Нормы испытаний электрических машин после ремонта (по ПЭЭП)

1. Всыпные обмотки статора

Таблица 4

2. Обмотки статора из прямоугольного провода

Таблица 5

3. Обмотки ротора

Таблица 6

* 2U*рот — напряжение на кольцах неподвижного ротора с разомкнутой обмот­кой при номинальном напряжении на статоре.

4. Допустимые значения воздушного зазора

Таблица 7

Таблица 8

Ремонт обмоток якорей

Неисправности в обмотках якорей машин постоянного тока могут быть в виде соединения обмотки с корпусом, межвитковых замыканий, обрывов проводов и отпайки концов обмотки от коллекторных пластин.

Для проведения ремонта обмотки якорь очищают от грязи и масла, снимают бандажи, распаивают соединения с коллектором и удаляют старую обмотку. Для облегчения извлечения обмотки из пазов якорь прогревают при температуре 80 — 90 °С в течение 1 ч. Для подъема верхних секций катушек забивают шлифованный клин в паз между катушками, а для подъема нижних сторон катушек — между катушкой и дном паза. Пазы очищают и покрывают изоляционным лаком.

В якорях машин мощностью до 15 кВт с полузакрытой формой паза применяют всыпные обмотки, а для машин большей мощности при открытой форме паза — катушечные обмотки. Катушки выполняют из провода круглого или прямоугольного сечения. Наиболее широко распространены шаблонные якорные обмотки из изолированных проводов или медных шин, изолированных лакотканью или микалентой.

Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальный шаблон в форме лодочки и затем растягивают, так как она должна лежать в двух пазах, расположенных по окружности якоря. После придания окончательной формы катушку изолируют несколькими слоями ленты, пропитывают два раза в изоляционных лаках, сушат и облуживают концы проводов для последующей пайки в коллекторных пластинах.

Изолированную катушку вкладывают в пазы сердечника якоря. Закрепляют в них специальными клиньями и присоединяют провода к пластинам коллектора пайкой припоем ПОС-30. Клинья прессуют из теплостойких пластичных материалов — изофлекса-2, тривольтерма, пленки ПТЭФ (полиэтилентерефталатные).

Соединение концов обмотки пайкой проводят очень внимательно, так как некачественное выполнение пайки приведет к местному увеличению сопротивления и повышению нагрева соединения при работе машины. Качество пайки проверяют осмотром места пайки и измерением переходного сопротивления, которое должно быть одинаковым между всеми парами пластин коллектора. Затем пропускают по обмотке якоря рабочий ток в течение 30 мин. При отсутствии дефектов в местах соединения должен отсутствовать повышенный местный нагрев.

Все работы по демонтажу бандажей, наложению бандажей из проволоки или стеклоленты на якорях машин постоянного тока проводятся в том же порядке, что и при ремонте обмоток фазных роторов асинхронных машин.

Ремонт полюсных катушек

Катушками полюсов называют обмотки возбуждения, которые по назначению разделяются на катушки главных и добавочных полюсов машин постоянного тока. Главные катушки параллельного возбуждения состоят из многих витков тонкого провода, а катушки последовательного возбуждения имеют небольшое количество витков из провода большого сечения, их наматывают из голых медных шин, уложенных плашмя или на ребро.

После определения неисправной катушки ее заменяют, собирая на полюсах катушку. Новые полюсные катушки наматывают на специальных станках с использованием каркасов или шаблонов. Полюсные катушки изготавливают намоткой изолированного провода непосредственно на изолированный полюс, предварительно очищенный и покрытый глифталевым лаком. К полюсу приклеивают лакоткань и обматывают его несколькими слоями микафолия, пропитанного лаком асбеста. После намотки каждый слой микафолия проглаживают горячим утюгом и протирают чистой тряпкой. На последний слой микафолия приклеивают слой лакоткани. Заизолировав полюс, на него надевают нижнюю изоляционную шайбу, наматывают катушку, надевают верхнюю изоляционную шайбу и расклинивают катушку на полюсе деревянными клиньями.

Катушки добавочных полюсов ремонтируют, восстанавливая изоляцию витков. Катушку очищают от старой изоляции, надевают на специальную оправку. Изолирующим материалом служит асбестовая бумага толщиной 0,3 мм, нарезанная в виде рамок по размеру витков. Количество прокладок должно быть равно количеству витков. С обеих сторон они покрываются тонким слоем бакелитового или глифталевого лака. Витки катушки раздвигают на оправке и вкладывают между ними прокладки. Затем стягивают катушку хлопчатобумажной лентой и прессуют. Прессовка катушки осуществляется на металлической оправке, на которую надевают изоляционную шайбу, затем устанавливают катушку, накрывают второй шайбой и сжимают катушку. Нагревая посредством сварочного трансформатора до 120 С, катушку дополнительно сжимают. Охлаждают ее в запрессованном положении до 25 — 30 °С. После снятия с оправки катушку охлаждают, покрывают лаком воздушной сушки и выдерживают при температуре 20 — 25 °С в течение 10 — 12 ч.

