МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО ЯРОСЛАВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра физики и электротехники

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СЕРВИС ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В АПК»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНОГО ФАКУЛЬТЕТА

Ярославль

2009 г.

Составитель: доцент кафедры физики и электротехники ФГОУ ВПО ЯГСХА,

д.т.н. В.В. Шмигель.

Набор осуществлен старшим лаборантом кафедры «Механизации сельского хозяйства»

И.В.Рыбиной

Методические указания к выполнению лабораторных работ разработаны в соответствии с программой курса «Эксплуатация и сервис электрооборудования в АПК» для студентов электротехнических инженерных специальностей сельскохозяйственных высших учебных заведений.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Эксплуатация и сервис электрооборудования в АПК» рассмотрены на заседании кафедры физики и электротехники Ярославской ГСХА 30 апреля 2009 г. протокол № 7 и рекомендованы к внедрению в учебный процесс.

Рецензенты:

доцент кафедры «Электропривода и электротехнологии» Костромской ГСХА

к.т.н., Ф. А. Новожилов.

профессор кафедры «Информатики» Ярославской ГСХА»

к.т.н., Г.К. Файнгольд

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Эксплуатация и сервис электрооборудования в АПК» рекомендованы к публикации и использованию в учебном процессе учебно-методическим советом инженерного факультета ФГОУ ВПО ЯГСХА _5_мая_ 2009 г. протокол №_5.

Макет методических указаний к выполнению лабораторных работ по курсу «Эксплуатация и сервис электрооборудования в АПК» является собственностью ФГОУ ВПО ЯГСХА. Тиражирование сборника возможно только с разрешения владельца макета. При цитировании обязательна ссылка на источник.

1.УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.1Организация лабораторных работ.

Для выполнения лабораторных работ студенческая группа делится на бригады в количестве двух-трех человек.

Работы выполняется по графику, имеющемуся в лаборатории. Перед выполнением лабораторной работы студентам необходимо предварительно ознакомиться с объемом и содержанием той работы, которую они будут делать в лаборатории.

1.2.Подготовка к лабораторной работе.

Подготовка включает в себя следующее:

а) сборка схемы и проверка ее преподавателем, лаборантом.

б) юстировка нулевого показания всех приборов.

1.3. Отчет по лабораторной работе.

Отчет делает каждый студент на бумаге формата A-II и подши­вает в папку-скоросшиватель. Схемы, эскизы и графики должны быть выполнены согласно ГОСТ [1]. Отчет должен содержать:

а) сведения об объеме исследования и использованной измерительной аппаратуре с указанием их щитковых данных и заводских номеров;

б) схемы всех экспериментов с их наименованием;

в) условия опытов

г) данные, полученные непосредственно из опытов;

д) результаты обработки данных опыта с необходимыми пояснениями;

е) необходимый графический материал;

ж) вывода по работе.

Текст отчета составляется чернилами, а схемы экспериментов, графический материал и надписи к ним карандашом. В отчете изобража­ются схемы, имевшие место в эксперименте. Схемы должны вычерчиваться в соответствии с требованиями ГОСТ 7624-62. Опыты нумеруется, указываются их названия. Указываются значения постоянных при проведении опыта величин и даются другие необходимые пояснения.

Данные опыта и результаты их обработка заносятся в таблицу в следующем порядке: сначала величины, остающиеся постоянными /если они не вынесены из таблицы/, затем основная регулируемая величина, потом остальные данные опыта и, наконец, результаты обработки опытных данных. При этом в качестве первичных приводятся данные, взятые непосредственно из протокола испытания. Никакие промежуточные пересчеты/ например, нахождение среднего, перевод из делений в именованные и т.д./ не допускаются. Опытные данные в таблице должны располагаться в строгой последовательности по возрастанию или убыванию основной регулируемой величины, как это рекомендуется программой испытания. Последовательность в таблице должна быть сохранена даже в том случае, если в опыте она по каким-либо причинам была нарушена.

После таблицы для каждого опыта необходимо указать те расчетные формулы, по которым производились вычисления. Помещение этих формул в графы таблицы не допускается.

Наиболее существенны зависимости, согласно программе, наносятся на график.

График снабжается порядковым номером и названием характеристик с необходимыми пояснениями. На график делается ссылка в тексте отчета у соответствующе таблицы. Графики выполняются на миллиметровой бумаге размером 210x297 мм или больше, в соответствии с требованиями ГОСТ 2.301-68. Допускается применение формата 200x300 мм и кратных. Графики выполняются остро отточенным карандашом, они имеют рамку на расстоянии 5 мм от обреза листа; с подшиваемой стороны рамка отстоит на 20 мм от края.

На графике может быть только одна система осей координат. В

этой системе для каждой величины имеется своя ось. Для однородных величин, численные значения которых достаточно близко друг другу, допускается применение одной оси. Все параллельные оси должны быть одинаковой длины и иметь равномерные шкалы по всей оси/ кроме шкалы КПД, заканчивающейся отметкой 1,0 или 100% /. Исключением являются графики с использованием нескольких квадратов, на которых все шкала приходится размещать по одной оси. Отметка «0» на шкале графиков делается в начале координатных осей. Если на графике имеется несколько осей ординат или абсцисс, то начало координат должно совпадать с ближайшей к используемому квадранту точкой пересечения координатных осей. Ha поле квадранта никаких осей и цифровых отметок шкал не допускается. Масштабы шкал выбираются такими, чтобы кривая занимала по возможности большую часть поля графика. При этом масштабы шкал могут быть только стан­дартными / то есть в единице длины шкалы может быть 1,2,5 и т.д. *10^±к откладываемой величины, где к - любое целое число/. Цифровые пометки на шкалах следует давать не реже, чем через 2 см. После по­следней цифровой пометки проставляется единица измерения, а потом обозначение откладываемой величины.

Построение кривых на графиках следует вести так, чтобы были видны все опытные точки, Не следует стремиться проводить кривую через все точки, так как в опыте всегда имеет место некоторый раз­брос. Кривая должна быть средней по отношению к имеющимся опытным точкам, за исключением тех, которые явно выпадают из общей законо­мерности, Если на графике имеется несколько кривых, возле каждой из них ставят соответствующее обозначение. Точки, по которым построены эти кривые, должны быть аккуратно помечены кружками, крестиками и т.д. для того, чтобы было ясно, какие именно точка определяют дан­ную кривую. Если на графике имеется лишь одна независимая перемен­ная/ одна величина, отложенная по оси. Абсцисс/, то кривые обозначают без указания аргумента и значка функции.

Оформление данных опыта заканчивается приведением значений ве­личин наиболее существенных для этого опыта или режима и опреде­ленных по графику, а не из таблиц. При недостатке места на ласте отчета к нему добавляются вкладыши стандартных листов формата А 4 /размера 297x210 мм/. Текст на вкладышах располагается на одной стороне листа. Страницы текста отчета нумеруются.

Отчет заканчивается выводами, представляющими оценку результа­тов проведенных испытаний.

1.4.Допуск к работе.

1.4.1.Студент допускается к лабораторной работе при условии, что студент:

1. прослушал общий инструктаж по технике безопасности, получил дополнительные инструкции, относящиеся к данной работе;

2. оформил предыдущую работу и сдал зачет по ранее выполненным работам;

3. усвоил программу исследований по работе и ознакомился с методикой ее проведения;

4. вычертил схемы измерений и разобрался в принципе их действия, выписал данные измерительных приборов, паспорта исследуемых установок;

5. подготовил таблицы измерений. Пункты 2 и 5 должны быть выполнены до занятий.

1.4.2.Студент допускается к защите лабораторной работе при условии, что студент:

1. оформил отчет согласно пункту 1.3.;

2. представил достоверные расчетные данные, графические зависимости и вывода по работе;

3. заполнил ведомости дефектов/в лабораторных работах №2, 4/;

1.5. Защита отчета.

Защита отчета производятся в индивидуальном порядке или по бригадно. Зачет студент получает по оформленной работе при обязательном знании теоретических, методи­ческих и практических вопросов, связанных с выполнением работы и использования результатов исследования на практике.

2. УКАЗАНИЯ К ПОРЯДКУ РАБОТЫ С МЕГОММЕТРОМ

2.1.Проверка мегомметра в проводов перед измерениями. Перед измерением на месте должна быть проверена исправность мегомметра. Для этого мегомметр устанавливают в горизонтальном положении на твердом и ровном основании. Зажимы «Л» и «З» замыкают накоротко, вращают рукоятку мегомметра с-частотой 120 мин^-1 и проверяют совпадение стрелки с нулевой отметкой. Затем при разомкнутых зажимах вращают рукоятку мегомметра с той же частотой. При этом стрелка измерителя должна установиться на отметку «бесконечность».

Необходимо иметь в виду, что стрелка исправного мегомметра, пока он не присоединен и пока рукоятку не вращают, может занимать какое угодно положение, так как у мегомметра нет пружин, устанавли­вающих стрелку на нуль. При измерении допускают несовпадение стрелки измерителя с конечными отметками шкалы до ±1 мм, но такой мегомметр следует направить на проверку.

Для присоединения мегомметра к испытуемым объектам применяются гибкие провода, например марки ПРГ, необходимой длины и требуемого сечения. Провода должны иметь на концах щупы с изолированными рукоятками и ограничительным кольцом по условиям техники безопасности.

Измерения мегомметром должны производиться двумя лицами, один из них вращает рукоятку мегомметра, а другой касается надлежащим образом изолированными щупами измеряемых цепей объекта.

2.2.Измерение сопротивления изоляции обмоток асинхронного электродвигателя.

Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя с 500 В производится мегомметром на 1000 В/обмотка статора/ и 500 В/ обмотка фазного ротора/.

Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками асинхронного электродвигателя производится в холодном состоянии. Для асинхронного электродвигателя с фазным ротором сопротивление изоляции должно быть измерено отдельно для обмоток статора и обмоток ротора.

При проверке изоляции обмотки по отношению к корпусу один из щупов прикладывают к зачищенной металлической поверхности корпуса электродвигателя, второй- к выводному концу или обнаженной поверхности проводников той обмотки, сопротивление изоляции которой измеряют.

Помимо измерения сопротивления изоляция каждой обмотки по отно­шению к корпусу необходимо проверить состояние их изоляции между собой/ Рис. 0.1./

Рис.0.1.Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток

асинхронного электродвигателя:

а/ нулевая точка доступна, изоляция фазы относительно корпуса и двух других заземленных фаз; б/ нулевая точка доступна, изоляция между обмотками; в/ нулевая точка недоступна, изоляция обмоток в сборе относительно корпуса; Л-зажим "Линия", 3-зажим "Земля" мегомметра.

Показания мегомметра в начале вращения рукоятки почти всегда меньше установившегося показания за счет емкости. Поэтому решено при измерении сопротивления изоляции принимать показания мегоммет­ра через 60 с после приложения напряжения R₆₀ [2]. B этом случае считают, что абсорбционный ток в основном уже прекратился.

В некоторых случаях сопротивление изоляции требуется измерять дважды. Перед повторным измерением или после окончания испытаний изоляции испытуемая обмотка должна быть разряжена, а потенциал вы­сокого напряжения должен быть снят, так как в противном случае эти заряды, сохраняясь продолжительное время, могут служить причиной по­ражения эксплуатационного персонала при прикосновении к выводам об­моток. Кроме того, если не будет сделана такая разрядка на корпус электродвигателя, то неизбежно появится большая погрешность в пока­заниях мегомметра в сторону завышения. По окончании измерения сопро­тивления изоляции всех обмоток электродвигателя следует повторно проверить исправность мегомметра.

По ПУЭ [3] для обмоток статора асинхронного электродвигателя напряжением до 1000 В сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 Мом при температуре 10-30°С, а для обмоток фазного ротора- 0,2MОм.

По требованиям ГОСТ 183-74 2 допустимые значения сопротивления изоляции /МОм/ обмоток при рабочей температуре электрической машины около 75°С

определяется не ниже значения

/0.1./

где U_ном - номинальное напряжение обмотки электродвигателя,B

P_ном -номинальная мощность машины, кВт.

2.3.Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых двухобмоточных трансформаторов.

Измерение сопротивления изоляция обмоток трансформатора осуще­ствляется мегомметром МС-0,5 на напряжение 2500 В с верхним преде­лом измерения не ниже 10000 Мом. Измерение в двухобмоточных транс­форматорах производится поочередно для обмоток высокого и низкого напряжения относительно корпуса при отсоединенных и заземленных на корпусе остальных обмотках и между обмотками разных напряжений /Рис.0.2./

Рис.0.2. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток силовых двухобмоточных трансформаторов.

На Рис. 0.2. показаны схемы измерения сопротивления изоляции обмо­ток силовых двухобмоточных трансформаторов для следующих случаев: а/ между первичной обмоткой и корпусом; 6/ между вторичной обмот­кой и корпусом; в/ между первичной и вторичной обмотками / Л-зажим "Линия", 3-зажим "Земля" мегомметра/. При определении сопротивления изоляции все доступные вводы испытуемых обмоток следует соединить между собой, а бак трансформатора надежно заземлять через специаль­ный заземляющий болт.

2.4. Измерение сопротивления изоляции обмоток машин постоянного тока.

Измерение сопротивления изоляции обмоток якоря и обмоток возбуж­дения относительно корпуса или сердечника якоря, а также между обмотками производится мегомметром на напряжение 500 или 1000 В [3]. При этом сопротивление изоляции должно быть не ниже 0,5 МОм/ при температуре 10÷30°С/.

Измерение производится поочередно для каждой электрически неза­висимой цепи имеющей самостоятельные выводы начала и конца, при соединении всех остальных цепей с корпусом [4]. Замкнутые обмотки якорей коллекторных машин не имеют начала и конца, за которые может быть принята любая точка присоединения обмотки к коллектору. Изоли­рованные обмотки, во время эксплуатация машины нормально соединен­ные с ее корпусом непосредственно или через конденсаторы, на время измерения сопротивления изоляции следует отсоединить и от корпуса, и от конденсаторов.

Измеряется: а/ сопротивление изоляции якорной цепи и цепи возбуждения относительно корпуса; б/ сопротивление изоляции между якорной обмоткой и каждой обмоткой возбуждения, а также между всеми обмотками возбуждения/ в машине смешанного возбуждения перед измерением шунтовая и сериесная обмотки рассоединяются между собой/. При измерении сопротивления изоляции, например между обмоткой якоря и корпусом, провод с клеммы "Земля" мегомметра соединяется с сердечником якоря или валом якоря, а провод с клеммы "Линия" - присоединяется к коллекторной пластине заранее очищенной от грязи или в месте присоединения обмотки к коллектору.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Изучение и испытание электротехнических материалов, используемых при ремонте электрооборудования.

Цель работы: ознакомиться с электроизоляционными, проводниковыми и магнитными материалами, основными характеристиками, свойствами, областями применения.

Программа работы:

1. Ознакомиться с образцами электроизоляционных, проводниковых, магнитных материалов, представленных на стенде.

2. Изучить основные характеристики, свойства и область применения указанных материалов.

3. Определить электрическую прочность различных электроизоляционных материалов в однородном и неоднородном электрическом поле / в сухом и увлажненном состоянии/.

4. Определить электрическую прочность воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле.

5. Результаты испытаний представить в виде таблиц, графических зависимостей и выводов.

Содержание работы и порядок её выполнения.

Размеры, стоимость, вес и надежность работы электрических машин и аппаратов в первую очередь зависят от того насколько правильно и удачно подобраны электротехнические материалы, идущие на их изготовление.

По назначению все электротехнические материалы в зависимости от их электрических свойств подразделяются на: электроизоляционные, проводниковые, полупроводниковые и магнитные. Полупроводниковые

материалы мы рассматривать не будем.

1. Электроизоляционные материалы.

Наиболее многочисленной группой, чрезвычайно важной для электротехники, являются электроизоляционные материалы. Они предназначены для изоляции проводников друг от друга и от заземленных частей установок для ограничения путей прохождения электрического тока.

По агрегатному состоянию их разделяют на газообразные, жидкие, твердеющие, твердые.

По химической природе их разделяют на органические и неоргани­ческие.

По строению их делят на аморфные, кристаллические, волокнистые.

По происхождению их делят на природные /естественные/ и искусственные /синтетические /.

Указанная классификация в определенной степени влияет на свойства электроизоляционных материалов, которые оцениваются многочисленным рядом характеристик. В практической деятельности для каждого широко используемого материала инженеру-электрику следует постоянно помнить две характеристики:

а/ электрическую прочность /пробивную напряженность/, так как диэлектрик теряет изоляционные свойства, если напряженность поля превысит критическое значение, кВ/мм;

б/ нагревостойкость, определяемую предельно-допустимой температурой для эксплуатационных материалов при их длительном использовании / в течений ряда лет/ в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах, работающих в нормальных эксплуатационных условиях.

В соответствия с ГОСТ 8865-70 все электроизоляционные материалы по нагревостойкости разделены на классы /табл.1.1./

Таблица 1.1. Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Классы нагревостойкости	У	А	Е	В	F	H	C
Допустимая рабочая температура, С	90	105	120	130	155	180	более 180

В отчете, используя литературные источники [58] каждому образцу диэлектриков приведенному на стенде:

- жидкие / трансформаторные, конденсаторные, кабельные масла/

- твердеющие / бакелитовая, эпоксидная смолы, канифоль, пропиточные, покровные и клеящие лаки /

- твердые / волокнистые материалы, электроизоляционные пластмассы, слоистые пластики, слюда, электрокерамика / - дать краткую характеристику: метод получения электроизоляционного материала, электрическая прочность, класс нагревостойкости, область применения, достоинства и недостатки.

2. Проводниковые материалы.

Проводниковые материалы могут быть: твердыми, жидкими и газообразными

/ при определенных условиях/. В практике наибольшее распространение получили металлы их сплавы.

Твердые металлические проводниковые материалы разделяют на: металлы высокой проводимости и сплавы высокого сопротивления.

На электрические свойства этих материалов оказывают влияние примеси

/ особенно на проводимость / и способ обработки / на механические характеристики/.

а/ Металлы высокой проводимости. В ремонтной практике электрических машин и аппаратов из проводниковых материалов широко используются обмоточные провода. Они изготовляются из электролитической меди /ММ/ и алюминия /AМ/. Из меда марки M1с содержанием примеси не более 0,1 %, можно получить провод диаметром до 0,03-0,02 мм, а из бескислородной меда марки МО, с содержанием примесей не более 0,05 % , в ток числе кислорода не свыше 0,02 %, можно получать провод еще меньшего диаметра.

б/ Сплавы высокого сопротивления. Эти сплавы получили широкое применение при изготовлении электроизмерительных приборов, образцовых резисторов и нагревательных элементов. В первых двух случаях применения от них требуется высокое удельное сопротивление и его высокая стабильность во времени, малый температурный коэффициент удельного сопротивления и малый коэффициент термо-ЭДС в паре данного сплава с медью. В последнем случав от сплава требуется способность длительно работать на воздухе при температуре 1000 °С и более. Кроме этого они должны быть дешевы и по возможности не содержать дефицитных составляющих.

