Проверка сопротивления изоляции электрических машин: Изоляция электродвигателя

Изоляция электродвигателя

При испытаниях электродвигателя после ремонта или хранения на складе одним из важных параметров является сопротивление изоляции.

Измерение сопротивление изоляции электродвигателя

Проверку изоляции производят разными способами.

Испытание изоляции мегомметром

Измерение сопротивления производится механическим или электронным мегомметром.

Важно! Проверка изоляции двигателей до 380В выполняется прибором напряжением 500 вольт, а от 0,4 до 1 кВ аппаратом 1000В.

Перед проверкой сопротивления изоляции производится осмотр электромашины на отсутствие повреждений корпуса. Мокрый электродвигатель перед испытанием необходимо просушить. Все обмотки желательно отключить друг от друга для проверки изоляции между ними.

Порядок измерения сопротивления изоляции:

1. подключить вывода или установить переключатель в положение «мегаомы»;
2. проверить мегомметр замыканием концов между собой и проведением кратковременного измерения;
3. результат должен быть около «0»;
4. присоединить один из проводов к испытуемой катушке, а другой к очищенному от краски месту корпуса или другой обмотке;
5. в течении 15-60 секунд вращать ручку прибора с частотой 120 оборотов в минуту;
6. не прекращая вращения рукоятки проверить показания прибора.

Обмотка и корпус или две обмотки с изоляцией между ними представляют собой конденсатор. При измерении этот конденсатор заряжается до напряжения мегомметра — 500 или 1000 вольт. Поэтому клеммы электромашины и вывода прибора после проверки необходимо закоротить между собой.

Проверка межвитковой изоляции обмоток

Этот вид испытаний проводится для проверки изоляции между витками катушек асинхронных электромашин.

Для этого после разгона двигатель с короткозамкнутым ротором, вращающийся на холостом ходу, подключается на повышенное напряжение. Это напряжение на 30% выше номинального, а время работы в таких условиях — 3 минуты. Включение машины производится через амперметры, установленные на каждой фазе. После испытаний напряжение уменьшается до номинального и аппарат выключается.

Важно! Повышение и понижение напряжения производится плавно, при помощи регулируемого автотрансформатора или электронного блока питания.

При появлении шума, стуков, дыма или «плавающих» показаний амперметров, электродвигатель отключается и отправляется на ремонт.

Испытания электромашины с фазным ротором проводятся в заторможенном состоянии при отключенном роторе.

Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока

Такая проверка проводится при помощи трансформатора, имеющего плавную регулировку напряжения со стороны вторичной обмотки. В схеме испытательного прибора также предусматривается автоматический выключатель с величиной уставки максимальной защиты, достаточной для отключения установки в аварийных ситуациях. Вторичная обмотка подключается к обмоткам электромашины и корпусу.

Продолжительность испытаний составляет 1 минута при проверке изоляции между обмотками и корпусом и 5 минут при испытании изоляции между обмотками. Для проведения межобмоточной проверки напряжение подаётся на одну из обмоток, а остальные присоединяются к корпусу.

Напряжение поднимается и опускается плавно, в течение 10 секунд со значения 50%Uном до 200%Uном.

Нормы сопротивления изоляции электрических машин

В ПУЭ (правилах устройства электроустановок) регламентируется сопротивление изоляции электродвигателей в зависимости от конструкции и мощности аппарата.

Допустимое сопротивление при испытании изоляции асинхронных электромашин

При измерении изоляции асинхронных двигателей соединение обмоток статора «звезда» или «треугольник» необходимо разобрать и проверить каждую из катушек относительно корпуса и между собой. Испытания проводятся при температуре машины 10-30°С.

Сопротивление изоляции должно быть:

• в статоре не менее 0,5мОм;
• в фазном роторе не менее 0,2мОм;
• минимальное сопротивление изоляции термодатчиков не нормируется.

Для того чтобы не использовать справочник, обычно допустимое сопротивление считается 1мОм. Меньшие значения говорят о незначительных нарушениях, которые со временем приведут к выходу электромашины из строя.

Важно! Для того чтобы избежать такой ситуации аппарат целесообразно отправить на специализированное предприятие для проведения среднего ремонта.

Изоляция двигателей постоянного тока

Для проверки изоляции в машинах постоянного тока необходимо вынуть щётки из щёткодержателей или подложить под них изоляционный материал.

