Měření izolačního odporu asynchronních motorů
Materiály používané k izolaci vinutí elektromotorů nejsou ideálními dielektriky a v závislosti na jejich fyzikálních a chemických vlastnostech jsou více či méně vodivé. Izolační odpor vinutí závisí kromě samotného provedení izolace a použitých materiálů do značné míry také na vlhkosti izolace, mechanickém poškození a znečištění povrchu.
Izolační odpor se posuzuje podle hodnoty proudu, který jím prochází, když je aplikováno konstantní napětí. Izolační odpor se měří ručním nebo elektrickým megohmetrem nebo síťovým megohmetrem a také metodou voltmetru.
Jak víte, izolační odpor se měří v Ohmech, ale protože ve vinutí motoru je obvykle velmi vysoký, je zvykem jej vyjadřovat v milionech ohmech (megaohmech), odkud pochází i název zařízení. Megaohmetr (obr. 20) je generátor stejnosměrného proudu, na jehož svorky se připojuje měřený odpor. Megaohmmetr v podstatě zaznamenává proud procházející měřeným odporem, ale pro snadné použití je stupnice jeho měřicího zařízení kalibrována přímo v megaohmech.
Rýže. 1. Schematické schéma megaohmmetru.
G – DC generátor; 1 – sériové vinutí megaohmmetru; 2 – paralelní vinutí megaohmmetru; g1, g2 – mezní odpory; L – lineární svorka; 3 — svorka pro připojení uzemnění; K – tlačítko napájení; E — skříň elektromotoru; O – vinutí elektromotoru.
Megohmetr využívá jako měřící zařízení poměrový měřič, ve kterém spolupůsobí dvě vinutí – vinutí 1, zapojené do série s měřeným odporem, a vinutí 2, paralelně připojené ke svorkám generátoru. Před měřením se provádí zjednodušená kontrola megaohmmetru: při otočení rukojetí a zkratování svorek megohmmetru by měl být údaj přístroje nulový a při otevření nekonečno. Před měřením odporu jeho izolace je vinutí na 1-2 minuty uzemněno, aby zbytkové náboje, které mohou být v jeho izolaci, stékaly do země a neovlivňovaly výsledky testu.
Vodiče spojující megaohmmetr s testovaným vinutím a také s krytem motoru musí mít zesílenou a spolehlivou izolaci. Megaohmová rukojeť
Měřidlo by se mělo otáčet co nejrovnoměrněji, rychlost otáčení by měla být asi 150 ot./min. Po otočení rukojetí megaohmmetru na zadanou rychlost otáčení zapněte tlačítko K a tím připojte testované vinutí ke generátoru megaohmmetru. U megohmetrů, které nemají tlačítko, se po otočení rukojetí připojí vodič ze svorky L k vinutí elektromotoru sondou (ostřižená ocelová jehla s izolovanou rukojetí z DPS nebo ebonitu).
Na začátku měření se šipka přístroje vrhne na začátek stupnice, poté se údaj přístroje začne pomalu zvyšovat a po nějaké době (15-60 s) je šipka nastavena do určité polohy . Počáteční ráz ručičky, odpovídající zvýšenému proudu generátoru megaohmmetru, je způsoben nabíjecím proudem určeným izolační kapacitou, který rychle klesá. Relativně pomalý pohyb jehly po poklesu kapacitního proudu je určen absorpčními proudy.
Izolace není monolitická, lze ji považovat za sestávající z několika vrstev, tj. sériově zapojených nádob. Při přivedení napětí se vnitřní kapacity v tomto řetězci nabíjejí přes odpor předchozích. Při dobré suché izolaci je odpor každé vrstvy vysoký a nabíjecí proud nízký. Proces nabíjení je proto pomalý. Při vlhké izolaci proces probíhá rychle a stejně rychle šipka zařízení dosáhne své maximální hodnoty.
Ustálený údaj na zařízení indikuje konec nabíjení vnitřních vrstev izolace (v tomto případě je absorpční proud nulový). Tento údaj je určen pouze tzv. průchozím vodivým proudem, tj. proudem procházejícím uvnitř izolace kapilárami naplněnými vlhkostí, a proudem procházejícím po vnějším povrchu izolace, který je vždy poněkud znečištěný a navlhčený.
Stav izolace by tedy měl být posuzován podle hodnoty průchozího vodivého proudu a podle rychlosti poklesu absorpčního proudu, která je určena koeficientem absorpce
kde R15 a R60 jsou izolační odpory, měřené 15 a 60 s poté, co megaohmmetr dosáhne plné rychlosti otáčení.