К проводниковым материалам относят также припои, специальные материалы, применяемые при пайке. В зависимости от температуры плавления их делят на две группы:

мягкие/ до 400 °С / к ним относятся олово, свинцово - оловянистый припой марки ПОС и другие; они применяется там, где требуется лишь хороший электрический контакт;

твердые / свыше 500° С / - медно-цинковые марки ПМЦ, серебряные ПСР и другие; применяются для получения и хорошего электрического контакта и механически прочного соединения.

В отчете, используя литературные источники [58] каждому образцу проводниковых материалов, приведенных на стенде, составить характеристику:

а/ обмоточные провода - материал провода, его изоляция, допустимые температуры нагрева, области применения;

б/ медь, алюминий, латунь, бронза - получение, содержание примесей, марки, основные свойства, влияние обработки, области применения;

в/ константан, нихром - содержание элементов, основные параметры, области применения;

г/ припой - тип по температуре плавления, характерные особенности, области применения;

д/ угольные щетки - тип, основные параметры, области применения.

3. Магнитные материалы.

В качестве магнитных материалов используются материалы с высокой магнитной проницаемостью / 200 / - железо, никель, кобальт и сплавы различного состава.

В зависимости от величины коэрцитивной силы /Нс/ магнитные материалы делятся на:

магнитомягкие / с малым значением Нс /обладают высокой магнитной проницаемостью, малыми потерями на гистерезис, использу ются для изготовления магнитопроводов электрических машин и аппаратов. К ним относятся технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, различные сплавы / пермаллой, альсифер/;

магнитотвердые материалы / с большим значением Нс /, магнитная проницаемость их ниже, чем первых, причем чем выше Нс тем ниже магнитная проницаемость. К ним относятся легированные стали, закаливаемые на мартенсит, литые магнитотвердые сплава, магниты из порошков, магнитотвердые ферриты, используются для изготовления постоянных магнитов.

В электротехнике самое широкое применение получила листовая электротехническая сталь. Эта сталь легирована кремнием, который резко повышает ее удельное электрическое сопротивление, что снижает потери на вихревые токи, кроме того несколько увеличивает магнитную проницаемость и снижает потери на гистерезис. Однако кремний понижает механические свойства стали, она становится более хрупкой.

В справочной литературе до сих пор еще приводится старое обозначение электротехнической стали по ГОСТ 802-58 в котором буква Э показывает, что она легирована кремнием, первая цифра указывает среднее содержание кремния в процентах, вторая цифра определяет электрические и магнитные свойства и область применения стали. Наличие третьей / 0 / показывает, что сталь холоднокатанная текстурованная, если третья и четвертая цифры /00/, то холоднокатаная и малотекстурованная. Наличие буквы /А/ после цифры обозначает особо низкие удельные потери.

По ГОСТ 21427.0-75 обозначение марок электротехнической стали состоит из 4-х цифр. Первая из них классифицирует стали по виду прокатки и структурному состоянию:1 - горячекатанная изотропная; 2 - холоднокатанная изотропная;

3 - холоднокатанная с ребровой структурой. Вторая цифра определяет содержание кремния: 2 - от 0,8до 1,8%; 3 - от 1,8 до2,8 %; 4 - от 2,8 да 3,8%; 5 - от 3,8 до 4,8%. Третья цифра указывает группу по условной нормируемой характеристике: 0 - удельные потери при магнитной индукции В=1,7 Тл и частоте f= 50Гц/P_1,5/50/;

1 – то же, при В=1,5 Тл и f=50 Гц/P_1,5/50/; 2- то же, при B=1,0 Тл и f= 400Гц/ P_1,0/400/; 6 - магнитная индукция в слабых магнитных полях при линейной напряженности Н = 0,4 А/м /B_0,4/; 7 – магнитная индукция в средних магнитных полях при Н =10 А/м / B₁₀ /. Четвертая цифра обозначает порядковый номер в группе по трем первым цифрам, характеризующий улучшение качества в пределах группы.

В электромашиностроении применяют главным образом электротехнические стали 2013, 2211, 2212, 2411, а также стали следующих марок /табл.1.2./

Таблица 1.2. Новое и старое обозначение марок стали.

Новое обозначение	1211	1212	1213	1311	1312	1411	1412	1511	1512	1513
Старое обозначение	Э11	Э12	Э13	Э21	Э22	Э31	Э32	Э41	Э42	Э43

В трансформаторостроении, кроме того используют следующие стали /табл.1.3./

Таблица 1.3. Новое и старое обозначение марок стали

Новое обозначение	3411	3412	3413
Старое обозначение	Э310	Э320	Э330

Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы электрических машин и аппаратов набираются из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга.

Для электрических машин частотой до 50 Гц применяют электротехническую сталь толщиной 0,5 мм и 0,35 мм. Для сердечников главных полюсов применяют сталь толщиной 1 ... 2 мм, для добавочных полюсов, станин, сердечников полюсов малых машин - конструкционную сталь марок Ст.10 и Ст.30.

В отчете, используя литературные источники [ 5 8 ] каждому образцу магнитных материалов, приведенных на стенде составить характеристику:

-группа по величине Нс;

-основные свойства и область применения;

1У. Определение электрической прочности сухих и увлажненных электроизоляционных материалов и воздуха в однородном и неоднородном поле.

Под электрической прочностью понимается отношение пробивного напряжения к толщине диэлектрика.

, кВ/мм 1.1./

Где U_пр. - величина пробивного напряжения которой произошел пробой, кВ:

h - толщина диэлектрика в месте пробоя, мм.

Однородным называется поле между двумя плоскими электродами. Напряженность поля в каждой точке такого поля одинакова.

Неоднородным называется поле между плоским электродом и иглой. Здесь наибольшая напряженность поля у иглы и наименьшая у плоско электрода.

В лабораторной работе пробои диэлектрических материалов и воздуха осуществляется на аппарате АИИ-70 / аппарат испытания изоляции на 70 кВ переменно тока /.

ВНИМАНИЕ!

1. Перед испытанием диэлектрика проверить заземление аппарата АИИ-70.

2. Запрещается включать высокое напряжение при неустановленном в аппарат испытательном сосуде.

3. Установку и выемку испытательного сосуда следует производить после отключения питающего напряжения.

4. Испытание необходимо проводить в диэлектрических перчатках на резиновом коврике.

При испытании используются следующие электроды:

-при однородном поле - плоскость-плоскость;

-при неоднородном поле - плоскость-игла / конус /.

При испытании образец изоляции зажимается между электродами, которые необходимо установить в фарфоровом испытательном сосуде. Сосуд устанавливается в аппарат АИИ-70 на штыри и закрывается крышкой. Включается вилка в розетку на стенде, при этом загорается зеленая сигнальная лампа на панели аппарата. Включается автоматический выключатель на панели аппарата, при этом на панели АИИ-70 загорается красная сигнальная лампа. Рукояткой реостата напряжение между электродами увеличивается от нуля до пробоя. Момент пробоя фиксируется отключением автоматического выключателя. Данные измерения / по нижней шкале прибора / заносятся в таблицу 1.4. Рукоятка реостата возвращается в исходное положение. Аппарат отключается от сети, достается образец и закладывается новый.

Таблица 1.4. Электрическая прочность электроизоляционных материалов.

№ п/п

Электроизоляционный

Однородное поле

Неоднородное поле

сухой

увлажненный

сухой

увлажненный

h

Uпр

Епр

h

Uпр

Епр

h

Uпр

Епр

h

Uпр

Епр

1

Электрокартон

2

Пленкосинтокартон или лакопленко-слюдопласт

3

Лакоткань

Определение электрической прочности изоляционных материалов следует проводить для нескольких образцов различной толщины /h, 2h, 3h /в сухом и несколько увлажненном состоянии.

Увлажнение изоляционных материалов проводятся тампоном из тряпочки или ваты, смоченные водой.

Значение электрической прочности воздуха зависит от меж­электродного расстояния и степени однородности электрического поля. Результаты измерений заносят в таблицу 1.5.

По данным таблиц 1.4. и 1.5. построить зависимости Е_пр = f(h)

Таблица 1.5. Электрическая прочность воздуха

h, мм.	Однородное поле		Неоднородное поле
	Uпр, кВ кВ	Епр, кВ/мм	Uпp, кB	Eпр, кВ/мм
1 2 3 4 5 6

Контрольные вопросы.

1. Как классифицируются электроизоляционные материалы?

2. Дать краткую характеристику жидким диэлектрикам.

3. Дать краткую характеристику твердым диэлектрикам.

4. Охарактеризовать достоинства и недостатки меди как проводникового материала.

5. Дать классификацию обмоточных проводов.

6. Охарактеризовать припои, применяемые при пайке обмоточных проводов.

7. Охарактеризовать электротехническую сталь и дать ее классификацию.

8. Объяснить физику процесса, уменьшения электрической прочности изоляции с увеличением ее толщины.

9. От чего зависит электрическая прочность воздуха?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТA № 2

Дефектация силовых трансформаторов при ремонте.

Цель работы: изучить возможные неисправности силовых трансформаторов и освоить методику их обнаружения.

Программа работы:

1. Внешним осмотром определить основные неисправности конструктивных элементов трансформатора.

1.1. Ознакомиться с параметрами и конструктивными элементами трансформатора, записать его паспортные данные;

1.2. Провести наружный осмотр трансформатора;

1.3. Провести ревизию съемной части трансформатора /осмотреть состояние обмоток, изоляционных деталей, магнитопровода, отводов, переключателей, выводных изоляторов/.

2. Измерить сопротивление изоляции стяжных шпилек. Измерить сопротивление изоляции обмоток трансформатора.