Измерение проводится между разными частями схемы электромашины:

• обмотками возбуждения и коллектором якоря;
• щёткодержателем и корпусом аппарата;
• коллектором якоря и корпусом;
• обмотками возбуждения и корпусом электромашины.

Важно! Если есть возможность, то катушки обмотки возбуждения отключаются друг от друга и проверяются по отдельности.

Минимально допустимое сопротивление изоляции зависит от температуры и номинального напряжения электромашины. При 20°С она составляет:

• 220В — 1,85мОм;
• 440В — 3,7мОм;
• 660В — 5,45мОм.

Кроме обмоток и якоря измеряется сопротивление бандажей обмоток возбуждения и якоря. Оно проверяется между самим бандажом и корпусом, а также закрепляемой им обмоткой. Оно не должно быть менее 0,5мОм.

Причины низкого сопротивления

Есть несколько причин низкого сопротивления изоляции.

Перегрев электромашины

Эта ситуация возникает из-за перегрузки электромашины или обрыва одной из фаз в трёхфазных электродвигателях. Устранить эту проблему в условиях мастерской невозможно и аппарат приходится отправлять для замены обмоток в специализированное предприятие.

Предотвратить такую неисправность помогают устройства защиты:

• тепловое реле отключает электромашину при перегрузке;
• реле напряжения отключает установку при отсутствии одной из фаз или пониженном напряжении сети.

Важно! Для лучшей защиты внутри электродвигателей встраиваются датчики температуры. В новых машинах они устанавливаются при изготовлении, а в старых такие приборы можно поставить при плановом или капитальном ремонте.

Сушка электродвигателя

Если пониженное сопротивление вызвано попаданием на двигатель влаги или хранением в сыром помещении, то электромашину можно высушить. Для этого её необходимо разобрать — снять крышки подшипниковых щитов и вынуть ротор. Это делается для свободного выхода влаги.

Совет! Можно снять только один щит, а ротор вынуть вместе со вторым.

После разборки осуществляется сушка одним из способов:

• Подачей на обмотки пониженного напряжения. Ток при этом не должен превышать номинальный.
• Вставить в статор нагреватель. Чаще всего для этого используется лампа накаливания 60-100Вт.

Через сутки проводится повторное измерение изоляции. Если сопротивление растёт, то сушка продолжается до полного высыхания, если нет, то двигатель отправляется на средний ремонт в специализированное предприятие. Этот вид ремонта включает в себя пропитку обмоток лаком и повторную сушку.

Проверка изоляции является необходимой частью испытаний электродвигателя. Виды проверок в отдельных случаях определяются ПУЭ и другими нормативными документами.

Измерение сопротивления и контроль изоляции обмоток

Страница 7 из 31

Величина сопротивления изоляции обмоток машин является одним из основных показателей, определяющих допустимость их включения на рабочее напряжение. Изоляция обмоток измеряется перед пробным пуском машины, а затем периодически в ходе нормальной эксплуатации; кроме того, изоляция должна контролироваться после длительных остановок и при каждом аварийном отключении привода.

Во время первоначальной наладки машин постоянного тока желательно в отдельности проверить изоляцию якоря, дополнительных полюсов и обмоток возбуждения; у машин переменного тока измеряется изоляция обмоток каждой фазы по отношению к заземленному корпусу и соединенным с ним обмоткам других фаз. В последующем изоляция может проверяться без отключения обмоток друг от друга совместно с подводящими.

Проводами; обмотки отключаются от схемы только при необходимости отыскания мест с пониженной изоляцией.

Для измерения изоляции применяются мегомметры различных напряжений [Л. 26] на 250, 500, 1 000 и 2 500 в. Процесс измерения состоит в следующем.
Зажим экрана мегомметра присоединяется к корпусу машины; от второго зажима гибкий провод с надежной изоляцией (типа «магнето») подводится к выводу обмотки, коллектору или иному испытуемому элементу машины. Желательно на свободных концах проводов от мегомметра иметь ручки из изоляционного материала со встроенными медными штырями или зажимами. Ручку мегомметра следует вращать со скоростью примерно 120 об/мин. При испытании небольших машин, имеющих незначительную емкость, стрелка прибора быстро устанавливается в положение, соответствующее сопротивлению изоляции, и отсчет можно производить уже через несколько секунд с начала вращения индуктора. При измерении изоляции крупных машин показания мегомметра постепенно увеличиваются и их принято отмечать через 15 и 60 сек (см. ниже) с начала вращения рукоятки. После окончания испытаний сохранившийся на обмотке потенциал высокого напряжения следует снять путем ее заземления на 1—2 мин. Заземляющий проводник сначала надежно присоединяется к корпусу машины, а затем другим концом подводится к выводу обмотки.

