Ремонт обрыва обмотки якоря

Способы устранения повреждений в обмотке якоря

В зависи­мости от характера повреждений применяются те или иные способы их устранения. Так, например, обрыв пли плохой контакт в об­мотке (в петушках и хомутиках) и коллекторе может быть устранен перепайкой обмотки в указанных местах. Если же обрыв произо­шел в самом проводнике, то стержень или секцию нужно заменить новыми. Если обрыв имеется в лобовой части обмотки, то в неко­торых случаях возможно устранение дефекта без замены секции. При ручных обмотках устранение обрыва внутри секции затруд­нительно, и здесь необходима частичная перемотка якоря.

Наиболее часто замыкание на корпус бывает в местах выхода секций из пазов. Этот дефект можно устранить установкой под секцией небольших клиньев из изоляционного материала (фибра, сухой бук) или проложив покрытые лаком подкладки из летероида, электрокартона, слюды и т. д. Замыкание на корпус в пазовой части секции лучше всего ликвидировать переизолировкой всей секции или же заменой ее новой. Замыкание на корпус, вызванное отсырением, устраняют просушкой. Если имеется замыкание на корпус в нескольких секциях и, кроме того, изоляция других секций слаба, то приходится перематывать всю обмотку якоря. В случае соединения коллектора с корпусом необходима его разборка и ремонт.

Замыкание в обмотке якоря между несмежными секциями и вообще замыкания большого числа секций встречаются реже за­мыканий внутри самой секции или же между концами секций на коллекторе. Поэтому прежде чем приступить к устранению замы­каний, необходимо тщательно осмотреть коллектор и убедиться в отсутствии соединений между его пластинами.

В случае короткого замыкания в секции ее необходимо заменить новой или всю переизолировать, так как при этом дефекте вся изоляция секции обычно приходит в негодность. Переизолировкой лишь места замыкания можно ограничиться только в случае непол­ного контакта в месте замыкания, да и то при отсутствии иных повреждений изоляции. Более или менее длительная работа машины при больших короткозамкнутых ветвях может привести в негод­ность всю обмотку, что потребует полной ее перемотки.

Ниже приводятся способы выключения поврежденных секций. Эти способы устранения дефектов могут применяться лишь в ка­честве временной меры, в случаях крайней необходимости, и когда число коллекторных пластин не слишком мало. Во многих случаях выключение одной секции не отражается заметным образом на коммутации машины.

На рис. 11, а показан способ выключения секции петлевой обмотки, имеющей соединение с корпусом или обрыв. Концы по­врежденной секции отпаивают от коллектора, а две коллекторные пластины, к которым были они подключены, соединяются между собой путем пропайки или же перемычкой, надежно припаиваемой к коллекторным пластинам. Концы выключенной секции изолируют. Если в секции имеется соединение между витками, то, кроме ска­занного, необходимо еще разрезать секцию, чтобы в ней не могли циркулировать токи, образующиеся в короткозамкнутой ветви при работе машины.

Если в секции замкнуто небольшое число витков, то из нее можно выключить лишь короткозамкнутые витки. Для этого короткозамкнутые витки в лобовой части со стороны, противоположной коллектору, разрезают и изолируют, а витки, оставшиеся целыми, припаивают друг к другу. На рис. 11, б показан подобный случай, когда при наличии четырех витков в сек­ции замыкание имеется между двумя рядом лежащими витками в точках а и б. На рис. 11, в короткозамкнутая ветвь показана сплошной линией, а пунктиром показана выключенная и разре­занная часть секции. Из секции, помимо короткозамкнутого витка, выключают еще один виток, чтобы в оставшейся части секции не было частей короткозамкнутой ветви.

НЕТ ОДНОЙ КАРТИНКИ

Рис. 11. Выключение секций петлевой обмотки

При замыкании на корпус или обрыве в секции волновой обмотки такие выключения также возможны, но здесь нужно выключить весь об­ход обмотки. Так, при повреждении в одной секции (см. пунктир на рис. 12) замыкают накоротко смеж­ные пластины а и б этого обхода. Кроме того, из коллекторных пла­стин а, б, г и ж выпаивают концы, а оставшиеся свободными коллек­торные пластины г и ж соединяют перемычками со смежными пласти­нами в и е. Такое соединение свобод­ных пластин со смежными служит для улучшения коммутации. Короткозамкнутый контур должен быть разрезан, и образующиеся концы изолированы.

Выключение целого «обхода» обмотки не является обязательным, можно выключить лишь дефектную секцию. Так, при наличии дефекта в секции, приключенной к коллекторным пластинам б и г (рис.12), концы этой секции выпаивают из пластин, а пластины б и есоединяют между собой прочно закрепленным проводником. При волновой обмотке можно выключать и части витков секции, что делается так же, как и при петлевой обмотке.

Рис. 12. Выключение сек­ции волновой обмотки.

5. Повреждения в обмотке полюсов. В обмотках полюсов чаще всего повреждаются переходы, выводные концы катушек и места прохода выводных концов через корпус. К наиболее распростра­ненным дефектам следует отнести: замыкание обмоток на корпус, обрыв или плохой контакт в обмотках, соединение между витками.