3. Определить коэффициент абсорбции. Сделать вывод о состоя­нии изоляции.

4. Определить коэффициент трансформации трансформатора при всех положениях переключателя напряжении.

5. Измерить сопротивление обмоток трансформатора постоянному току.

Содержание работы и порядок ее выполнения

1. Старение изоляции обмоток, повреждения, вызванные аварийными и ненормальными режимами работы, некачественный ремонт, несоблюдение правил эксплуатации приводят к выводу из строя трансформатора. Статистика показывает, что наибольшее количество повреждений возникает в устройствах обмоток, главной и продольной изоляции, вводов и переключателей.

Поступивший в ремонт трансформатор прежде всего осматривают. Знакомятся с эксплуатационно-технической документацией, обращая особое внимание на сведения о работе и дефектах трансформатора в эксплуатации, результаты предыдущего ремонта и особые требования, предъявляемые заказчиком.

При внешнем осмотре проверяют общее состояние вспомогательного оборудования и выводных изоляторов ВН и НН трансформатора. Кро­ме того, проверяется состояние бака, радиаторов, обращается внима­ние на наличие вмятин, пробоин, трещин. Проверяется состояние уплотнений и крепежных деталей, исправность пробок и кранов, состояние маслоуказательного устройства, фарфоровых изоляторов, наличие следов перекрытия.

Результата внешнего осмотра трансформатора и неисправности, обнаруженные в процессе разборки, записывают в ведомость дефек­тов, по которой определяется объем ремонта.

Дефектацией трансформатора называют комплекс работ по выявлению характера и степени повреждения его отдельных частей. Работа по дефектации - наиболее ответственный этап ремонта. Поэ­тому - производящий дефектацию должен знать не только признаки и причины неисправности, но и способы их безошибочного выявления и устранения. Характерные неисправности силовых трансформаторов и возможные причины их возникновения приведены в таблице 2.1[9]

Таблица 2.1. Неисправности трансформаторов и причины их возникновения

Элемент трансформатора	Неисправность	Причина неисправности
1	2	3
Обмотки	Витковое замыкание	Естественное старение и износ изоляции, систематические перегрузки трансформатора; динамические усилия при сквозных к.з.
обмотки	Замыкание на корпус /пробой/, межфазное к.з. Обрыв в цепи	Старение изоляции; увлажнение масла и понижение его уровня. Внутренние и внешние перенапряжения, деформация обмоток от больших токов к.з. Обгорание отводов /выводных концов/ обмотки из-за низкого качества соединения при электродинамических усилий при к.з.
Переключатели регулирования напряжения	Отсутствие контакта. Оплавление контактной поверхности	Нарушение регулировки переключающего устройства. Термическое воздействие на контакт токов к.з.

Продолжение таблицы 2.1.

Вводы	Электрический пробой /перекрытие/ на корпус Электрический пробой изоляции между отводами отдельных фаз.	Трещины в изоляторах; понижение уровня масла в трансформаторе при одновременном загрязнении внутренней поверхности изоляторов. Повреждение изоляции отводов к выводам или переключателю
Магнитопровод	«Пожар стали»	Нарушение изоляции между отдельными листами стали или стяжными болтами; Слабая прессовка стали; образование короткозамкнутого контура при повреждении изоляционных прокладок между ярмом и магнитопроводом; образование к.з. контура при выполнении заземления магнитопровода со стороны вывода ВН и НН
Бак и арматура	Течь масла, из сварных швов и фланцевых соединений. Течь масла из пробкового крана.	Нарушение сварного шва и плотности фланцевых соединений от механических и температурных воздействий. Плохо притерта пробка крана, повреждена прокладка под его фланцами.

Дефектация съемной части трансформатора начинается с осмотра обмоток. При осмотре обмоток трансформатора нужно обратить внимание на следующее:

а/ состояние витковой изоляции;

б/ отсутствие деформации и смещения обмоток в радиальном направлении, что может явиться следствием сдвигов и ослабления прокладок, планок, распорок;

в/ состояние мест паек на обмотках;

г/ состояние охлаждающих каналов между обмотками, а также между обмоткой низкого напряжения и сердечником.

Изоляционные и дистанционные детали: цилиндры, перегородки, прокладки, изготовляют преимущественно из электрокартона, а план­ка и рейки из твердых пород дерева, обычно бука.

При осмотре этих деталей необходимо проверить прочность их крепления, нет ли усушки, пробоев изоляции, которые сопровождают­ся появлением прожогов, трещин, обугливанием и растрескиванием.

Изоляцию по ее состоянию можно подразделять на 4 класса.

1 - класс - изоляция хорошая / при нажатии рукой она мягкая и не дает трещин /;

2 - класс - изоляция удовлетворительная / при нажатии рукой она сухая, твердая, но трещин не образует/;

3 - класс - изоляция ненадежная / при надавливании рукой на ней появляются мелкие трещины или она расслаивается/;

4 - класс - изоляция плохая и непригодна к дальнейшей эксплуатации / при нажатии рукой она рассыпается/..

При определении состояния магнитопровода необходимо проверить следующее:

а/ плотность затяжки сердечника ярма / кончик ножа не должен входить между листами стали и ярма на глубину более 5 мм /;

б/ отсутствие цветов побежалости и ржавчины на стали, что свидетельствует об удовлетворительной изоляции между листами стали и отсутствие перегрева магнитопровода;

в/ отсутствие перекосов и вмятин магнитопровода;

г/ состояние изоляции отводов /вводов/. Отводы от обмоток до­лжны быть плотно прикреплены к изолирующим планкам и надежно изолированы. Вводы должны иметь надежное соединение с фланцами, xopoшую резьбу на проходных стержнях и не иметь трещин, ожогов, сколов.

д/ величину сопротивления изоляции стяжных шпилек по отношению к магнитопроводу.

2.Измерение сопротивления изоляции стяжных шпилек по отношению к

магнитопроводу производится мегомметром на 1000 В./рис,2.1./

Рис.2.1. Измерение сопротивления изоляции стяжной шпильки ярма и ярмовая балка: 1-ярмо; 2- ярмовая балка; 3-стальная шайба; 4- шпилька; 5-гайка; 6-изоляционная шайба; 7-изоляционная прокладка;8-изоляционная трубка; 9-мегомметр; Л-зажим "Линия"; 3-зажим "Земля"; сплошная линяя-для замера сопротивления изоляции шпильки; штриховая для замера сопротивления изоляции ярмовой балки.

Величина сопротивления изоляции стяжной шпильки должна быть не менее 2-3 МОм / для трансформаторов с U = 3-10 кВ /[2] . Согласно инструкции не допускается снижение сопротивления изоляции более чем на 50% исходных значений; при большем снижении необходимо выявить и устранить причину снижения. Повреждаются чаще всего изолирующие шайбы непосредственно под гайками или изолирующая трубка, надеваемая на стяжной болт, в месте выхода из пакета стали. Заусеницы у краев отверстия при затяжке шпильки обычно прорезают изоляцию трубки. При нарушении изоляции возможен так называемый "пожар" стали магнитопровода. При соединении шпильки с сердечником в двух точках может образоваться короткозамкнутый контур, в котором магнитный поток наводит токи, могущие нагревать шпильку до высокой температуры и вызывать выгорание стали магнитопровода.

Для измерения сопротивления изоляции магнитопровода относительно ярмовых балок /рис.2.1./ необходимо отсоединить заземляющую шинку от ярмовой балки и мегомметром на 1000 В измерить сопротивление изоляции. Оно должно быть не менее 2 МОм [10].

Результаты измерения сопротивления изоляции стяжной шпильки и ярмовой балки заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Сопротивление изоляции стяжной шпильки и ярмовой балки.

Измеряемая величина	Между стяжной шпилькой и магнитопроводом	Между ярмовой балкой и магнитопроводом
Сопротивление изоляции, МОм

3. Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора осуществляется по пункту 2.1.,2.3. Общих указаний. Состояние изоляции характеризуется не только абсолютным значением сопротивления изоляции / которое зависит от габаритов трансформатора и примененных в нем материалов/, но и коэффициентом абсорбции /отношением сопротивления изоляции, измеренного через 60 сек после приложения напряжения, к сопротивлению изоляции, измеренному черев 15 сек/.

2.1./

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Величина сопротивления изоляции не нормируется и показателем в данном случае является сравнение ее с данными заводских или предыдущих испытаний. Коэффициент абсорбции/К_аб / также не нормируется. Обычно при температуре 10-30° С для неувлажненных трансформаторов с U35 кВ, К_аб. Для трансформаторов с U110 кВ 1,5<К_аб < 2,0 [11].

Для трансформаторов увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции близок к 1.

Величина К_аб меняется с изменением температуры, поэтому для сравнения величин сопротивления изоляции необходимо измерять сопротивление при одной и той же температуре. В протоколе испытаний поэтому указывается температура, при которой производилось измерение.

Результаты измерения сопротивления изоляции заносятся в таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Сопротивление изоляции трансформатора

Измеряемая величина	Между обмоткой и корпусом					Между обмотками			Температура изоляции
	ВН - корпус		НН - корпус			ВН - НН
Сопротивление изоляции, МОм
Коэффициент абсорбции

4. Коэффициентом трансформации трансформаторов называется отношение напряжения обмотки высшего напряжения /ВН/ к напряжений обмотки низшего напряжения /НН/ при холостом ходе:

/2.2./

где К_л коэффициент трансформации линейных напряжении;

U₁ - линейное напряжение обмотки ВН;

U₂ - линейное напряжение обмотки НН.

