Діагностування міжвиткової ізоляції обмоток

Пошкодження міжвиткової ізоляції обмоток є однією з найпоширеніших причин виходу з ладу асинхронних електродви-гунів. Для деяких типів електродвигунів у перший період роботи (до 1000 год.) міжвиткові замикання складають до 60% всіх відмов. Звичайно міжвиткова напруга в найпоширеніших у народному господарстві асинхронних електродвигунах з короткозамкненим ротором не перевищує 10÷15 В. Непошкоджена емалева ізоляція проводів, з яких намотуються обмотки електричних машин, має досить високу електричну міцність (4¸6 кВ), але навіть в нових проводах зустрічаються точкові пошкодження шару ізоляційної емалі. В умовах експлуатації ці пошкодження прогресують і на їх місці можуть виникнути місцеві осередки пошкоджень міжвит-кової ізоляції, тобто місцеві дефекти. Крім цього, в процесі роботи електричних машин під дією тривалого теплового і механічного навантажень в шарі ізоляції проводів виникають мікроскопічні трі-щинки і пори, які також збільшуються і приводять до виходу обмо-тки з ладу. Розтріскуванню шару ізоляції проводів також сприяє різниця між коефіцієнтами теплового розширення міді і емалевої плівки, внаслідок чого під час різких змін температури в емалевій ізоляції виникають додаткові механічні напруги.

Пошкодження міжвиткової ізоляції обмоток електричних машин в початковій стадії визначити досить важко, бо між витками навіть при повній відсутності в місці дефекту на поверхні провід-ників емалевої плівки є повітряний проміжок зі значною пробив-ною напругою. Крім цього, звичайно стан міжвиткової ізоляції обмоток визначають при вимкненій з мережі електричній машині. Зусилля в обмотках машин в таких випадках відсутні і між витками в місцях дефектів можуть бути повітряні проміжки, що пере-шкоджає виявленню дефектів.

Для виключення ймовірності пробиття корпусної ізоляції під час діагностування міжвиткової ізоляції до обмоток електрич-них машин напругою 380 В можна прикладати напругу не вище 2,5¸3 кВ, в зв'язку з чим під час діагностики можна виявити дефе-кти в міжвитковій ізоляції на певній стадії їх розвитку.

Апаратами серії СМ (СМ-1, СМ-2, СМ-4) можна виявити міжвиткові замикання; встановлювати, в яких пазах електричної машини розміщені котушки, які мають міжвиткові замикання; перевіряти правильність сполучення схеми обмоток; визначати початки і кінці обмоток фаз, а також випробовувати на електричну міцність міжвиткову ізоляцію обмоток. Принцип дії апаратів цієї серії заснований на порівнянні імпульсних характеристик, які спостерігаються на екрані електроннопроменевої трубки. Під час контролю до затискачів апарата під’єднують дві обмотки електри-чної машини і по черзі посилають в них імпульси високої частоти. Якщо обмотки не мають асиметрії, яка вноситься короткозамк-неними витками, то криві імпульсів струмів, що проходять по обмотках, на екрані електронно-променевої трубки зливаються в одну криву. Якщо в одній з обмоток є дефект (короткозамкнені витки, неправильно сполучена обмотка тощо), то імпульси струмів, які проходять по обмотках, неоднакові і на екрані трубки спостері-гаються дві криві. За їх формою визначають вид дефекту.

Під час випробувань мостовим методом у випадках про-бивання міжвиткової ізоляції обмотки в діагоналі моста, утво-реного двома резисторами і двома фазами обмотки, на індикатор надходить напруга і він сигналізує про наявність пробивання. Під час випробування міжвиткової ізоляції обмоток електричних ма-шин або апаратів для визначення місця пошкодження викорис-товують індукційний метод.

Для визначення пазів, в яких розміщена обмотка з пошкод-женою ізоляцією, індуктор і давач переміщають по колу по всіх пазах статора доти, поки індикатор не покаже на наявність дефекта. При зволоженні ізоляції обмоток електродвигунів, які мають дефекти в міжвитковій ізоляції, опір ізоляції знижується в декілька десятків разів, різко збільшуються струми втрат і, як наслідок, знижується напруга виявлення дефектів апаратом ВЧФ-5-3. При-лади для виявлення дефектів міжвиткової ізоляції мають недостат-ню чутливість на самому початку їх розвитку. Дефекти з перехід-ним опором 0,7-0,8 Ом і більше виявити досить складно.

Розроблена також методика діагностування міжвиткової ізоляції обмоток зібраних асинхронних електродвигунів, яка дає змогу використовувати апарати для вимірювання магнітної асимет-рії обмоток і виключити магнітну асиметрію, що вноситься рото-ром і обумовлена нерівномірністю зазору і положенням стрижнів ротора відносно пазів статора. Згідно з цією методикою, в дві фази двигуна подається високочастотна напруга, наприклад, від апарату ВЧФ-5-3. Під час контролю повільно обертають ротор або повер-тають його на кути не більші 5÷10⁰ важелем з ізоляційного мате-ріалу (враховуючи умови техніки безпеки) і спостерігають за пока-зами індикатора приладу, ввімкненого на вимірювання різниці спадів напруг у випробуваних фазах. У разі наявності міжвиткових замикань або при їх виникненні внаслідок дії на ізоляцію під-вищеної напруги в процесі діагностування, покази індикатора при будь-якому положенні ротора будуть відрізнятися від нульового значення. У разі відсутності міжвиткового замикання при деяких положеннях ротора напруга на індикаторі буде дорівнювати нулеві. Визначення технічного стану міжвиткової ізоляції електродвигунів напругою 380 В рекомендується здійснювати при подачі в обмотку високочастотної напруги 1500-1600 В, яка не впливає на елект-ричну міцність ізоляції без дефектів, бо імпульсна міцність міжвиткової ізоляції становить 8,6 кВ, а мінімальна – 5 кВ.