Чтобы найти катушку, замкнутую на корпус, всю обмотку отсоединяют от якоря и через нее пропускают постоянный ток, причем в параллельную обмотку можно подать нормальное для нее напряжение. Затем один конец, идущий от вольтметра, присое­диняют к корпусу, а вторым (свободным) концом касаются соеди­нительных перемычек между полюсами (рис. 13). Наименьшее показание прибора будет с обеих сторон катушки, замкнутой на корпус. При исследовании последовательной обмотки или обмотки добавочных полюсов нужно пользоваться милливольтметром, вклю­чая в цепь реостат, для уменьше­ния силы тока.

Рис. 13 Схема для нахож­дения обмоток полюсов с корпусом

Катушки, замкнутые на корпус можно обнаружить также, разъеди­няя их и поочередно испытывая контрольной лампой или мегоммет­ром.

Обрыв в обмотках полюсов бывает лишь, в катушках, изготовленных из проволоки небольшого сечения, т. е. в катушках параллельного возбуж­дения. В катушках последовательно­го возбуждения и в обмотке доба­вочных полюсов этот дефект почти не встречается. Плохой контакт встречается во всех видах обмоток. Наиболее часто обрыв или плохой контакт бывают в выводах катушек, в соединительных перемычках между полюсами и в кабельных наконеч­никах.

Для нахождения обрыва или плохого контакта в катушке па­раллельной обмотки к ней подводят нормальное напряжение и вольтметром касаются поочередно выводных концов каждой катушки. При наличии обрыва вольтметр, приключенный к зажимам повреж­денной катушки, покажет полное напряжение сети. На остальных же катушках прибор не даст отклонения. При плохом контакте напряжение на зажимах поврежденной катушки будет больше напряжения других катушек.

Рис. 14. Схема для нахождения обрыва в обмотке полюсов

Этот способ может быть несколько видоизменен. Обмотку также включают на нормальное напряжение, причем один проводник, идущий от вольтметра, приключают к одному из проводов сети, а вторым касаются поочередно выводных концов всех катушек (рис. 14); стрелка прибора не будет отклоняться до тех пор, пока не будет перекрыта катушка с обрывом. Катушка с обрывом может быть найдена и поочередным питанием всех катушек. При отсут­ствии обрыва в катушке будет протекать ток, что может быть за­мечено по амперметру, включенному в цепь.

Наконец обрыв можно обнаружить мегомметром или контроль­ной лампой, не разъединяя катушек и испытывая соединение между собой двух выводных концов каждой катушки при отсоединенных выводных концах обмотки.

Короткое замыкание незначительного числа витков обмотки параллельного возбуждения может весьма мало сказаться на ра­боте машины, особенно при волновой обмотке или петлевой с урав­нительными соединениями

При наличии короткого замыкания в параллельной обмотке наблюдается неравномерный нагрев катушек, причем менее нагре­той оказывается дефектная катушка. Это объясняется тем, что при выключении части витков и одинаковом токе во всех катушках (предполагается последовательное их включение) в дефектной выделяется меньше тепла, а в короткозамк-нутых витках, находя­щихся в постоянном магнитном иоле, не индуктируются э. д. с, как это могло бы иметь место при магнитном переменном поле. Увеличение нагрева исправных катушек обусловливается также тем, что сила тока в обмотке возбуждения, в связи с уменьшением ее сопротивления, увеличи­вается. Дефектная катушка может быть найдена также из­мерением сопротивления изме­рительным мостиком или же измерением падения напряже­ния у работающей машины.

Эти два способа дают хоро­шие результаты лишь при отно­сительно большом числе ко­роткозамкнутых витков, так как сопротивления исправ­ных катушек могут отличаться друг от друга на несколько процентов.

Надежные результаты дает нахождение замыкания в витках при питании параллель- ной обмотки переменным то­ком. При этом способе даже небольшое число короткозамкнутых витков дает себя знать немед­ленно, так как при этом резко меняется полное сопротивление дефектной катушки, а следовательно, и напряжение на ее зажимах (см. также прилож. 8, Б-5).

Так как полное сопротивление катушки переменному току зна­чительно превосходит сопротивление постоянному току, то для получения достаточно определенных результатов к обмотке воз­буждения подводят более высокое напряжение переменного тока или же питают поочередно часть катушек. При питании дефектной катушки переменным током наблюдается не только уменьшение падения напряжения на ее зажимах, но и сильное разогревание короткозамкнутых витков, охватывающих переменный магнитный поток.

При испытаниях переменным током следует иметь в виду, что на якоре и оставшихся неприсоедин-енными полюсах может ока­заться высокое напряжение, и поэтому необходимы соответствую­щие предосторожности.

Испытание переменным током дает определенные результаты лить при отсутствии у катушек металлических каркасов, дейст­вующих размагничивающим образом подобно вторичной корот­козамкнутой обмотке трансформатора. Кроме того, должны быть изолированы щетки от коллектора, так как в противном случае размагничивающее действие могут оказывать секции обмотки якоря, замкнутые накоротко щетками.