При определении коэффициента трансформации однофазных трансформаторов или фазного коэффициента трансформации трехфазных трансформаторов отношение напряжений можно приравнять к отношению чисел витков обмоток

/2.3./

Где К_ф - фазный коэффициент трансформации;

U_1ф, U_2ф - фазное напряжение обмоток ВН и НН соответственно; J

W₁, W₂ - число витков обмоток ВВ к НН соответственно.

При измерении линейного коэффициента трансформации трехфазного трансформатора равенство отношения высшего и низшего линейных напряжений обмоток и соответственно числа витков ВН и НН сохраняется лишь при одинаковых группах соединения этих обмоток.

Если первичная и вторичная обмотки соединены по одинаковой схеме, например, обе в звезду, обе в треугольник и т.д., фазный и линейный коэффициенты трансформации равны друг другу.

При различных схемах соединения обмоток, например, одной в звезду, а другой в треугольник, линейный и фазный коэффициенты трансформации не одинаковы / они в данном случае отличаются друг от друга в раз /.

Определение коэффициента трансформации производят на всех ответвлениях обмоток и для всех фаз. Эти измерения, кроме проверки самого коэффициента трансформации, дают возможность проверить также правильность установки переключателя напряжения на соответствующих ступенях, а также целостность обмоток.

Для определения коэффициента трансформации применяют метод двух вольтметров / рис.2.2./.

Рис.2.2. Определение коэффициента трансформации.

Со стороны высокого напряжения /ВН/ подводится трехфазное напряжение 220/380 В и измеряется напряжение на вторичной обмотке. Результаты измерении заносятся в таблицу 2.4.Предвлы измерения вольтметров: рV₁ - 250 В, рV₂ - 15 В.

ВНИМАНИЕ! Подводится напряжение только к обмоткам ВН /А, В, С/.

Таблица 2.4. Коэффициент трансформации

Положение переключателя	UАВ	Uав	Kав	UАС	Uас	Kас	UВС	Uвс	Kвс
1 2 3

5. При измерении сопротивления обмоток трансформатора постоянному току можно выявить следующие характерные дефекты:

а/ недоброкачественная пайка и плохие контакты в обмотке в присоединении вводов;

б/ обрыв одного или нескольких из параллельных проводов в обмотках.

Измерение сопротивления обмоток на высокой стороне /ВН/ производится преимущественно методом вольтметра и амперметра на постоянном токе / пределы измерения приборов pA-1A, PV – 7,5В/ на низкой стороне /НН/ измерение производится мостовым методом / малым мостом с реохордом ММВ/. Измерение сопротивления обмоток / ВН и НН / возможно проводить также мостовым - методом / малый мост с реохордом ММВ, мост МД – 6, Р 353 и др./.

Величину тока в измеряемой цепи следует устанавливать не выше 15-20% от номинального тока обмотки. В противном случае из-за дополнительного нагрева увеличивается погрешность измерения [11] .Измерение проводится на всех ответвлениях и всех фазах/ pиc.2.3./.

Рис.2.3. Схема измерения сопротивления обмоток трансформатора постоянному току: а/ методом вольтметра и амперметра; б/ мостовым методом;

1. трансформатор, 2 – мост постоянного тока.

При наличии выведенной нейтрали /0/ измерение производится между фазными выводами и нулем. Если нулевая /нейтральная/ точка недоступна и обмотка соединена в «звезду», то сопротивление фазы можно определить [11]:

Для фазы А /2.4./

Для фазы В

Для фазы С

где R_АВ, R_ВС, R_СА – сопротивление на линейных зажимах А-В, В-С, С-А.

При соединении обмотки в звезду R_АВ=R_А+R_В,

R_ВС=R_В+ R_С и R_СА=R_С+ R_А , где R_А, R_В, R_С –сопротивления фазных обмоток А-Х, В-У, С-Z.

При соединении обмоток в «треугольник»: /2.5./

Полученные значения сопротивления, разных фаз при одном положении переключателя не должны отличаться друг от друга более чем на 2%.

Для сравнения измеренные сопротивления приводят к одной температуре /75/ по формулам [12].

Для меди R₇₅ =

Для алюминия R₇₅ =

где R₇₅ – сопротивление, соответствующее нормальной температуре обмотки

- сопротивление, соответствующее температуре ;

- постоянные коэффициенты.

При приведении сопротивления обмотки к температуре 75 выражение /2.6./ можно преобразовать к следующему виду:

Для облегчения пользования формулой /2.8./ в таблице 2.5. даны значения коэффициента К для температур от 0 до 75.

Таблица 2.5. Значения K при различных температурах

t1	K	t1	K	t1	K	t1	K	t1	K
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	1,3191 1,3135 1,308 1,3025 1,297 1,2916 1,2863 1,2809 1,2757 1,2704 1,2653 1,2601 1,255 1,250 1,2449 1,24	16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31	1,235 1,2301 1,2252 1,2204 1,2156 1,2109 1,2062 1,2015 1,1969 1,1923 1,1877 1,1832 1,1787 1,1742 1,1698 1,1654	32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47	1,161 1,1567 1,1524 1,1481 1,1439 1,1397 1,1355 1,1313 1,1272 1,1231 1,1191 1,1151 1,1111 1,1071 1,1032 1,0992	48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63	1,0954 1,0915 1,0877 1,0839 1,0801 1,0763 1,0726 1,0689 1,0652 1,0616 1,058 1,0544 1,0508 1,0472 1,0437 1,0402	64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75	1,0367 1,0333 1,0299 1,0264 1,0231 1,0197 1,0163 1,013 1,0097 1,0064 1,0032 1,0

Данные измерений следует занести в таблицу 2.6.

Таблица 2.6. Сопротивление обмоток постоянному току.

Положение переключателя

Опыт

Расчет

НН

ВН

При t1=

При t1=75

Rао

Rво

Rсо

RАВ

RВС

RСА

RА RВ

RС

RНН

RВН

1 2 3

На основании проведенного осмотра и испытаний заполняется ведомость дефектов трехфазного силового трансформатора. Согласно этой ведомости определяется объем ремонта, необходимые материалы и его стоимость.

Ведомость дефектов трехфазного силового трансформатора

Заказ № ________________________ Заказчик_______________

Год выпуска ___________________ Завод изготовитель_______

Тип ___________ Мощность ____________ кВА Ток__________

Напряжение: ВН ________ кВ; НН ______________ кВ.

Система охлаждения ____________ Род установки ____________

Выведен в ремонт по причине ____________________________

Дата приемки в ремонт _____________________________

Данные осмотра

Наличие масла в баке ___________________________________

Состояние отдельных элементов и деталей трансформатора:

бака_________________________________________________

радиатора___________________________________________

уплотнения__________________________________________

расширителя___________________________________________

газового реле____________________________________________________

крышки________________________________________________

Вводы ВН _________________ Вводы НН __________________

Переключателя__________________________________________

Магнитопровода_______________________________________

Изоляция

главная ____________ витковая ____________________

Обмотка Вн: тип ____________________изоляция ___________

состояние меди _________________________

Дополнительные данные осмотра

_______________________________________________________________________________________________________________

Заключение ____________________________________________

/трансформатор подлежит малому, среднему, капитальному ремонту/

Дефектацию произвел ________________ «_____»_____________________2009 г.

Контрольные вопросы

1. Назначение ведомости дефектов.

2. Какие неисправности встречаются в трансформаторах и причины их возникновения?

3. Какими приборами и как определить витковое замыкание в обмотках трансформатора?

4. К каким последствиям приводит повреждение изоляция обмоток трансформатор.?

5. Основные неисправности в магнитопроводе и метода их обнаруже­ния.

6. Что такое коэффициент абсорбция?

7. Как измерить сопротивление изоляции между обмотками и между обмоткой и корпусом?

8. Как измерить сопротивление изоляции между стяжной шпилькой, ярмовой балкой и магнитопроводом?

9. С какой целью и как измеряется сопротивление обмоток трансформатора постоянному току?

10. С какой целью и как определяется коэффициент трансформаций?

11. Схема технологического процесса ремонта трансформатора.

12. Классификация изоляции по состоянию, определяющая ее пригодность для дальнейшей эксплуатации.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Испытание силовых трансформаторов после ремонта

Цель работы: освоить методику контрольных испытаний силовых трансформаторов после капитального ремонта.

Программа работы.

1. Осмотреть трансформатор типа ТМ - 40/10.

2. Измерить сопротивление изоляции обмоток и определить коэффициент абсорбции.

3. Проверить коэффициент трнсформации обмоток на всех ответвлениях.

4. Проверить группу соединения обмоток трансформатора.

5. Испытать электрическую прочность главной изоляции повышенным напряжением.

6. Снять характеристику холостого хода.

7. Измерить напряжение и потери короткого замыкания.

8. Измерить сопротивление обмоток трансформатора постоянному току.

Содержание работа и порядок ее выполнения.

В задачу контрольных испытаний входит выявление прямых дефектов, а также проверка основных характеристик требованиям ГОСТ и техническим условиям. Испытаниям подвергается каждый трансфор­матор после ремонта. Испытывают их в собранном виде.

1. Внешним осмотром определяются прямые дефекты и состояние отдельных деталей трансформатора.

2. Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора осуществляется по пункту 2.1,2.3.общих указаний.

Коэффициент абсорбции определяется по формуле

Результаты измерения сопротивления изоляции заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Сопротивление изоляции обмоток трансформатора

Измеряемая величина	Между обмоткой и корпусом					Между обмотками				Температура изоляции
	ВН - корпус		НН - корпус			ВН - НН
Сопротивление изоляции, МОм
Коэффициент абсорбции

Для определения коэффициента трансформации применяют метод двух вольтметров рис.3.1.

Рис. 3.1. Определение коэффициента трансформации.