При пользовании мегомметром необходимо соблюдать установленные правила техники безопасности [Л. 19, 26]; особую осторожность следует проявлять при испытании изоляции обмоток без отсоединения подводящих проводов, ибо в этом случае возможно возникновение напряжения на удаленных участках, где работают люди.
Измерение изоляции обмоток мегомметром считается одним из основных контрольных испытаний. Однако для наиболее распространенных машин переменного тока напряжением до 380 в и постоянного тока напряжением 220 в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) и в Правилах технической эксплуатации (ПТЭ) отсутствуют четкие нормы, по которым можно было бы судить о том, что полученная величина сопротивления изоляции является допустимой. 

В ГОСТ 183-66 указано, что сопротивление изоляции машин всех типов должно быть не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения  машины.

Во время наладки нормы контроля изоляции должны согласовываться с последними инструкциями и действующими правилами [Л. 9, 19, 25, 26]. При испытании больших (более 150 кВт) и высоковольтных машин желательно получить рекомендации от заводов-изготовителей.

Таблица 1-5
Допустимые сопротивления изоляции  высоковольтных машин переменного тока, МОм

Величину сопротивления изоляции желательно измерять при нагретых машинах; следует иметь в виду, что замеры, выполненные при температуре ниже 10° С, совершенно не показательны.

Таблица 1-6
Допустимые сопротивления изоляции R,e машин постоянного тока, МОм

Сопротивление изоляции машины резко снижается по мере ее нагревания; степень снижения зависит от сорта изоляционных материалов, сорта применяемого при пропитке обмоток компаунда и конструктивных особенностей.

В некоторых справочниках для сравнения с нормами полученные значения сопротивления изоляции рекомендуется делить на два на каждые 20° С, недостающие до максимальной рабочей температуры.

Наименьшие допустимые (нормируемые) величины сопротивлений изоляции (R-60) высоковольтных машин переменного тока приведены в табл. 1-5, машин постоянного тока — в табл. 1-6.
Во время наладочных работ были собраны опытные данные, по которым сопротивление изоляции зависит от температуры в еще большей степени, чем указано в табл. 1-5 и 1-6.

В ответственных случаях следует произвести в порядке контроля нагревание машины до рабочей температуры и измерить сопротивление изоляции [Л. 9, 14, 27].

По опыту наладки нового, вводимого в эксплуатацию оборудования сопротивление изоляции машин, измеренное при температуре около 20° С, как правило, значительно превышает 1 МОм и лежит в пределах от 5 до 100 МОм.
Падение сопротивления изоляции обмоток ниже указанных значений вызывается разными причинами: проникновением в толщу изоляции влаги, поверхностной влажностью или оседанием токопроводящей пыли на выводах, обмотках и коллекторе машины.

В этих случаях рекомендуется произвести следующее:
а)       продуть машину и почистить салфетками выводы обмоток, торец коллектора, изоляционные детали щеткодержателей; произвести повторное измерение изоляции;

б)       если окажется, что очистка деталей не помогла, произвести поверхностную сушку обмоток и их выводов с помощью воздуходувки, а затем провести контрольное измерение изоляции.

У машин, находившихся в длительной эксплуатации, причиной низкой величины сопротивления изоляции может явиться попадание токопроводящей пыли вместе с маслом в обмотку или изоляционные детали, что не удается выправить продувкой и протиркой.