Замыкание в витках последовательной обмотки пли обмотки добавочных полюсов определяется при питании их постоянным током через реостат либо при нормальной работе. Напряжения измеряют милливольтметром. Судить о наличии дефекта по раз­личному нагреву этих катушек затруднительно. Короткое замы­кание в обмотке дополнительных полюсов характеризуется от­сутствием искрения при холостом ходе и усиливающимся искрением на щетках одного из бракетов но мере возрастания нагрузки.

Способы устранения дефектов в обмотках полюсов зависят от характера повреждения. Обрыв, а также плохой контакт, в на­ружных, доступных для ремонта местах устраняют пропайкой. Чтобы найти замыкание на корпус, дефектную катушку снимают с сердечника полюса и осматривают места соприко-сновения ее как с полюсом, так и со станиной.

Замыкания в обмотках полюсов, если они находятся не на выводных концах, устраняют частичной или полной перемоткой. С катушки отматывают витки и одновременно производят осмотр. Если обнаруживается, что изоляция катушек, за исключением мест соединения с корпусом или замыкания между витками, не повреждена и находится в удовлетворительном состоянии, то можно ограничиться лишь изолированием поврежденных мест. В против­ном случае необходима полная перемотка катушки.

Если повреждения в обмотках полюсов вызваны отсыреванием изоляции, то они могут быть устранены просушкой катушек.

Б. Повреждения в обмотках машин переменного тока

1. Короткие замыкания в обмотках переменного тока (в статорных обмотках и роторных обмотках асинхронных двигателей).

Воз­можны следующие замыкания:

1. между витками одной: катушки,

2. между катушками или катушечными группами одной фазы,

3. между катушками разных фаз.

Основным признаком, по которому можно найти замыкание в обмотках переменного тока, является нагрев короткозамкнутого контура. Для этого необходимо ощупать обмотку после отключе­ния ее. Ощупывание обмотки следует производить только при выключенной обмотке. Чтобы найти дефект в фазном роторе асин­хронного двигателя, ротор затормаживают и включают статор в сеть. В случае замыкания значительной части обмотки ротора или в случае двигателей большой мощности затор-маживание при номинальном напряжении становится невозможным, так как вы­зывает большую силу тока в статоре и срабатывание защиты дви­гателя. В таких случаях испытание рекомендуется произ-водить при пониженном напряжении.

В некоторых случаях короткозамкнутую часть обмотки можно сразу определить по внешнему виду — по обуглившейся изоляции.

Следует иметь в виду, что при наличии параллельных ветвей в обмотке короткое замыкание в одной из ветвей фазы (при значи­тельном числе замкнувшихся витков) может вызвать нагрев и другой ветви, не имеющей короткого замыкания, так как послед­няя оказывается замкнутой витками дефектной ветви обмотки (на­хождение повреждения в подобных случаях см. ниже).

Рис. 15. Пояснение признаков замыкания в обмотках при соединении их. звездой (а) и треугольником (б).

Фазу, имеющую замыкание, можно найти по несимметрии потребляемого тока из сети. При соединении обмотки звездой (рис. 15, а) в фазе, имеющей замыкание, ток (А₃) будет больше, чем в двух других фазах. При соединении обмотки треугольником (рис. 15, б) в двух фазах сети, к которым присоединена дефектная фаза, токи (А₁ и А₃) будут больше, чем в третьей фазе (А₂). Опыт определения дефектной фазы рекомендуется производить при по­ниженном напряжении (1/3 – 1/4 от номинального); в случае асин­хронного двигателя с фазным ротором обмотка последнего может быть разомкнута, а в случае асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором или же в случае синхронного двигателя ротор может вращаться или быть заторможенным. При проведении_опыта с синхронным двигателем в неподвижном состоянии его обмотка возбуждения должна быть замкнута накоротко или же на раз­рядное сопротивление.

В опыте с неподвижной синхронной машиной токи в ее фазах будут различаться даже в том случае, если машина исправна, что объясняется магнитной асимметрией ее ротора. При повора­чивании ротора эти токи будут изменяться, однако при исправной обмотке пределы их изменений будут одинаковы.

Фаза, имеющая замыкание, может быть определена и по ве­личине ее сопротивления постоянному току, измеренного мостиком, либо по методу амперметра и вольтметра; меньшее сопротивление будет иметь фаза с замыканием. Если же нет возможности разъединить фазы, то производят измерения трех междуфазных сопротивлений. В случае соединения фаз звездой (рис. 15, а) наибольшую величину сопротивления будет иметь междуфазное сопротивление, измеренное на концах фаз, не имеющих замыканий; два других сопротивления будут равны между собой и будут меньше первого. В случае соединения фаз треугольником (рис. 15, б) наименьшее сопротивление будет при измерении на концах фазы, имеющей замыкание; два других измерения дадут большую величину сопротивления, причем оба они будут одинаковы.

