Испытания электрооборудования после ремонта испытание асинхронных двигателей

Испытания электродвигателей после ремонта

Нормативными документами установлены два вида испытаний после капитального ремонта: типовые и контрольные.

Типовые испытания проводятся по максимальной программе, приближенной к испытаниям новых электрических машин. Это значительно способствует повышению эксплуатационной надежности отремонтированных машин. Они являются обязательными только для машин, прошедших капитальный ремонт, в результате которого изменены номинальные параметры (вращающий момент, мощность, частота вращения).

При типовых испытаниях электродвигателей проводят ряд дополнительных испытаний.

Для асинхронных двигателей — испытания при повышенной частоте вращения, на нагрев, определение коэффициентов полезного действия и мощности, определение скольжения, испытания на кратковременную перегрузку по току, определение максимального вращающего момента, пускового тока и измерение вибраций.

Для двигателей постоянного тока дополнительно проводят такие испытания, как снятие скоростной характеристики n = ƒ(I), на нагрев, определение коэффициента полезного действия, зоны безыскровой коммутации, проверка качества коммутации и измерение вибраций.

Если в результате капитального ремонта паспортные данные сохранены неизменными, электрические машины испытываются по программе контрольных испытаний, являющейся лишь частью программы типовых испытаний.

Испытания после текущего ремонта содержат операции, составляющие часть программы контрольных испытаний. В объем испытаний после текущего ремонта входит: измерение сопротивления изоляции статоров между отдельными обмотками и относительно корпуса, испытание повышенным напряжением частоты 50 Гц в течение 1 мин, испытание междувитковой изоляции на электрическую прочность и обкатка электродвигателя на холостом ходу. Испытательные напряжения после текущего ремонта должны составлять 80% от нормативного.

При контрольных испытаниях проводятся все измерения и испытания, которые обязательны после текущего ремонта, и кроме того измерения сопротивления постоянному току обмоток в ненагретом состоянии, воздушных зазоров, радиальных зазоров в подшипниках скольжения и осевых зазоров в подшипниках скольжения или разбега ротора по оси.

Для двигателей постоянного тока кроме этого проводят испытания при повышенной частоте вращения, определяют частоту вращения холостого хода, проводят проверку коммутации при нормальной нагрузке и при кратковременной перегрузке по току, проверку номинальных параметров двигателя.

Источник

Испытание электрических машин после ремонта

Отремонтированные машины в зависимости от мощности и назначения подвергаются приемосдаточным испытаниям согласно установленным нормам.
К числу основных испытаний, которым подвергают электрические машины, относят: проверку сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними, правильность маркировки выводных концов; измерение сопротивления обмоток; проверку коэффициента трансформации асинхронных двигателей с фазным ротором и холостого хода; испытание на повышенную частоту вращения, контроль изоляции между витками, проведение опыта короткого замыкания, испытание на нагревание под нагрузкой, испытание электрической прочности изоляции.
Сопротивление обмоток постоянному току чаще всего измеряют методом измерительных мостов и методом амперметра — вольтметра. При этом измеренные сопротивления не должны отличаться друг от друга более чем на ±2 %.
Электрическую прочность изоляции относительно корпуса испытывают переменным током частотой 50 Гц в течение 1 мин. Величина испытательного напряжения зависит от мощности и номинального напряжения машины и приводится в ПУЭ.
В частности, электрические машины мощностью до 1000 кВт подвергают следующим испытаниям:

1. проверке сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между собой. Проверку проводят при номинальном напряжении для машин до 1 кВ мегомметром на напряжение 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть в пределах 0,5 — 1 МОм;
2. испытанию изоляции электрической прочности повышенным напряжением переменным током промышленной частоты 50 Гц в течение 1 мин (величина напряжения для обмоток статора машин переменного тока приведена в табл.);
3. измерению величины зазоров между сталью ротора и статора, а также в подшипниках.

Измерение сопротивления изоляции постоянному току обмоток статора и ротора выполняется у электродвигателей номинальным напряжением 3 кВ и выше и мощностью 300 кВт и более.
Испытание на холостом ходу проводится для электродвигателей мощностью 100 кВт и более на номинальное напряжение 3 кВ и выше.
Проверка позволяет установить существенные неполадки, например: повышенный ток холостого хода указывает на увеличенный зазор между статором и ротором или малое число витков в обмотке статора; большие потери мощности при холостом ходе — на междувитковое замыкание, повреждение сердечника или повышенное трение в подшипниках.
Измерение тока холостого хода каждой фазы и пусковых токов проводят на специальных испытательных стендах, оборудованных источниками регулируемого напряжения, двигателями- генераторами, преобразователями, выпрямителями, трансформаторами, индукционными регуляторами с плавным регулированием напряжения от 60 до 500 В и другим оборудованием с необходимыми контрольно-измерительными приборами и аппаратурой. Испытательные стенды снабжены также приспособлениями для установки и крепления машин и пультов управления.
Обмотки ремонтируемых электродвигателей контролируют и испытывают на трех стадиях производства: после изготовления катушек обмоток, укладки обмоток в пазы и сборки двигателя.
Заключительные этапы проверки ремонтируемого электродвигателя — измерение зазоров и пробный пуск. Перед окончательными испытаниями на стенде проверяют правильность сборки и взаимодействия всех частей двигателя путем пробного пуска и работы на холостом ходу в течение 30 мин.
Перед пробным пуском проверяют готовность машины к пуску и работе: наличие смазочного масла в подшипниках, правильность положения щеток (у электродвигателей с фазным ротором щетки должны быть опущены на контактные кольца, а пусковой реостат введен полностью), отсутствие в машине посторонних предметов, свободное вращение ротора без задевания вращающимися частями, прочное закрепление неподвижных подшипниковых щитов. Запустив машину с подшипниками скольжения, наблюдают за работой смазочного кольца: оно должно плавно вращаться и подавать масло на шейку вала. Шариковые и роликовые подшипники должны работать без шума.
По истечении 30 мин работы на холостом ходу двигатель останавливают и, приняв меры предосторожности, исключающие пуск его в работу, тщательно осматривают и ощупывают его обмотку, подшипники и другие части, чтобы выявить местные нагревы и дефекты деталей. Двигатель передают на испытательную станцию для окончательных испытаний, где в первую очередь определяют его номинальные данные.
Методика и объем испытаний для отремонтированного двигателя устанавливаются инструкциями, разработанными для конкретной испытательной станции ремонтного цеха, с учетом требований ГОСТ, ПУЭ и инструкций заводов-изготовителей электродвигателей. Результаты испытаний заносятся в протокол.

Источник

Испытания электрооборудования после ремонта испытание асинхронных двигателей

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

2. Частичная замена обмотки

Оставшаяся часть обмотки после выемки заменяемых катушек, секций или стержней

2U*рот (но не менее 1,2 кВ)

Вся обмотка после присоединения новых катушек, секций или стержней

2U*рот (но не менее 1,0 кВ)

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

4. Допустимые значения воздушного зазора

Номинальный диаметр вала, мм

Зазор, мкм. при частоте вращения, об/мин

Тип изоляции витков

Амплитуда напряжения, В/виток

до укладки секций в пазы

после укладки и бандажировки

Провода ПБД, ПДА, ПСД

Провод ПБД с однослойной изоляцией из бумажной ленты

Провода ПБД и ПДА с изоляцией слоем

микаленты через виток

То же, с прокладками миканита в пазовой части

Провод с однослойной изоляцией микалентой толщиной 0,13 мм вполнахлеста

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

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

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

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

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.

• 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.

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.

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.

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.

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%.

Отключить обмотку электродвигателя от схемы.

Источник