Для того чтобы отличить такое повреждение изоляции от общей увлажненности обмотки, следует произвести измерение сопротивления изоляции мостиком Уитстона при двух направлениях тока в контролируемой цепи. Если низкое сопротивление изоляции вызывается токопроводящей пылью, то мостик при обоих измерениях покажет одинаковые результаты. При неодинаковых показаниях наиболее вероятной причиной можно считать проникновение в обмотку влаги и образование гальванической э. д. с., которая и создает разные показания при измерении мостиком. Для повышения сопротивления изоляции необходимо удалить попавшую в машину вместе с маслом пыль путем промывки изоляции ксилолом, толуолом или иным сильным растворителем. Данная операция должна выполняться квалифицированным персоналом и, как правило, требует полной разборки машины [Л. 11, 14].
Как правило, электрические машины мощностью до 100 кВт и напряжением до 380 в включаются без сушки, даже в тех случаях, когда их сопротивление изоляции менее 1 МОм. Из практики наладки и эксплуатации известно, что асинхронные двигатели вспомогательных приводов, включающиеся иногда при изоляции 100 ком и ниже, в ходе работы постепенно подсушивались и затем служили много лет безотказно. Однако включение при пониженной величине сопротивления изоляции машин, не прошедших испытания повышенным напряжением, допустимо только в тех случаях, когда имеются запасные машины и стоимость подвергаемой риску машины несравненно ниже технико-экономических потерь из-за простоев оборудования.

Показания мегомметра зависят от длительности приложения напряжения к обмоткам. В упрощенной форме это явление можно объяснить следующим образом: при неувлажненной изоляции во время подачи напряжения емкость машины постепенно заряжается, ток зарядки (ток утечки) снижается и мегомметр показывает увеличение сопротивления изоляции (рис. 1-23,а). В случае увлажненной изоляции и при наличии каких-либо токопроводящих дорожек (например, по слою пыли или по каналу пробоя) показания мегомметра быстро устанавливаются и перестают возрастать.
Отношение показаний мегомметра после 60-секундного приложения напряжения к показаниям 15-секундного замера называется коэффициентом абсорбции Ка=R60/R15. Эта величина позволяет более полно оценить фактическое состояние изоляции и нормируется в пределах    1,1       1,3.

Рис. 1-23. Показания мегомметра и данные испытаний изоляции повышенным напряжением.

а—зависимость сопротивления изоляции RB3 от времени ( приложения напряжения мегомметра; б — зависимость коэффициента абсорбции Ка от температуры испытуемой машины; в — примерные кривые зависимости токов утечки /у я сопротивления изоляции /?из электрических машин от приложенного выпрямленного напряжения £/и/Г/н; 1с — характеристики высоковольтных крупных машин при сухой (неувлажпенной) изоляции; 1е — то же, что /с, ио при влажной изоляции; 2с, 2в — характеристики крупных машин напряжением до 800 в; Зс, Зв — характеристики машин средней и малой мощности напряжением 380 в ,(при переменном токе) и 220 в (при постоянном токе).

 Вместе с тем следует учесть, что величина Ка даже при хорошем состоянии изоляции в значительной степени зависит от температуры машин и вида примененных изоляционных материалов. Пользуясь материалами некоторых справочников и обобщая опыт многочисленных замеров, зависимость Ка=f(τoС) можно характеризовать кривыми, приведенными на рис. 1-23,б.

В том случае, когда при проверке машины высокого напряжения мегомметр показывает пониженное сопротивление изоляции (менее 1 МОм на 1 кВ) и коэффициент абсорбции ниже 1,2, перед наладчиком возникает ответственная задача: допустимо ли подвергнуть машину испытанию повышенным напряжением, можно ли разрешить ее включение на рабочее напряжение или сначала необходимо произвести тщательную сушку обмоток.
В подобных затруднительных случаях оценку состояния изоляции можно провести по характеру роста тока утечки при постепенном увеличении испытательного выпрямленного напряжения. Для этой цели можно использовать кенотронный аппарат, присоединяя его попеременно к каждой испытуемой обмотке и определяя токи утечки при подъеме испытательного напряжения по ступеням (0,5—1—1,5—2—2,5 )Uн. На каждой ступени напряжения необходимо делать выдержку в течение 1 мин и, записав величину тока утечки (в конце выдержки), отключить обмотку от трансформатора. Затем следует произвести разрядку испытуемой обмотки на корпус, сделать выдержку около 2 мин и испытуемое напряжение повысить вновь, но уже до более высокой ступени.