Катушечные группы или катушки, имеющие замыкания, могут быть найдены, при питании переме-нным током всей обмотки или только дефектной фазы, по нагреву или по величине падения напря-жения на их концах. Катушечные группы или катушки, имеющие замыкание, будут сильно нагреты и иметь меньшее падение напря­жения (при измерении напряжения удобно пользоваться острыми щупами, которыми прокалывают изоляцию соединительных про­водов). В этом случае так же, как и выше, дефектные катушки можно найти по величине сопротивления постоянному току.

Замыкания в обмотке генератора могут быть найдены по ве­личине индуктированной э. д. с. в фазах обмотки, в ее катушечных группах или в катушках. Для этого генератор пускают в ход, дают ему небольшое возбуждение и производят измерения фазных напряжений; если обмотки соединены треугольником, то фазы следует разъединить. Фаза, имеющая замыкание, будет иметь меньшее напряжение. Для нахождения катушечной группы или катушки, имеющей замыкание, измеряют напряжение на их кон­цах. В случае высоковольтной машины опыт можно произвести при остаточном напряжении.

В тех случаях, когда необходимо выяснить, имеется ли дефект в статорной или роторной обмотках, поступают следующим об­разам.

Статорную обмотку включают на пониженное напряжение (1/3 – 1/4 от номинального) при разом-кнутом роторе и измеряют напряжение на кольцах ротора, медленно проворачивая ротор. Если напряжения на кольцах ротора (попарно) не равны между собой и меняются в зависимости от поло-жения ротора по отношению к статору, то это указывает на замыкание в статорной обмотке. При замы-кании в роторной обмотке (при исправной статорной) напряжение между кольцами ротора будет неодинаковым и не будет меняться в зависимости от положения ротора. Опыт может быть произведен при питании ротора и измерении напряжения на за­жимах статора, при этом получится обратная карти-на. Подводи­мое к ротору напряжение должно составлять 1 /₃ — 1/₄ от номи­нального напряжения на кольцах ротора, т. е. от напряжения на кольцах при неподвижном роторе и статоре, включенном на номинальное напряжение.

После того как установлено, какая из обмоток (роторная или статорная) имеет соединение между витками, определяют дефект­ную фазу, катушечную группу или катушку рассмотренными выше способами.

В сложных случаях (при замыкании большого числа катушек) или когда короткозамкнутую ветвь по каким-либо причинам не удается выявить, прибегают к методу деления, обмотки на части. Для этого обмотку делят сначала пополам и проверяют мегомметром соединение между собой этих частей. Затем одну из этих частей делят снова на две части и каждую из них проверяют на соединение с первой половиной и т. д. до тех пор, пока не будут найдены ка­тушки, имеющие соединение.

Для наглядности на рис. 16 схематически представлен этот способ нахождения дефекта в фазе, имеющей восемь катушечных групп при наличии соединения между катушками 2 и 6 катушеч­ных групп. Деление обмотки на части показано в последовательном порядке.

Способ последовательного деления на равные части позволяет обойтись меньшим количеством распаек, чем при делении всей обмотки на катушечные группы.

Если замыкание произошло между двумя фазами, то место соединения находят аналогично предыдущему, разъединяя обмотки пофазно. Катушки одной из фаз, имеющей соеди­нение, разделяют на две части и мегомметром проверяют наличие сое­динений каждой такой половины со второй фа­зой. Затем ту часть, ко­торая соединена с другой фазой, снова разделяют на две части и каждую из них снова проверяют и т. д.

Метод последовательнorо деления на части применяют при нахожде­нии замыкания в обмот­ках, имеющих парал­лельные ветви. В этом случае необходимо дефектные фазы разделить на параллельные ветви и определить сна­чала, между какими ветвями имеется соединение, а уж затем при­менить к ним этот метод.

Так как замыкания между фазами или катушечными группами чаще бывают в лобовых частях обмотки или соединительных про­водниках, то иногда удается сразу же найти место соединения путем приподымания и шевеления лобовых частей с одновремен­ной проверкой мегомметром.

2. Обрывы и плохой контакт в обмотках переменного тока.

Прежде чем приступить к отысканию обрывов или плохого кон­такта в обмотке, необходимо убедиться в отсутствии этих дефек­тов вне обмотки. Так, признаки обрыва или плохого контакта в статорных обмотках могут быть следствием перегорания пре­дохранителя, недостаточного прилегания контактов пусковой аппаратуры, неплотности контактов выводных концов и т.д. Эти дефекты могут оказаться и в короткозамыкающем кольце асинхрон­ного двигателя вследствие недостаточного контакта одной из щеток и т. д. После того как установлено, что дефект находится в самой обмотке, необходимо приступить к тщательному осмотру всех паек, особенно в хомутиках роторов.

Фаза, имеющая обрыв, может быть найдена мегомметром. Для этого, в случае соединения обмотки звездой, один конец от мегом­метра присоединяют к нулевой точке, а вторым поочередно ка­саются концов всех фаз. В случае треугольника необходимо разъеди­нить обмотку в одной точке и испытать каждую фазу в отдельности.