Při dobré suché izolaci je koeficient absorpce 1,5-2,0 a u vlhké izolace se blíží jednotce. Minimální norma by měla být považována za &abs=1,3.
Izolační odpor elektrického stroje vzhledem k jeho tělu a izolační odpor mezi vinutími při provozní teplotě nesmí být menší než hodnota získaná ze vzorce, ale ne menší než 0,5 MOhm:
kde U je jmenovité napětí stroje, V; P je jmenovitý výkon stroje, kW.
Izolační odpor je vysoce závislý na teplotě; s rostoucí teplotou klesá a s klesající teplotou roste. Pokud je tedy izolační odpor měřen při teplotě nižší, než je provozní teplota, měl by být izolační odpor získaný z výše uvedeného vzorce zdvojnásoben na každých 20 °C (úplných nebo částečných) rozdílu mezi provozní teplotou a teplotou, při které bylo měření provedeno. provedeno. V praxi je u elektromotorů s vysušenou a neporušenou izolací vinutí hodnota izolačního odporu vždy vyšší než normalizovaná hodnota.
Výše použitý výraz „provozní teplota stroje“ vyžaduje objasnění.
Provozní teplotou kterékoli části stroje je prakticky ustálená teplota této části, odpovídající jmenovitému provoznímu režimu stroje při konstantní okolní teplotě. Je zřejmé, že každý typ a provedení elektromotoru má svou vlastní provozní teplotu; závisí na konstrukci motoru a jeho větrání, návrhovém zatížení a návrhové teplotě chladicího média a lze jej přibližně určit tepelnými výpočty provedenými při návrhu elektromotoru (nebo řady elektromotorů).
Provozní teplota stanovená výpočtem umožňuje zvolit provedení izolace motoru a jeho třídu tepelné odolnosti tak, aby byl zajištěn dlouhodobý provoz elektromotoru ve jmenovitém režimu. Na základě třídy tepelné odolnosti izolace použité výrobcem lze tedy posoudit provozní teplotu elektromotoru. Tyto informace jsou uvedeny níže.
Přijatá okolní teplota
GOST 1628-75 předepisuje použití megohmmetru 50 B při měření izolačního odporu vinutí elektromotoru se jmenovitým napětím do 5U B a pro elektromotory s napětím nad 5UU B. Doporučuje se používat megaohmmetry, které jsou poháněny ne ručně, ale hnacím elektromotorem. Kromě usnadnění testování se tím výrazně zvyšuje přesnost výsledků.
U elektromotorů, u kterých jsou odstraněny konce a začátky všech fází, se měří izolační odpor mezi každou fází a skříní. V tomto případě musí být přípustný minimální fázový izolační odpor zvýšen třikrát.
Při měření izolačního odporu každého elektrického obvodu jsou všechny ostatní obvody připojeny k tělu stroje. Po změření izolačního odporu každého elektricky nezávislého obvodu by měl být vybit na uzemněný rám motoru. U vinutí se jmenovitým napětím 3000 V a vyšším je doba vybíjení u motorů do 1000 kW minimálně 15 s a u elektromotorů s výkonem nad 1000 kW – minimálně 1 min.
Rýže. 2. Schéma síťového megaohmmetru s polovodičovými diodami.
Na Obr. Na obrázku 2 je další schéma síťového megaohmmetru, kde jsou místo kenotronu použity polovodičové diody. Díky tomu je síťový megaohmmetr kompaktnější, lehčí a spolehlivější v provozu.
Schéma zapojení pro měření izolačního odporu metodou voltmetru při napájení ze stejnosměrné sítě je na Obr. 3.
Rýže. 3. Měření izolačního odporu voltmetrem při napájení ze stejnosměrné sítě.
Při měření se nejprve zafixuje napájecí napětí U1, u kterého se přepínač nastaví do polohy 1. Poté se přepínač přesune do polohy 2 a změří se údaj voltmetru U2. Vzhledem k tomu, že v této poloze přepínače jsou odpor voltmetru Rav (uvedený na stupnici voltmetru nebo uvedený v jeho pasu) a měřený odpor R zapojeny do série, bude úbytek napětí v nich distribuován přímo úměrně k hodnotám jejich odporů.
Úbytek napětí na voltmetru bude U2, V a v izolaci U1-U2, V.
Pro dosažení větší přesnosti měření je zvolen voltmetr s vysokým vnitřním odporem. Měření lze provádět nejen ze stacionární stejnosměrné sítě, ale i z baterie.
Při měření z elektrické sítě, jejíž jeden pól může být uzemněn (na obr. 3 vyznačeno tečkovanou čarou), aby se zabránilo zkratu, by měla být uzemněná skříň elektromotoru 3 zapojena tak, aby byla připojena k uzemněnému pólu sítě.