Рис. 107. Варианты изоляции сердечников полюсов и полюсных катушек:

1, 2, 4 — гетинакс; 3 — хлопчатобумажная лента; 5 — электрокартон; 6 — текстолит.

Наружную поверхность катушки изолируют (рис. 107) поочередно асбестовой и миканитовой лентами, закрепляемыми тафтяной лентой, которую затем покрывают лаком. Катушку насаживают на дополнительный полюс и расклинивают деревянными клиньями.

Определение пригодности обмоток

Типичными повреждениями обмоток являются повреждение изоляции и нарушение целостности электрических цепей. О состоянии изоляции судят по таким показателям, как сопротивление изоляции, результаты испытания изоляции повышенным напряжением, отклонения значений сопротивления постоянному току отдельных обмоток (фаз, полюсов и т. д.) друг от друга, от ранее измеренных значений или от заводских данных, а также по отсутствию признаков междувитковых замыканий в отдельных частях обмотки. Кроме того, при оценке учитывают общую продолжительность работы электродвигателя без перемотки и условия его эксплуатации.

Определение степени износа изоляции обмоток проводится на основании различных замеров, испытаний и оценки внешнего состояния изоляции. В отдельных случаях изоляция обмотки по внешнему виду и по итогам испытаний имеет удовлетворительные результаты и двигатель после ремонта сдается в эксплуатацию без ее ремонта. Однако, проработав небольшое время, машина выходит из строя по причине пробоя изоляции. Поэтому оценка степени износа изоляции машины является ответственным моментом в определении пригодности обмоток.

Признаком теплового старения изоляции является отсутствие ее эластичности, хрупкость, склонность к растрескиванию и изломам при довольно слабых механических воздействиях. Наибольшее старение наблюдается в местах повышенного нагрева, удаленных от наружных поверхностей изоляции. В связи с этим для исследования теплового износа изоляции обмоток необходимо местное вскрытие ее на полную глубину. Для исследования выбирают участки небольшой площади, расположенные в областях наибольшего старения изоляции, но доступные для надежного восстановления изоляции после вскрытия. Для обеспечения достоверности результатов исследования мест вскрытия изоляции должно быть несколько.

При вскрытии изоляцию исследуют послойно, многократно изгибая снятые участки и осматривая их поверхность через лупу. При необходимости сравнивают одинаковые образцы старой и новой изоляции из того же самого материала. Если изоляция при таких испытаниях ломается, шелушится и на ней образуются множественные трещины, то она должна быть заменена полностью или частично.

Признаками ненадежной изоляции являются также проникновение масляных загрязнений в толщу изоляции и неплотная запрессовка обмотки в пазу, при которой возможны вибрационные перемещения проводников или сторон секций (катушек).

Для определения неисправности обмоток используют специальные приборы. Так, для выявления витковых замыканий и обрывов в обмотках машин для проверки правильности соединения обмоток по схеме, для маркировки выводных концов фазных обмоток электрических машин используют электронный аппарат ЕЛ-1. Он позволяет быстро и точно обнаружить неисправность в процессе изготовления обмоток, а также после укладки их в пазы; чувствительность аппарата позволяет выявить наличие одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков.

Если неисправности и повреждения имеются только у небольшой части обмоток, то назначают частичный ремонт. Однако в этом случае должна быть обеспечена возможность удаления неисправных частей обмотки без повреждения при этом исправных секций или катушек. В противном случае более целесообразен капитальный ремонт с полной заменой обмотки.

Нормативная документация

При эксплуатации, проверках и обслуживании электродвигателей руководствоваться можно книгой Н.М. Слоним «Испытания асинхронных двигателей при ремонте», где описаны методики их проведения. Несмотря на 1980 год выпуска, книга содержит актуальную информацию. Методы испытаний асинхронных двигателей изложены в ГОСТ 7217-87, он действующий, актуализация текста проведена 06.04.2015, переиздание было в 2003 году. Помимо этого, в ПУЭ и ПТЭЭП также приведена программа испытаний электрических машин переменного тока.

Также читают:

• Как измерить сопротивление изоляции кабеля
• Проверка работоспособности автоматического выключателя
• Что такое чередование фаз и как его проверить

Опубликовано:
30.08.2019
Обновлено: 30.08.2019

Испытание электродвигателя: особенности

После капитального ремонта электродвижка (с перемоткой обмоток статора) проводят контрольные (типовые) электрические испытания электродвигателей. Если по результатам ремонтных работ были изменены технические характеристики машины, и они стали отличными от паспортных данных, то выполняется типовое испытание-проверка электродвигателя. Если же технические характеристики после починки (восстановления) остались неизменными, то проводят контрольные испытания. Здесь к основным техническим характеристикам относятся мощность, вращающий момент, частота вращения ротора (якоря, вала).

Типовые послеремонтные испытания электродвигателя включают следующие работы (кроме основных, обязательных для всех типов проверки):

1. Для машин переменного тока – испытание асинхронных электродвигателей кратковременным повышенным напряжением, током, проверка нагрева, определение КПД, мощности и максимального вращающего момента, оценка пускового тока, вибраций в работе.
2. Для машин постоянного тока: оценка скоростной характеристики агрегата, КПД, проверка нагрева, определение зоны коммутации, проверка ее качества.