При недоступной нулевой точке обмотки, соединенной звездой, фазу, имеющую обрыв, можно найти по показаниям амперметров или при помощи мегомметра. Для этого касаются двумя концами от мегоме-тра попарно всех выводов обмотки. В случае соединения фаз треугольником найти фазу, имеющую обрыв, при помощи мег­омметра без разъединения обмотки не представляется возможным. В этом случае фазу, имеющую обрыв, можно найти, измеряя оми­ческое сопротивление обмотки между выводами. При измерениях между точками А и В (рис. 17), а также между точками А и С, мы получим одинаковые величины сопротивлений, в то время как между точками В и С (концы фазы, имеющей обрыв) сопротивление будет равно сумме сопротивлений двух других фаз.

Рис. 17. Пояснение к нахождению обрыва в обмотке, соединенной треугольником.

В случае генератора с обмотками, соединенными звездой, обрыв в какой-либо фазе можно определить по отсутствию в ней напряжения. Если обмотки соединены треугольником, то в случае обрыва в одной фазе междуфазные напряжения при холостом ходе остаются одинаковыми, и поэтому для нахождения поврежденной фазы необходимо либо разъединить обмотки и измерить напряжение на зажимах каждой фазы, либо определить дефектную фазу, измеряя сопротивления (см. рис. 17).

Чтобы найти катушечную группу или катушку, имеющую обрыв, одним концом мегомметра касаются одного конца фазы, и другим — поочередно всех соединительных проводов между ка­тушечными группами и катушками; при миновании частей обмоток с обрывом, мегомметр дает большие показания (соответственно сопротивлению изоляции испытуемой, обмотки). При этом испы­тании удобно пользоваться острыми щупами во избежание зачистки соединительных проводов. Количество зачисток или проколов изоля­ции можно уменьшить. Для этого надо одним концом от мегомметра коснуться сначала середины обмотки фазы, а вторым — поочередно концов фазы и этим определить половину, имеющую обрыв, а за­тем коснуться средней точки дефектной половины и т. д., пока не будет найдена катушка с обрывом.

Наиболее вероятные места обрывов в проволочных обмотках находятся в междукатушечных соединениях, а в стержневых об­мотках — в пайках (хомутиках). В короткозамкнутых обмотках роторов асинхронных двигателей и пусковых обмотках синхрон­ных двигателей обрывы или плохой контакт часто имеют место из-за плохой приварки или пайки, в местах соединения стержней с замыкающими кольцами. Обрывы или плохой контакт в пусковых обмотках часто являются следствием окисления контактных по­верхностей замыкающих колец, части которых соединены между собой болтами.

Обрывы в короткозамкнутых обмотках могут иметь место в па­зовых частях в результате механи-ческих повреждений. В роторах асинхронных двигателей с алюминиевой литой обмоткой, обрывы в пазовой части могут иметь место из-за дефектов при литье.

Для того чтобы убедиться в наличии обрыва пли плохого кон­такта в короткозамкнутых обмотках, производят следующий опыт.

Ротор затормаживают и в статор подают напряжение, равное 1/4 — 1 /5 от номинального. Затем ротор медленно проворачивают и измеряют силу тока в статоре (в одной или трех фазах). При исправном роторе сила тока в статоре во всех положениях ротора будет одинаковой, а при обрыве или плохом контакте будет изме­няться в зависимости от положения ротора.

Места обрывов или плохого контакта в наружных частях ко­роткозамкнутых обмоток асинхронных двигателей и демпферных (пусковых) обмоток син­хронных машин могут быть найдены тщательным на­ружным осмотром.

В пазовой части стержня можно найти обрыв следую­щим способом.

Ротор несколько выдви­гают из статора и надежно предохраняют от провора­чивания в обмотку статора подают пониженное напря­жение (1/4 — 1/5 от номи­нального). На каждый паз выступающей части ротора поочередно накладывают тонкую стальную пластин­ку, перекрывающую два зубца ротора. При нахожде­нии пластинки над пазами, в которых нет стержней с обрывом, она будет притягиваться и дребезжать; как только пластинка перекроет паз с поврежденным стержнем, притяжение и дребезжание

станут значительно слабее или вовсе исчезнут.

Во избежание перегрева обмоток опыт следует производить достаточно быстро. Плохой контакт в обмотке можно обнаружить по методу падения напряжения при питании обмотки постоянным током. Схема для обнаружения плохого контакта в хомутиках ротора асинхронного двигателя показана на рис. 18; она анало­гична приведенной выше (см. рис. 5). В поврежденном хомутике падение напряжения будет больше, чем в исправных хомутиках с хорошей пайкой.

3. Замыкание обмоток переменного тока на корпус.

Фазу обмотки, замкнутую на корпус, можно определить мегомметром после разъ­единения (при наличии шести выводных концов у статорных об­моток) или распайки фаз.

Точное определение места замыкания облегчается «прожига­нием». Применительно к машине низкого напряжения операция состоит в том, что один конец фазы присоединяют к полюсу сети, а второй полюс — к корпусу через предохранитель 30—40 а.