Деление коэффициента трансформации производят на всех ответвлениях обмоток и для всех фаз. Пределы измерения: рV₁ - 250 В, рV₂- 15 В.

В Н И М А Н И Е ! Подводите напряжение только к обмоткам ВН /А, В, С/.

Определение коэффициента трансформации дает также возможность проверить правильность установки переключателя напряжения и целостность обмоток.

Результаты измерений заносятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Коэффициент трансформации

Положение переключателя	UАВ	Uав	Kав	UАС	Uас	Kас	UВС	Uвс	Kвс	примечание
1 2 3

Коэффициент трансформации отдельных фаз, замеренный на одних и тех же ответвлениях не должен отличаться друг от друга более чем на 2%.

1. Группа соединений обмоток трансформатора имеет особо важное значение для параллельной работы его с другими трансформаторами.

Проверка соединений обмоток производится одним из следующих методов: методом постоянного тока, прямым методом / фазометром/, методом двух вольтметров.

При испытаниях обычно применяется прямой метод проверки группы соединений. Однако при наладке и отсутствии фазометра используется метод постоянного тока, который в применении к трехфазным трансформаторам требует большой тщательности в работе. Им пользуются только тогда, когда нельзя использовать другой метод.

Метод двух вольтметров для определения группы соединений обмоток является распространенным и доступным. Метод основан на совмещении векторных диаграмм первичного и вторичного напряжений и измерении напряжений между соответствующими выводами и после­дующим сравнением этих напряжений с условным. Дня проведения опыта собирают схему рис. 3.2.

Рис. 3.2. Определение группы соединений обмоток трансформатора методом двух вольтметров.

Вводы А – а соединяются между собой, а на линейные вводы А, В, С, обмотки ВН подают 3-х фазное напряжение, равное 220 В. Это напряжение измеряется вольтметром рV₁. Вольтметром рV₂ измеряется напряжение между вводами В – в, С – с,В – с, С – в. Измеренные напряжения сравнивают с условным U_усл. Условное напряжение определяется по формуле:

/3.1./

где – линейное напряжение на вводах обмотки НН, во время опыта, В;

К_л – линейный коэффициент трансформации;

где – линейное напряжение, подведенное к обмотке ВН при опыте.

Результаты измерений / рис. 3.2./ заносят в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Данные для проверки группы соединений трансформатора

№ п/п	Вводы обмоток	Напряжение на вводах	Кл	U2л	Uусл
1	В – в
2	С – с
3	С – в
4	В – с

Полученное напряжение сравнивают с условным напряжением. На основании сравнения и по таблице 3.4. определяется группа соединений трансформатора.

5.Испытание электрической прочности главной изоляции обмоток производится по схеме, изображенной на рис. 3.3.

Таблица 3.4. Определение группы соединений обмоток трансформатора по результатам сравнения напряжения на вводах с напряжением условным

Группа соединений

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Угловое смещение

0^о

30^о

60^о

90^о

120^о

150^о

180^о

210^о

240^о

270^о

300^о

330^о

Сравнение U на вводах с Uусл

В-в

М

М

М

Р

Б

Б

Б

Б

Б

Р

М

М

В-с

М

Р

Б

Б

Б

Б

Б

Р

М

М

М

М

С-в

М

М

М

М

М

Б

Б

Б

Б

Б

Б

Р

С-с

М

М

М

Р

Б

Б

Б

Б

Б

Р

М

М

Примечание: М – меньше, Б – больше, Р – равно.

Рис. 3.3. Схема испытания электрической прочности изоляции обмоток трансформатора повышенным напряжением переменного тока.

1 – однофазный регулятор напряжения, РНО; 2 – испытательный трансформатор, НОМ-10; 3 – испытуемый трансформатор, ТМ – 40/10.

При испытании вводы испытуемой обмотки трансформатора 3 замыкают накоротко и присоединяют к испытуемому трансформатору 2 / закоротка ставится на самом трансформаторе/. Вводы другой обмотки также соединяют накоротко и в место с баком трансформатора/или с магнитопроводом в сухих трансформаторах/ заземляют. Испытательное напряжение /вывод из трансформатора ТV 2/ прикладывается между испытуемой обмоткой, соединенной накоротко, и заземленным баком, с которым соединяются магнитная система и замкнутые накоротко все прочие обмотки испытуемого трансформатора. Напряжение с помощью ТV 1 повышают постепенно, начиная от нуля до требуемого значения. Величина испытательного напряжения главной изоляции трансформатора вместе с вводами зависит от класса изоляции и приводится в таблице 3.5. [2]

Таблица 3.5. Величина испытательного напряжения в зависимости от класса изоляции

Номинальное напряжение /класс изоляции/, кВ	6	10	35	110
Испытательное напряжение, кВ	21,3	29,8	72,3	170

Длительность приложения испытательного напряжения 1 минута. Указанному испытанию обычно подвергаются только трансформаторы U≤35 кВ, при U>35 кВ испытание проводится только при наличии испытательных установок на месте.

Перед включением испытательного напряжения рекомендуется измерить сопротивление изоляции испытуемой обмотки с помощью мегомметра на 1000-2500

В для предварительного заключения об отсутствии каких-либо существенных дефектов в изоляции обмотки трансформатора.

Внутренняя изоляция масляных трансформаторов считается выдержавшей испытание на электрическую прочность, если при испытании не наблюдалось пробоя или частичных нарушении изоляции, отмечаемых по звуку в баке, выделению газа или дыма. Измерение испытательного напряжения производится киловольтметром.

Внимание!

1/ В лаборатории в целях безопасности работ вместо трансформатора с U = 35 кВ для испытаний используется трансформатор с U=10 кВ.

2/Стенд оборудован защитой от включения его питания при подсоединении выводов трансформатора на клеммы стенда.

6.Для измерения потерь и тока холостого хода трансформатора проводят опыт холостого хода. Измерение потерь х.х. позволяет проверить состояние магнитопровода. При его повреждении / нарушена изоляция между листами / потери х,х. увеличиваются. Резкое увеличение тока х.х. и потерь х.х. являются показателем наличия замыкания между витками одной из обмоток, местного нагрева и повреждения обмоток. Опыт х.х. проводится после испытания электрической прочности изоляции. Это делается с той целью, чтобы обнаружить возможные дефекты после данного испытания.

При опыте х.х к обмотке низшего напряжения НН, при разомкну­той обмотке ВН, подводят номинальное напряжение номинальной частоты, практически симметричное / на трансформаторе с обмот­ки ВН снять концы кабеля /.Для снятия характеристики х.х. не­обходимо собрать схему, показанную на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Схема для снятия характеристики холостого хода: 1 – индукционный регулятор; 2 –комплект приборов K-50 или К-505; 3 – испытуемый трансформатор. Подавая на обмотку НН напряжение в пределах от 0,5 до 1,1 Uн снять 6 замеров величин напряжения, тока и потерь для каждой фазы, U_а измерять комплектом

К-505, a U_ав, U_вс и U_ас вольтметром рV. Данные измерений занести в таблицу 3.6.

Таблица 3.6. Опыт холостого хода

№ п/п

Данные измерений

Данные расчета

Uа

Uав

Uвс

Uас

Iа

Iв

Iс

Pа

Pв

Pс

Uхх

Iхх

Iхх

Pхх

В

В

В

В

А

А

А

Вт

Вт

Вт

В

А

%

Вт

1 2 3 4 5 6

110 140 170 200 220 240

ВНИМАНИЕ! Измерительный комплект К – 505 измеряет фазное напряжение, ток и мощность.

По данным измерений определяют расчетные величины U_хх, I_хх, P_хх по формулам [2]

/3.4./

где – линейные напряжения на низкой стороне трансформатора.

/3.5./

где – фазные точки.

/3.6./

P_хх= / ± P_а / + / ± P_в / + /± P_с /3.7./

Для трехфазного трансформатора.

, /3.8./

где – потери в стали;

– фазное сопротивление обмотки постоянному току.

Мощность x.x. Р_хх почти целиком расходуется на покрытие потерь в стали сердечника трансформатора Р_ст, так как при х.х. потери в меди обмоток ничтожно малы по сравнению с потерями в стали, то можно принять Р_ст≈Р_хх.

На основании измерении необходимо построить характеристики

х.х. трансформатора I, P_хх =f/ U_хх /. Для вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов значения Р_хх не должны отличаться от заводских данных более, чем на 10% / Р_хх трансформатора TM-40/10 – 180 Вт. /.

7. Для измерения потерь и тока короткого замыкания проводят опыт короткого замыкания / к.з. /. При опыте к.з. проверяют правильность, соединения обмоток трансформатора и состояние контактных соединений.

Опыт к.з. проводится на трансформаторе TM-40/10 с номиналь­ными значениями

I_н = 2,89 / 72,25 A, U_н= 10 /0,4 кВ на номинальной ступени напряжения трансформатора по схеме, по­казанной на рис. 3.5.

Рис.3.5. Схема для снятия характеристики к.з.

1 – индукционный регулятор; 2 – комплект приборов К-50 или К-505;

3 – испытуемый трансформатор.

Плавно поднимая напряжение устанавливают в обмотке НН пониженный по сравнению с номинальным ток в пределах 25% I_н. , т. Е. I=20 А. Далее напряжение уменьшают до возможного минимума, записывая в каждое точке значение напряжения , тока I_к, мощности . Даннне измерений занести в таблицу 3.7.

ВН И М А Н И Е! Измерения производить как можно быстрее, во избежание нагрева обмоток током.