Spolu s napájením ze zdroje stejnosměrného proudu lze pro měření použít i proud usměrněný. Na Obr. Obrázek 4 ukazuje schéma měření izolačního odporu při napájení ze sítě střídavého proudu. Toto schéma se liší od schématu na obr. 3 přítomností transformátoru 3 a usměrňovače 4. Při napájení usměrněným proudem, pokud je usměrňovač připojen k síti ne přímo, ale přes transformátor oddělující síť střídavého proudu od obvodu usměrněného napětí (jak je naznačeno na Obr. 4), uzemněnou skříň motoru lze připojit ke kterékoli ze svorek usměrňovače.
Při opravách elektromotorů spojených s přeizolováním aktivní oceli je nutné po nanesení laku na plechy a jeho vypálení zkontrolovat kvalitu lakového filmu. Jedním z ukazatelů je stejnosměrný proudový odpor izolace vyrobené z lakovaných ocelových plechů. V tomto případě se odpor měří pomocí zařízení znázorněného na obr. 5.
Rýže. 4. Měření izolačního odporu voltmetrem při napájení ze sítě střídavého proudu.
Rýže. 5. Zařízení pro měření izolačního odporu aktivních ocelových plechů.
Mezi elektrody 20 a 1 je stlačeno balení 2 lakovaných plechů 3. Plocha každé elektrody je 1 dm2. Pod elektrodou 3 je instalována izolační podložka 4. Plechy jsou stlačovány pákou se zátěží 5 zavěšenou na jejím konci, která je zvolena tak, aby tlak vyvíjený na stoh plechů byl 6000 N (měrný tlak 0,6 MPa). Za těchto podmínek musí být izolační odpor alespoň 50 ohmů.
Zdrojem energie může být baterie nebo usměrňovač s napětím 10-15 V. Potenciometr 6 nastavuje proud na 0,1 A a údaj voltmetru musí být minimálně 5 V. Pro ochranu ampérmetru před poškozením je ochranný odpor 7 obsažená v obvodu Hodnota ochranného odporu R , Ohm, je zvolena tak, aby při náhodném zkratu elektrod 2 a 3 nedocházelo k proudu procházejícím ampérmetrem. překročila mezní hodnotu, na kterou je ampérmetr navržen, tzn.
kde U je napětí zdroje energie, V; /amp – maximální proud ampérmetru, A.
Při provozu velkých elektromotorů pod vlivem magnetické asymetrie nebo z jiných důvodů v uzavřeném okruhu (ložiska, hřídel, základová deska) znázorněném na Obr. 6, může dojít k elektrickému proudu. Tento proud koroduje čepy hřídele a pánve ložisek, což způsobuje poškození ložisek a rychlé selhání.
Rýže. 6. Obvod ložiskového proudu.
Aby se zabránilo výskytu těchto proudů, je předepsaná uzavřená smyčka přerušena instalací izolačního textolitového nebo getinakového těsnění mezi základovou desku a nosný rám. Šrouby zajišťující stojan k desce jsou izolovány izolačními manžetami a podložkami. Při nuceném mazání ložisek se do přírub olejového potrubí instalují izolační těsnění a pouzdra.
Během provozu a při opravách je nutné pravidelně kontrolovat nainstalovanou izolaci – změřit izolační odpor mezi nosným rámem a základovou deskou při plně sestaveném olejovém potrubí pomocí megaohmetru 500-1000 V.
Jak je vidět na Obr. 6 nelze u smontovaného elektromotoru zkontrolovat izolační odpor, protože izolované ložisko je rovnoběžné s obvodem tvořeným hřídelí, jiným neizolovaným ložiskem a základovou deskou. Pro měření je nutné nadzvednout hřídel a mezi čep hřídele a neizolovanou ložiskovou pánev umístit těsnění z elektrokartonu. Hodnota odporu není standardizovaná, ale měla by být na poměrně vysoké úrovni – ne nižší než 1 MOhm, protože se velmi rychle a výrazně snižuje, když jsou těsnění špinavá.
Při opravách, stejně jako při provozu velkých motorů, jejichž teplota ohřevu je měřena tepelnými detektory zabudovanými ve vinutí, je nutné pravidelně měřit izolační odpor těchto tepelných detektorů, protože jeho porušení může představovat vážné nebezpečí pro provozní personál. Zkouška se provádí 250 V megaohmmetrem. Hodnota odporu není standardizována; Jeho srovnání s výsledky předchozích měření je orientační.