Прохождение тока через место замыкания на корпус вызовет появле­ние дыма. Напряжение надо постепенно повышать до полного пробоя. На машине высокого напряжения «прожигание» можно произ­вести либо приложением низкого напряжения, либо от специаль­ной испытательной установки.

Место замыкания обмотки на корпус можно найти также мето­дом деления ее на части, либо методом питания постоянным током.

Деление на части состоит в том, что мегомметром определяют фазу, имеющую замыкание на корпус, делят ее пополам распайкой междукатушечных соединений, а затем опять мегомметром опреде­ляют часть обмотки, имеющую соединение с корпусом. Подобное деление продолжают до тех пор, пока не будет найдена дефектная катушечная группа или катушка. Одновременно с проверкой мегом­метром рекомендуется шевелить катушки. Изменение отклонений мегомметра укажет на на­личие корпусного замыка­ния в перемещаемой части катушки.

Рис. 19 Схема для нахождения соединения обмотки переменного тока с корпусом

Схема метода постоян­ного тока (рис. 19) заклю­чается в том, что оба конца фазы, имеющей замыкание на корпус, соединяют ме­жду собой и к ним присое­диняют один из зажимов от сети постоянного тока или батареи аккумуляторов. Другой зажим источника тока присоединяют к кор­пусу машины. Чтобы можно было ограничивать и регу­лировать силу тока, в цепь включают реостат. Источник постоян­ного тока не должен быть заземлен, а если одни полюс его все же заземлен, то его следует присоединить к корпусу машины.

При замыкании обмотки на корпус направления токов в двух частях обмотки, разграниченных точкой замыкания, будут про­- тивоположны.

Если поочередно касаться двумя проводами, при­соединенными к милливольтметру, концов каждой катушечной группы, то стрелка прибора будет все время отклоняться в одном направлении до тех пор, пока концы от прибора не минуют концов катушечной группы, замкнутой на корпус. В последнем случае отклонение стрелки изменится на обратное. На концах дефектной катушечной группы направление отклонения стрелки прибора будет зависеть от того, к какому концу ближе находится место замыкания на корпус. Кроме того, величина падения напряжения на концах катушечной группы, замкнутой на корпус, будет меньше, чем у других катушек, если замыкание на корпус не находится вблизи концов этой катушки. Для нахождения дефектной катушки поступают аналогично предыдущему.

На рис. 20 показаны случаи замыкания на корпус с одной из катушек группы. Оставив неизменной схему питания постоянным током, измеряют последовательно падения напряжения попарно между точками а — б, б — в, в—г, г—д и наблюдают за направ­лением отклонения стрелки прибора. Отклонение стрелки прибора в точках а и б будет противоположно отклонениям в точках в —г и г — д, в точках же б — в направление отклонения будет зависеть от места нахождения корпусного замы-кания, а величина падения напряжения будет меньше, чем на зажимах других катушек. Чтобы измерить падение напряжения, можно либо зачистить соединитель­ные проводники, либо воспользоваться острыми щупами, прока­лывающими изоляцию

Рис. 20. Замыкание на корпус одной из катушек группы при простой катушечной обмотке (а) и при двухслойной обмотке (б).

Место замыкания на корпус можно определить и при помощи магнитной стрелки, если перемещать ее вдоль каждого паза; как только стрелка пройдет мимо места замыкания на корпус, она изменит направление отклонения на обратное. Это испытание требует разборки машины. Кроме того, чтобы получить хороший результат, необходим металлический контакт в месте замыкания на корпус. Этого достигают «прожиганием».

4. Способы устранения повреждений в обмотках переменного тока.

При устранении повреждений в обмотках переменного тока руководствуются теми же соображе-ниями, что и в случае устра­нения повреждений в якорях машин постоянного тока.

В экстренных случаях, в качестве временной меры, здесь также допускается выключение поврежденной катушки из схемы. Вы­ключенную катушку необходимо надежно изолировать (а в случае замыкания между витками — разрезать) или совершенно удалить из пазов. Освободившиеся пазы следует заполнить деревянными клиньями. Количество выключенных витков не должно превышать 10% общего числа витков одной фазы. Такое выключение возможно только при последовательном соединении всех катушек одной фазы и сопряжении фаз звездой. При параллельном соединении катушек или сопря-жении фаз треугольником выключение катушек одной фазы недопустимо, так как вследствие несимметричности параллельных ветвей пли фаз в обмотке возникнут большие урав­нительные токи. В этом случае нужно выключить соответствующее количество катушек и в других фазах или параллельных груп­пах. При этом желательно выключать катушки, сдвинутые отно­сительно поврежденных на kZ/p пазов в других параллельных груп­пах, и kZ/Зр пазов в других фазах, где к — целые числа.

В случае генератора выключение катушек в одной фазе воз­можно только тогда, когда генератор не работает параллельно с другими генераторами.

4. Повреждения в обмотках возбуждения.

Для нахождения повреждений в обмотках возбуждения машин переменного тока применены те же способы, что и для нахождения повреждений в обмотках полюсов машин постоянного тока.