Таблица 3.7. Опыт короткого замыкания

№ п/п

Данные измерений

Данные расчета

Обмотка ВН

Обмотка НН

Uк

Uк

Iк

Pк

Pк75

Uк75

UАВ

UВС

UАС

IА

IВ

IС

PА

PВ

PС

I

В

В

В

А

А

А

Вт

А

В

%

А

Вт

Вт

%

1 2 3 4 5 6

20 16 12 8 4 0

По данным измерений определяют расчетные величины и приводят значения напряжения и потерь к действительному напряжению к.з. по формулам:

/3.9./

где – фазные токи при опыте.

где – линейные напряжения на высокой стороне трансформатора, измеренные при опыте.

= / ± P_А / + / ± P_В / + /± P_С /3.11./

где Р_А, Р_В, Р_С – фазные мощности, измеренные при опыте к.з.

где - напряжение к.з. в процентах от номинального;

– номинальное значение напряжения той обмотки, к которой подводится напряжение, т.е. ВН.

где – номинальное значение тока той же обмотки, к которой подводится напряжение, т.е. ВН

Согласно табличных данных Р_к трансформатора TM-40/10 – 880 Вт.

Потери короткого замыкания трансформаторов состоят из суммы потерь в обмотках ∑I²R, которые вычисляют по сопротивлению, измеренному при постоянном токе, добавочных потерь Р_доб от про­хождения магнитных потоков рассеяния через стенки бака, металлические детали крепления магнитопровода и проводники самих обмоток, а также потерь в магнитопроводе от намагничивания. Потерями от намагничивания пренебрегают ввиду их малой величины / менее со­тых долей процента/. Тогда Р _доб. = Р_к - ∑I²R.

Полученные результаты расчетов следует привести к номинальной температуре обмотки / согласно ГОСТ 11677-65 – 75° С / по

где - температура, при которой проводился опыт, ;

Р_н – номинальная мощность трансформатора / при = I, Р_н = cos φ*S= 40 кВт /.

/

На основании измерений необходимо построить характеристики к.з. , =f(U_к)

2. При измерении сопротивления обмоток трансформатора постоян­ному току могут выявиться следующие характерные дефекты:

а/ недоброкачественная пайка и плохие контакты в обмотке и в присоединении вводов;

б/ обрыв одного или нескольких параллельных проводников.

Измерение сопротивления обмоток в данном случае производится мостовым методом / малым мостом с реохордом ММВ, мостом МД-6, Р 353 и другими /. Измерение производится на всех ответвлениях и на всех фазах. Данные измерений следует занести в таблицу 3.8.

После проведения всех измерений составляется сводная таблица / табл.3.9./ результатов испытании и дается заключение о техническом состоянии трансформатора и пригодности его к эксплуатации.

Таблица 3.8. Сопротивления обмоток трансформатора постоянному току

Положение переключателя	Обмотка ВН			Обмотка НН			Примечание
1
2
3

Таблица 3.9. Сводная таблица результатов испытаний / приведенных к нормальным

условиям – 75° С /

№ п/п	Показатели	Единицы измерения	Параметры
1 2 3 4 5	Потери х.х. Потери к.з. Суммарные потери Ток х.х. в % от Iн Напряжение к.з.	Вт Вт Вт % %

Примечание:__________________

Заключение:_________________

Содержание отчета. В отчете привести цель работы, дать краткое описание контрольных испытаний трансформаторов, вычертить схемы для испытаний и измерений, представить таблицы с опытными и расчетными данными дать их анализ, вычертить характеристики х.х., характеристики короткого замыкания, сделать заключение о пригодности трансформатора к эксплуатации.

Контрольные вопросы.

1. С какой целью проводится заземление обмоток трансформатора перед началом измерения сопротивления изоляции?

2. Назовите основные характеристики изоляции трансформатора.

3. К каким последствиям приводит уменьшение сопротивления изоляции обмотки трансформатора?

4. Как изменяется коэффициент абсорбции в зависимости от степени увлажнения изоляций и чем это объясняется?

5. Как измерить сопротивление изоляции обмоток силовых двухобмоточных трансформаторов?

6. С какой целью измеряется коэффициент трансформации трансформатора?

7. Какие метода проверки группы соединений трансформаторов используются на практике? Почему метод двух вольтметров является наиболее распространенным?

8. При измерении коэффициента трансформации получены следующие данные:

9. К_ав= 25,К_вс=25,К_ас=30 .Определить неисправность в трансформаторе.

10. Как и с какой целью проводится испытание электрической прочности

главной изоляции обмоток трансформатора?

11. Для каких целей измеряют сопротивление постоянному току обмоток

трансформатора и какими методами?

12. С какой целью проводится опыт холостого хода и почему он проводится после испытания электрической прочности изоляции?

13. С какой целью и как проводится опыт короткого замыкания?

14. Какие параметры трансформатора определяются из опытов холостого хода и короткого замыкания?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Дефектация асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым и фазным роторами при ремонте.

Цель работы. Изучить основные неисправности асинхронных элек­тродвигателей и причины их возникновения. Освоить методику обна­ружения неисправностей асинхронных электродвигателей.

Программа работы.

1. Провести внешний осмотр электродвигателя и записать его паспорт­ные данные.

2. Провести дефектацию электродвигателя до разборки:

1. измерить сопротивление обмоток постоянному току;

2. проверить вращение ротора и отсутствие видимых повреждений, препятствующих дальнейшему проведению испытаний и проверок;

3. измерить сопротивление изоляция обмоток статора относительно корпуса и относительно друг друга;

3. Разобрать электродвигатель.

4. Провести дефектацию электродвигателя в разобранном виде:

а) проверить состояние механических деталей и отдельных узлов электродвигателя

б) измерить воздушный зазор между статором и ротором;

в) проверить отсутствие короткозамкнутых витков / витковое замыкание/, обрыв в обмотке. Определять места повреждения обмотки статора;

г) определить, записать обмоточные данные и вычертить схему обмотки; д) проверить состояние активной стали статора; е) проверить беличью клетку ротора на отсутствие обрывов в стержнях и

кольцах;

Если электродвигатель с фазным ротором, то дефектацию обмотки ротора проводят аналогично дефектации обмотки статора. Дополни­тельно проводят испытание прочности изоляции контактных колец и проверяется состояние активной стали ротора;

ж) все обнаруженные неисправности механических деталей, обмоток ротора и статора, данные электродвигателя занести в дефектовочную ведомость или технологическую карту ремонта.

Содержание работы и порядок ее выполнения.

1. Асинхронные электродвигатели, поступившие в ремонт, тщательно осматривают, а при необходимости испытывают и разбирают с целью полного выявления причин, характера и масштабов повреждения. Осмотр электродвигателя, ознакомление с объемом и характером предыдущих ремонтов и эксплуатационными журналами, а также проведение испытаний позволяют оценить состояние всех сборочных единиц и деталей электродвигателя и определить объемы и сроки ремонта, составить техническую документацию по ремонту.

Электродвигателя повреждаются чаще всего из-за недопустимой длительной работы без ремонта, плохого эксплуатационного обслуживания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны.

Повреждения электродвигателей бывают механические и электрические.

К механическим повреждениям относят: выплавку баббита в подшипниках скольжения, разрушение сепаратора, кольца, шарика или ролика в подшипниках качения; деформацию или поломку вала ротора; ослабление крепления сердечника статора к станине, разрыв или сползание проволочных бандажей роторов; ослабление прессовки сердечника ротора и др.

Электрическими повреждениями являются пробои изоляции на корпус, обрыв проводников в обмотке, замыкания между витками обмотки, нарушение контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой, недопустимое снижение сопротивления изоляции вследствие старения, разрушения или увлажнения и др.

Краткий перечень наиболее распространенных неисправностей и возможных причин их возникновения в асинхронных машинах приведен в таблице 4.1. [90]

Таблица 4.1. Неисправности асинхронных машин и возможные причины их возникновения.

Признак неисправности	Возможная причина
а) асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором
Электродвигатель не развивает номинальной частоты вращения и гудит.	Одностороннее притяжение ротора вследствие износа подшипников, перекоса подшипниковых щитов или изгиба вала.
Электродвигатель гудит, ротор вращается медленно, ток во всех фазах различен и даже на х.х. превышает номинальный.	Обрыв одного или несколько стержней обмотки ротора; неправильное соединение начала и конца фазы обмотки статора /фаза «перевернута»/
Ротор не вращается или вращается медленно, двигатель сильно гудит и нагревается.	Обрыв фазы обмотки статора.
Электродвигатель перегревается при номинальных нагрузках.	Витковое замыкание в обмотке статора; ухудшение условий вентиляции вследствие загрязнения вентиляционных каналов.
Недопустимо низкое сопротивление изоляции обмотки статора электродвигателя.	Увлажнение или сильное загрязнение изоляции обмотки; старение или повреждение изоляции.
Электродвигатель вибрирует во время работы и после отключения при частоте вращения ротора, близкой к номинальной.	Нарушение соосности валов; неуравновешенность ротора.
Электродвигатель сильно вибрирует, но вибрация прекращается после отключения его от сети, двигатель сильно гудит, ток в фазах неодинаков, один из участков обмотки статора быстро нагревается.	Короткое замыкание в обмотке статора электродвигателя.

Продолжение таблицы 4.1.

б) асинхронные двигатели с фазным ротором.
У электродвигателя медленно увеличивается частота вращения; ротор электродвигателя сильно нагревается даже при небольшой нагрузке.	Замыкание части обмотки ротора на заземленный корпус электродвигателя; нарушение изоляции между контактными кольцами и валов ротора
Электродвигатель не развивает номинальной частоты вращения.	Одностороннее притяжение ротора вследствие износа подшипников, перекоса подшипниковых щитов или изгиба вала; нарушение контакта в двух или трёх фазах пускового реостата; нарушение электрической цепи между пусковым реостатом и обмоткой ротора электродвигателя.
Электродвигатель не развивает частоты вращения под нагрузкой, гудит, ток статора «пульсирует»	Нарушение контакта в местах пайки обмотки ротора, соединениях ее с контактными кольцами или в соединительных проводах.
Повышенное искрение между щетками и контактными кольцами.	Плохая притертость или загрязненность щеток; заедание щеток в обоймах щеткодержателей; недостаточное нажатие щеток на контактные кольца; биение контактных колец; нарушение контакта в цепи щеток.