В процессе испытания следует составить график зависимости токов утечки и сопротивления изоляции от испытательного напряжения. Последнее определяется из отношения Rиз=Uн/Iу в/мка. Если на какой-либо ступени сопротивление изоляции снизится по сравнению с результатом предыдущего измерения более чем на 30%, дальнейшее повышение напряжения следует производить более плавно (например, по 0,25Uн). В тех случаях, когда при дальнейшем испытании величина сопротивления изоляции снизится в 3—4 раза по сравнению с величиной, полученной при 0,5 Uн, изоляцию надо считать недопустимо влажной.  Такая машина должна быть подвергнута сушке. На рис. 1-23,в в качестве примера представлены экспериментальные кривые токов утечки Iу и характеристики сопротивления изоляции Rиз, полученные при испытании пяти крупных электрических машин. Машины с соответствующими кривыми I, II и III можно считать выдержавшими испытание; машины с кривыми IV и V нуждаются в сушке.
Сушка машин производится различными методами, описанными в пособиях по монтажу [Л. 11, 13 и др.]. Наиболее часто монтажные организации сушат машины методом наружного обогрева с помощью воздуходувок или грелок. При этом ближайшие к источнику тепла части машины не должны нагреваться более 80— 100° С. Однако такой способ сушки мало экономичен и не всегда дает результаты, так как машина нагревается неравномерно и в отдельных частях обмотки влага остается «закупоренной».

Широко применяется индуктивный метод сушки, не связанный с прохождением токов в обмотках; под действием вихревых токов тепло выделяется в корпусе, на валу и в остальных массивных частях машины. Во время нагревания машины сопротивление изоляции сначала снижается, а затем по мере удаления влаги постепенно повышается и, наконец, устанавливается примерно постоянным.
При прогревании до температуры 75—небольшие машины высушиваются обычно за 15—20 ч, средние— за двое суток, а крупные —за пять-шесть суток. Однако наблюдались случаи, когда сушка крупных машин высокого напряжения в течение 10—12 суток при 80° С не давала результатов. Причиной этого являлась закупорка влаги между слоями пропитанной изоляции и токоведущими частями обмоток. Опыт показал, что последующий подъем температуры при прогревании до 95—100° С позволил удалить оставшуюся влагу за 10— 15 ч.

У машин мощностью до 100 кВт сушку, как правило, можно прекращать, когда сопротивление изоляции обмоток, нагретых до 60—70° С, достигает 0,2—0,5 МОм и держится примерно неизменным 1—2 ч.

Испытание электрических машин постоянного тока

Согласно требованиям СНиП, ПУЭ все электрические машины перед вводом в эксплуатацию должны пройти проверку на соответствие техническим условиям. Объем работ отличается в зависимости от характеристик оборудования: мощности, напряжения, состояния и назначения. Крупные машины испытываются в два этапа.

Во время испытания измеряется сопротивление изоляции обмоток, сопротивление обмоток постоянному току, обмотки испытываются повышенным напряжением промышленной частоты, проверяются системы охлаждения и смазки.

Обмотки проверяются на отсутствие обрыва, щетки на нейтрали и правильность чередования полюсов, измеряются воздушные зазоры.  

Определение возможности включения без сушки машин постоянного тока

Возможность включения машины без сушки производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

Измерение сопротивления изоляции

При измерении сопротивления мегаомметром значения должны соответствовать нормам и должны быть не менее 1 МОмкВ, но не менее 0,5 МОмкВ. Проверяется сопротивление изоляции каждой обмотки по отношению к заземленному корпусу и между отдельными обмотками.

Сопротивление изоляции бандажей

Измерение производится относительно корпуса и удерживаемых ими обмоток. Измеренное значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 Мом.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты

В соответствии с ПУЭ измерение сопротивления обмоток статора и ротора постоянному току у электродвигателей переменного тока производят в машинах на напряжение 2 кВ и выше и в машинах 300 кВт и более на все напряжения. В электродвигателях переменного тока мощностью 300 кВт и более проверяют сопротивление обмоток статора и ротора. У машин постоянного тока мощностью 200 кВт и возбудителях синхронных генераторов и компенсаторов проверяют сопротивление обмотки возбуждения и обмотки якоря. Измерения выполняют одинарным или двойным мостом постоянного тока или методом амперметра — вольтметра.

Измерение сопротивления постоянному току:

• обмоток возбуждения. Значения сопротивления постоянному току по отдельным фазам не должны отличаться друг от друга и заводских данных более чем на ±2 %, а по отдельным параллельным ветвям — более чем на 5 %. Испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты производят для проверки электрической прочности изоляции и приведены в ПУЭ.
• обмотки якоря. Сопротивления должны отличаться не более чем на 10% за исключением случаев, когда колебания обусловлены схемой соединения обмоток;
• реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление, проверяется целость отпаек. Допускается отличие от данных завода-изготовителя не более чем на 10%.