Для нахождения междувитковых замыканий в обмотках роторов явнополюсных машин по методу питания переменным током (см. прилож. 8, А-5) применяют напряжение порядка 120—500 в, в зави­симости от числа полюсов. При отсутствии надлежащего напряже­ния следует разделить катушки на группы.

При применении этого метода к роторам турбогенераторов необ­ходимо снять бандажи (каппы), приложить к обмотке ротора 110—120 в от источника переменного тока и при помощи заостренных стальных щупов (игл), которыми прокалывают изоляцию, измерить напряжение на отдельных катушках. Эти измерения необходимы и в тех случаях, когда некоторые дефектные места обнаружены осмотром, так как в обмотке могут быть и скрытые места повреж­дений.

Для определения соотношений между напряжениями на ка­тушке с короткозамкнутыми витками и на исправных катушках был проведен соответствующий опыт [32].

На полюсной катушке № 6 шестиполюсного синхронного гене­ратора были закорочены от одного до десяти витков, при общем числе 118 витков на катушку, и измерены напряжения на отдель­ных катушках (табл. 1).

Общее подведенное напряжение, (в)	Сила тока (а)	Номер катушки	Число закороченных витков в катушке № 6
напряжение, (в)
22.35
23,65
24,9
25.9	127,9	128.5
26,5

Из этого опыта видно, что закорачивание только одного витка из 118 витков на катушке, т. е. менее одного процента от общего числа всех витков, можно легко обнаружить при помощи переменного тока по резкой разнице напряжений на отдельных катушках. При испытании постоянным током междувитко-вое соединение, охватывающее такое незначительное число витков, обнаружить было бы невозможно. Из-за размагничивающего действия тока, индук­тируемого в короткозамкнутых витках катушки № 6, напряжение на соседних катушках № 1 и 5 также понижается в сравнении с бо­лее отдаленными кату-шками № 2, 3 и 4.

При этом испытании ротор следует вывести из статора, так как в собранной машине в статоре могут индуктироваться опасные высокие напряжения.

Вместо того, чтобы испытывать ротор, выведенный из статора, можно кратковременно приключить статор со вставленным ротором, при разомкнутой цепи возбуждения, к сети переменного тока пони­женного напряжения, которое не должно превышать 15—20% номинального. У многополюсных машин сила тока в статоре при этом обычно не превышает 25—50% номинального тока.

Так как поле статора наводит электродвижущую силу в обмотке ротора, то если в последней имеются короткозамкнутые витки, в них создается большой ток и дефектное место может быть обна­ружено по сильному нагреванию. Можно также определить место междувиткового замыкания из­мерением нап-ряжения на отдель­ных катушках; на дефектных катушках напряжение будет зна­чительно меньше, чем на исправ­ных. При таком испытании в ро­торе могут возникнуть высокие напряжения, поэтому прико-сно­вение к обмотке или контакт­ным кольцам ротора опасно для жизни.

Описанный способ определе­ния места междувиткового соеди­нения дает вполне надежные ре­зультаты в случае наличия устой­чивого соединения в катушках (как во время вращения ротора, так и после его остановки). Значительно труднее определить место междувиткового соединения, если оно неустойчиво и появляется только при вращении ротора от действия центробежных сил. В та­ких случаях, если наружным осмотром не удается обнаружить больного места, необходимо насадить на вал вспомогательное контактное кольцо и поставить вспомогательную щетку для сня­тия напряжения с отдельных катушек. Вместо вспомогательного кольца можно использовать также и вал. От всех междукатушеч­ных соединений отводят контрольные провода, которые поочередно присоединяют к вспомогательному кольцу (или валу), причем первым присоединяют провод, идущий от середины обмотки воз­буждения (рис. 21). Остальные контрольные провода изолируют и надежно укрепляют на валу, чтобы при вращении ротора они не могли оторваться. После этого в ротор через контактные кольца дают переменный ток от источника с напряжением 120—150 в (в случае генератора с явно выраженными полюсами) и при помощи двух вольтметров V1 и V2 (рис.21) измеряют напряжение между каж­дым контактным кольцом и валом (или вспомогательным кольцом). При отсутствии междувиткового соединения у неподвижного ро­тора оба напряжения должны быть равны. При разворачивании ротора, в момент образования междувиткового соединения, показания вольтметров становятся различными, причем напряжение на той половине обмотки, в которой находится поврежденная ка­тушка, будет меньше напряжения на исправной половине обмотки.

Измерение можно производить также и одним вольтметром, измеряя поочередно напряжение между каждым из контактных колец и валом (или вспомогательным кольцом). В момент образова­ния междувиткового соединения получается толчкообразное из­менение показаний вольтметра, причем в исправной части обмотки напряжение увеличивается, а в неисправной части уменьшается. Само собой разумеется, что для этих измерений нужно применять вольтметр с достаточной чувствительностью.

В дальнейшем, после определения части обмотки, в которой находится дефектная катушка, пооче-редно присоединяют к кон­тактному кольцу (или валу) контрольные провода от других ка­тушек и посредством измерения напряжения точно определяют дефектную катушку.

