                          

         Сопротивление изоляции относительно корпуса машины следует измерять поочередно для каждой цепи, имеющей отдельные выводы, при электрическом соединении всех прочих цепей с корпусом машины. По окончании измерений сопротивления изоляции каждой цепи ее следует разрядить, соединив с заземленным корпусом машины.

        При измерении сопротивления изоляции обмоток электрических машин относительно корпуса нулевой вывод мегаомметра соединяется с заземленным корпусом машины, а высоковольтный вывод – с одним из выводов обмотки. Обмотки фаз, не участвующие в измерении, заземляются. При измерении сопротивления изоляции между обмотками порядок присоединения выводов мегаомметра к выводам обмотки произвольный. Аналогичная схема используется для измерения сопротивления изоляции трансформаторов.
Значение сопротивления изоляции обмоток (в МОм) при рабочей температуре <img border=«0» width=«15» height=«19» src=«ref-2_696755349-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055"> должна быть не менее значения, вычисленного по формуле
r=U/(1000+0,01P),

где U – номинальное напряжение обмотки, В; Р – номинальная мощность машины, кВА или кВт.

         Если полученное по формуле значение сопротивления не превышает 0,5 МОм, то в качестве минимально допустимого принимается  r = 0,5 МОм.
9.  Проверка электрической прочности изоляции между токоведущими частями и корпусом
          Испытание проводят синусоидальным напряжением частотой 50 Гц от испытательного трансформатора мощностью не менее 1 кВА на 1 кВ испытательного напряжения. Регулирование напряжения производиться плавно или ступенями, не превышающими 5% от испытательного значения, путем регулирования напряжения, подводимого к первичной обмотке испытательного трансформатора. Испытания начинаются с напряжения, не превышающего 1/3 от испытательного. Время увеличения напряжения от половинного значения до испытательного – не менее 10 с, испытательное напряжение выдерживается в течение 1 мин. После этого напряжение плавно снижают до 1/3 от испытательного и отключают питание трансформатора.

        Принципиальная схема установки для испытания проведена на рис. 6. Основная часть установки – высоковольтный трансформатор 7, питающийся от сети через регулировочный автотрансформатор 6, который позволяет плавно поднимать напряжение от нуля на первичной обмотке трансформатора 7 и тем самым напряжение на испытуемой обмотке. Пробой изоляции сопровождается увеличением тока в обмотках трансформатора 7. Для его ограничения служит защитное сопротивление 8. Изоляция выдержала испытание, если не произошел ее пробой или перекрытие скользящими разрядами. Для обеспечения безопасности установка защищается металлическим заземленным ограждением. Испытательный трансформатор подключается к автотрансформатору через реле максимального тока, предназначенного для отключения высоковольтного трансформатора при пробое изоляции обмотки испытуемой машины.
<img border=«0» width=«653» height=«245» src=«ref-2_696755440-15099.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

Рис. 6. Принципиальная схема установки для испытания изоляции электрических машин на электрическую прочность:

1 – рубильник; 2 – концевой выключатель; 3 и 5 – лампы; 4 и 15 – основные и вспомогательные контакты магнитного пускателя; 6 – регулировочный автотрансформатор; 7 – высоковольтный трансформатор; 8 – защитное сопротивление; 9 – вольтметр; 10 – кнопка; 11 – обмотка реле максимального тока; 12 – контакт этого реле; 13 – кнопка “СТОП”; 14 – кнопка “ПУСК”; 16 – магнитный пускатель.

         Испытанию изоляции на электрическую прочность относительно корпуса следует подвергать поочередно каждую цепь, имеющую отдельные выводы. При этом один вывод испытательного трансформатора 7 подключают к любому из выводов испытуемой обмотки (на рис. 6 к выводу С1), а другой – вывод заземляют и подключают к заземленному корпусу машины, с которым при испытании обмотки С1-С4 электрически соединяют обмотки С2 – С5 и С3 – С6.
    продолжение
--PAGE_BREAK--