Испытание электродвигателей переменного тока (однофазных и трехфазных) после текущего ремонта включает меньший спектр работ.

В частности, с использованием специального оборудования осуществляется:

• проверка состояния изоляционного материала относительно корпуса двигателя и между витками обмотки;
• проверка повышенным напряжением на протяжении 60 сек (методика испытания электродвигателей до 10 кВ);
• работа на холостом ходу.

Определение технического состояния корпусной и межфазной изоляции обмоток

1. Заземлить обмотки двух фаз электродвигателя, а обмотку свободной фазы подключить к прибору или к схеме.
2. Включить прибор или схему и плавно повысить напряжение на обмотке электродвигателя от 400 В или менее до 1200 В и сделать отсчет значения токов утечки. Данные занести в журнал. Плавно повысить напряжение до 1800 В и также сделать отсчет значения токов утечки. Выключить прибор или схему. Данные занести в журнал.

   При повышении напряжения с 400 или менее до 1800 В во всем диапазоне не должно наблюдаться колебаний и бросков токов утечки. Абсолютное значение токов утечки при напряжении 1800 В не должно превышать 150 мкА.

3. Вычислить относительное приращение токов утечки при подъеме напряжения от 1200 до 1800 В, как отношение разности показаний микроамперметра при напряжении 1800 и 1200 В к показанию микроамперметра при напряжении 1200 В. Данные занести в журнал. Относительное приращение токов утечки при повышении напряжения в указанном диапазоне не должно превышать 1.
4. Измерить токи утечки и определить их относительное приращение поочередно для двух других фаз, как это указано в п. 2 и 3. Данные занести в журнал.
5. Вычислить коэффициент несимметрии токов утечки изоляции обмоток фаз электродвигателя, как отношение тока утечки при напряжении 1800 В фазы, имеющей наибольший ток утечки, к току утечки фазы с наименьшей величиной тока утечки. Значение коэффициента записать в журнал. Коэффициент неснмметрии токов утечки не должен превышать 2.
6. Провести анализ полученных данных. Если изоляция обмоток фаз статора не удовлетворяет хотя бы одному из перечисленных в п. 2, 3 и 5 требований (при повышении напряжения наблюдаются колебания или скачки токов утечки, абсолютное значение токов утечки при напряжении 1800 В превышает 150 мкА, относительное приращение токов утечки при повышении напряжения от 1200 до 1800 В превышает 1, коэффициент несимметрии токов утечки фаз превышает 2), то электродвигатель разбирают и определяют причины ослабления изоляции.

Послеремонтные испытания

Перед началом ремонта проводятся предремонтные испытания, для точной дефектации узлов асинхронного двигателя. Цель – выявить исправные двигатели, поступившие на ревизию по ошибке или имеющие незначительную неисправность, которую можно устранить сразу же.

В процессе ремонта проводятся операционные испытания (операционный контроль), цель которых – выявление ошибок, некачественных материалов или запасных частей и своевременное устранение выявленных замечаний

В первую очередь, важность операционного контроля обусловлена сокращением срока ремонта (если его не проводить, при наличии дефектного узла ремонт затянется), второй причиной является снижение затрат на ремонт

Если операционный контроль не проводить, то, например, при перемотке статора или ротора (при наличии дефекта металла или проволоки) неисправность можно обнаружить уже на испытаниях после ремонта, это приведет к значительному удорожанию обслуживания. Комплексный стенд проверки не только сократит срок операционного контроля, но и значительно упростит его проведение.

После капитального ремонта проводятся приемо-сдаточные испытания (если изменились электрические и магнитные характеристики, то проводятся типовые испытания).

Определение технического состояния короткозамкнутой обмотки ротора

1. Присоединить один из выводов обмотки фазы, от межкатушечного соединения которой сделан дополнительный вывод, и дополнительный вывод к схеме для определения обрывов стержней короткозамкнутых обмоток роторов.
2. На катушку фазы подать от схемы напряжение переменного тока, равное 10—15 В.
3. Медленно вращая ротор, пока он не сделает один или полтора оборота, следить за показаниями амперметра, включенного в цепь катушки обмотки фазы, на зажимы которой подано напряжение. При изменении тока, записать его максимальное и минимальное значения в журнал. Неизменность показаний амперметра при проворачивании ротора электродвигателя свидетельствует об отсутствии обрывов стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Изменение тока указывает на наличие ослабления сечения или обрыва стержней.

   Вычислить относительное изменение тока по формуле

   Если относительное изменение тока превышает 15%, то электродвигатель разбирают и определяют число оборванных стержней.

   П р и м е ч а н и е. Если электродвигатель не приспособлен к диагностированию, то напряжение подается в обмотку фазы. В этом случае допустимое относительное изменение тока при проворачивании ротора составляет 10%.

4. Отключить обмотку электродвигателя от схемы.