Для этого необходимо установить на кольцах вспомогательные медносетчатые щетки.

Использование токоведущих щеток для измерений напряжения может резко снизить их точность, так как контактное переходное напряжение между кольцом и щеткой не стабильно.

Применение вышеуказанного метода для нахождения неустой­чивого междувиткового соединения в обмотках роторов турбо­генераторов связано с весьма большими трудностями, в частности, может потребоваться неоднократное снятие и одевание бандажей, что неприемлемо.

Замыкание обмотки ротора на корпус, если оно является устойчивым, определяется следующим образом.

В обмотку через контактные кольца подают постоянный ток через регулировочное сопротивление такой величины, чтобы сила тока не превышала номинальную, и измеряют напряжение между обоими контактными кольцами и валом. Пропорционально величине измеренных напряжений отсчитывают число катушек или вит­ков и приблизительно определяют место замыкания на корпус.

Если место замыкания на корпус таким способом точно опре­делить не удается, то при помощи заостренных стальных игл из­меряют напряжение между сталью и отдельными витками (осторожно, чтобы при прокалывании не повредить изоляцию). Замыкание на­ходится в том витке, напряжение которого по отношению к стали равно нулю.

Применение последнего способа к обмотке ротора турбогенера­тора требует снятия одного роторного бандажа.

Так как нахождение места замыкания на корпус в обмотке ротора турбогенератора является сложной операцией, то необ­ходимо прежде всего проверить, нет ли соединения с валом кон­тактных колец и токоотводов. Поэтому в подобных случаях ре­комендуется измерить падение напряжения между валом и контакт­ными кольцами при питании обмотки ротора постоянным током. Если напряжение между валом и одним из контактных колец ока­жется равным нулю, то это указывает на наличие замыкания на корпус вблизи кольца. Кроме того, измерение напряжения между валом и кольцами дает возможность установить полюс, в котором имеется замыкание на корпус (имеется в виду двухполюсный ро­тор).

Для уточнения места замыкания рекомендуется следующий метод [20].

Рис. 22. Схема для нахождения замыкания на корпус обмотки ротора турбогенератора

По валу ротора 1 (рис. 22) пропускают постоянный ток от низ­ковольтного генератора 2. Ток должен быть порядка 1000 а. Ток, протекающий по валу, создает падение напряжения вдоль него, а обмотка ротора, соприкасающаяся с телом ротора (в точке а), будет иметь потенциал по всей своей длине, равный потенциалу точки замыкания. Поэтому, если один конец от милливольтметра 3 присоединить к одному из контактных колец 4, а другим концом от прибора, присоединенным к острию, касаться тела ротора, производя измерения по длине ротора, то можно найти точку, где показания прибора будут равны нулю. В сечении ротора, пер­пендикулярном его оси и проходящем через эту точку, и нахо­дится место замыкания на корпус. Таким образом, и этот метод не дает возможности точно установить место замыкания; для этого приходится прибегнуть к методу деления обмотки на части, вскрывая ряд пазов.

Если замыкание на корпус является неустойчивым, т. е. про­является только при вращении ротора, то измеряют напряжение между валом и контактными кольцами при номинальной скорости вращения ротора и на основании этих измерений определяют прибли­зительно место замыкания на корпус, после чего наружным ос­мотром находят место замыкания. В роторах турбогенераторов поврежденное место следует искать в верхней части обмотки под пазовыми клиньями или под роторными бандажами, так как при вращении под действием центробежных сил обмотка сильно прижи­мается к этим частям, вследствие чего может происходить продавливание изоляции. Другим местом, где следует искать повреж­дение, является выход обмотки из пазов.

Иногда при неподвижном роторе сопротивление изоляции меньше, чем при вращении; в этом случае место повреждения следует искать на дне пазов и на опорных поверхностях в лобовых частях обмотки.

Для того чтобы установить, что замыкание обмотки на корпус связано с ее перемещением при вращении ротора, рекомендуется снять кривую изменения сопротивления изоляции обмотки в за­висимости от скорости вращения.

Во многих случаях наиболее радикальным способом определе­ния места замыкания на корпус является метод «прожигания». Для этой цели к одному контактному кольцу и валу через цепь, состоящую из сопротивления, ограничивающего величину тока, амперметра, предохранителя или максимального выключателя, подводят постоянный или переменный ток, например от осветитель­ной сети. Если напряжение последней окажется недостаточным, то необходимо приложить более высокое напряжение (500 в и больше). Место замыкания в этом случае указывает появление искры или дыма.

Если, несмотря на отсутствие искры или дыма, амперметр по­казывает прохождение тока, то не следует пропускать ток слиш­ком долго. Это предотвратит чрезмерное обугливание изоляции или выгорание меди в месте заземления.

Ротор перед прожиганием необходимо тщательно прочистить и продуть сжатым воздухом во избежание воспламенения грязи, осевшей на обмотке и на стали.

Для роторов турбогенераторов метод прожигания током сле­дует применять с большой осторожностью, чтобы не допустить оплавления электрической дугой роторного бандажа.

Источник