Неисправности и повреждения электрических двигателей не всегда удается обнаружить путем внешнего осмотра, так как некоторые из них /витковые замыкания в обмотках статоров, пробой изоляции на корпус, нарушение пайки в обмотках и др./ носят скрытый характер и могут быть определены только после соответствующих испытаний и измерений.

2.В число предремонтных операции по выявлению неисправностей электрических двигателей входят: измерение сопротивления изоляции обмоток / для определения степени ее увлажнения/ испытание электрической прочности изоляции, проверка на холостом ходу машины целости подшипников, величины осевого разбега ротора, определение состояния крепежных деталей, отсутствие повреждений / трещин, сколов/ у отдельных деталей электродвигателя;

а) измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя осуществляется по пункту2.1.,2.2.Общих указаний;

б) измерение сопротивления обмоток постоянному току произво­дится с целью проверки отсутствия разрывов в обмотке, например из-за нарушения целостности мест соединений в результате некаче­ственной пайки. Измерение сопротивления производится с помощью моста постоянного тока УМВ, Р353 и другими с классом точности не ниже 0,5. Измеренные сопротивления обмоток не должен отличаться друг от друга более, чем на 5%;

в) ротор электродвигателя поворачивают для проверки его сво­бодного вращения и наличия выбега. Для малых машин эту операция, осуществляют вручную. Такая проверка обязательна перед первым пуском машин или после длительной ее стоянки в условиях, когда в машину могли попасть посторонние предмета.

3. Разборку электродвигателя производят с помощью слесарных инструментов.

4. Дефектацию электродвигателя в разобранном виде осуществляют в следующем порядке;

а) определяют состояние механических деталей и отдельных узлов внешним осмотром;

б) проверяют величину воздушного зазора набором щупов не менее чем в четырех точках, поворачивая ротор по часовой стрелка на угол 90°. Среднеарифметическое значение результатов измерений сравнивают с допустимыми значениями / табл.4.2./. Отклонение не должно превышать ± 10%.

Таблица 4.2. Нормальные значения воздушных зазоров асинхронных двигателей.

Мощность, кВт.	Воздушный зазор /мм/ при частоте вращения /мин^-1/
	500-1500	3000
0,12-0,25 0,5-0,75 1,0-2,0 2,0-7,5 10,0-15,0 20,0-40,0	0,2 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50	0,25 0,30 0,35 0,50 0,65 0,80

в) определяют повреждения изоляции в электродвигателе, которые приводят к коротким замыканиям;

В зависимости от вида повреждений изоляция возможны следующие замыкания:

1. между ватками одной катушка в пазу или лобовых частях / витковое замыкание / при повреждении межвитковой изоляции;,

2. между катушками или катушечными группами одной фазы при повреждении межсекционной изоляции;

3. между катушками разных фаз при повреждении междуфазной изоляции;

4. замыкание на корпус при повреждении пазовой изоляции.

Пропуская переменный ток пониженного напряжения через отдельные фазы обмотки, можно определить место виткового замыкания.

Короткозамкнутые витки при включении фазы под напряжение являются как бы вторичной обмоткой автотрансформатора, замкнутой накоротко. Через короткозамкнутые витки протекают токи большой величины, которые нагревают лобовую часть обмотки. По местному нагреву опреде­ляется место виткового замыкания.

Замкнутый виток легко определяется с помощью подковообразного электромагнита.

Рис.4.1. Нахождение замкнутого витка с помощью электро­магнита и стальной пластинки.

А) замыкания витков нет; б) замыкание витков есть; 1 – проводник обмотки;

2 –электромагнит; 3 – стальная пластина; ф – магнитный поток магнита; Ф_пр – магнитный поток проводника с током.

Для нахождения короткозамкнутых витков в секциях обмоток электромагнит устанавливается параллельно пазам статора. После включения обмотки электромагнита в электрическую сеть переменного тока / 220 В при частоте 50 Гц/ по обмотке потечет ток, который создает магнитный поток, замыкающийся через сердечник электромагнита и часть магнитопровода статора электродвигателя. Это переменный магнитный поток будет индуктировать ЭДС в проводниках, охватываемых контуром.

При отсутствии витковых замыканий / рис. 4.1.а/ в обмотке ЗДС не вызывает появления тока / для него нет замкнутой цепи/. При наличии короткозамкнутых витков ЭДС вызовет в них появление тока, причем значительной величины из-за малого сопротивления контура. Ток создаст магнитный поток Ф_пр вокруг короткозамкнутых витков рис. 4.1.б /. Последнее легко обнаруживаются стальной пластиной, которая притягивается к зубцам статора над данным пазом. На производстве для определения витковых замыканий широко используют также прибор типа ЕЛ – 1.

Замыкание на корпус / если мегомметр показывает ноль / может быть определено с помощью милливольтметра. Этот метод связан с поочередной распайкой обмотки на отдельные катушки и проверкой каждой из них. Напряжение на оба конца поврежденной фазы подается с одного зажима аккумулятора напряжением до 2,5 В, а второй зажим соединяется с корпусом. При измерении напряжения на каждой катушке смена полярности показания прибора говорит о прохождение точки замыкания фазы на корпус. Этот метод из-за трудоемкости работ не всегда приемлем, особенно при большом числе катушек.

Лучше использовать магнитный метод [13, 15] , который основан на следующем. От источника пониженного напряжения / U до 36 В/ од­нофазный переменный ток подводится к концу / или к началу/ неис­правной фазы и через реостат и амперметр к корпусу электродвигате­ля. Так как ток переменный, то вокруг проводников с этим током образуется переменное электромагнитное поле. Поэтому пазы с про­водником, по которым течет ток легко определяются с помощью тонкой стальной пластинки

/ щупа /, которая слегка дребезжит. Последнее дает возможность выявить секции по которым протекает ток от конца фазной обмотки до места замыкания на корпус. Для проверки и уточ­нения найденного места замыкания обмотки ток подводится теперь к началу неисправной фазы. При однократном замыкании обмотки, най­денные места замыканий в первом и во втором случае должны сойтись.

Найденную магнитным методом неисправную катушку отсоединяют от остальной обмотки и мегомметром проверяют правильность установ­ленного места замыкания на корпус.

Этот же метод может быть применен для нахождения места замыкания между фазами.

В этом случае напряжение подается в начала к одним концам зам­кнувшихся фаз, а затем к другим. Это дает возможность выявить замкнувшиеся секции.

Внутренний обрыв одной из фаз.

Если обмотка имеет шесть выводов, то оборванная фаза определяется с помощью контрольной лампы на постоянном токе или ме­гомметром.

Если обмотка имеет только три вывода, то определяется обор­ванная фаза измерением токов или сопротивлений.

При соединении фаз в звезду, /рис.4.2./ ток оборванной фазы равен нулю, а сопротивление, измеренное относительно выхода оборванной фазы, равно «бесконечности»

Рис. 4.2. Внутренний обрыв фазы при соединении фаз в звезду.

При соединении фаз в треугольник токи, подходящие к обор­ванной фазе /рис.4.3./ будут равны и меньше токов в фазе С₂ / необорванной /, а сопротивление, измеренное на оборванной фазе /CI-C3 / будет вдвое больше, чем другие фазы

/CI-C2, C2-С3/ [10] .

Рис.4.3. Внутренний обрыв фазы при соединении фаз в треугольник.

После определения оборванной фаза место обрыва определяют с помощью вольтметра или контрольной лампы / на 36 В/ по схемам рис.4.4. а и б.

Рис. 4.4..Определение места обрыва в оборванной фазе;

а/ с помощью вольтметра;

б/ с помощью контрольной лампы.

Измеряют напряжение вольтметром на концах каждой катушки или катушечной группы. В момент показания вольтметра определяется оборванная катушка / рис. 4.4а/. Касаясь щупом от лампы начала и конца каждой катушки, идя от потенциального конца сети, показание лампы покажет на обрыв / лампа погасла, значит обрыв, если с другой сторона, то наоборот /.

г/Для одного из рассматриваемых асинхронных двигателей / с неисправной катушкой / определить и записать обмоточные данные и вычертить схему обмотки.

д/ Осматривают пакет активной стали статора. Пакет стали не должен иметь смещения, вмятин, ослабления прессовки листов желе­за, распушившихся зубцов, прогара.

е/ Целостность стержней короткозамкнутого ротора определяют методом электромагнита переменного тока. При испытании ротор ус­танавливается на электромагнит, подключаемый к сети переменного тока / рас.4.5. /.

Рис. 4.5. Определение оборванного стержня ротора с помощью электромагнита: 1 – ротор, 2 – стержни ротора, 3 –электромагнит, 4 – стальная пластинка /обломок ножовочного полотна/.

Стальная пластинка, перекрывающая паз с целым стержнем будет притягиваться и дребезжать. Если стержень оборван, пластинка не притягивается или притягивается очень слабо. Место разрыва обнаруживается с помощью листа бумаги с насыпанными на него сталь­ными опилками.

ж/. Обнаруженные неисправности механических деталей, обмоток статора и ротора, данные электродвигателей, представленных для дефектации занести в дефектовочную ведомость или техноло­гическую карту ремонта.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА № ____________

Заказчик __________________________________