Проверке подвергаются машины собранные и просушенные на месте установки, находящиеся в неподвижном положении в отключенном состоянии. Перед испытанием проверяют сопротивление изоляции, уточняя коэффициент абсорбции. Затем машину очищают и продувают сухим и чистым сжатым воздухом.

Когда испытания повышенным напряжением закончены обмотку следует разрядить, соединив ее с корпусом машины, и проверить сопротивление мегаомметром.

Машина проходит испытание, если за 1 минуту не произойдет пробоя или частичного нарушения изоляции. Результаты испытаний и измерений машин перед пуском оформляют, согласно СНиП, соответствующими протоколами и актами.

Снятие характеристики холостого хода и испытание витковой изоляции

Подъем напряжения производится:

• для генераторов постоянного тока до 130% номинального напряжения;
• для возбудителей — до наибольшего (потолочного) или установленного заводом-изготовителем напряжения.

Напряжение между соседними коллекторными пластинами должно быть не выше 24 В. Продолжительность испытания — 3 мин. Допускается отклонение в пределах погрешности.

Снятие нагрузочной характеристики

Производится для возбудителей при нагрузке до значения не ниже номинального тока возбуждения генератора. Отклонение от заводской характеристики не нормируется.

Измерение воздушных зазоров между полюсами

Машины мощностью 200 кВт и более могут иметь зазор не более 10% среднего размера зазора, при измерении диаметрально противоположных точках. Не более 5% для возбудителей турбогенераторов.

Испытание на холостом ходу и под нагрузкой

Определяется предел регулирования частоты вращения или напряжения, который должен соответствовать заводским и проектным данным.

Методика измерения и испытания сопротивления изоляции кабелей, обмоток электродвигателей, аппаратов, вторичных цепей и электропроводок, и электрооборудования напряжением до 1 кВ

1.  Цель проведения измерения.

Измерения проводятся с целью проверки соответствия сопротивления изоляции установленным нормам.

2.   Меры безопасности.

2.1 Технические мероприятия.

До начала и в процессе измерений необходимо выполнять технические мероприятия согласно “Правилам техники безопасности” (ПТБ). При работе с мегомметром необходимо руководствоваться пунктами Б 3.7.17-Б 3.7.22 ПТБ.

2.2 Организационные мероприятия.

Измерения мегаомметром разрешается выполнять в установках напряжением выше 1000В двум лицам, одно которых должно иметь группу по электробезопасности не ниже IV. Работы выполняются по наряду. В установках напряжением до 1000В измерения выполняют два лица, одно из которых должно иметь группу не ниже III. Работы выполняются, в порядке текущей эксплуатации с последующей записью в оперативный журнал.

3.   Нормируемые величины.

Периодичность испытаний и минимальная допустимая величина сопротивления изоляции должны соответствовать указанным в нормах испытаний электрооборудования и аппаратов “Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей”. Как правило, сопротивление изоляции систем БССН и ФССН измеренное мегаомметром на 250 В должно быть не менее 0,25 Мом, силовых цепей до 500 В (кроме систем БССН и ФССН) измеренное мегаомметром на 500 В должно быть не менее 0,5 МОм, а вторичных цепей — не менее 1МОм. Сопротивление изоляции силовых цепей выше 500 В измеренное мегаомметром на 1000 В должно быть не менее 1.0 МОм, (ГОСТ Р50571.16-99). Сопротивление изоляции электропроводок, в том числе и осветительных сетей измеренное мегаомметром на 1000 В должно быть не менее 0.5 МОм, (ПТЭЭП п. 28.1)

4.  
Применяемые приборы.

Для измерения сопротивления изоляции применяются мегаомметры типов: MI 3102H (на напряжение 100 В, 250 В, 500 В  1000 В и 2500 В)  и , Е6-24 (на напряжение 500 В  1000 В и 2500 В). Эти приборы имеют собственный источник питания — генератор постоянного тока и позволяют производить непосредственный отсчет показаний в мегаомах и гигаомах.

5.   Измерение сопротивления изоляции электрооборудования.

5.1. Измерение сопротивления изоляции силовых кабелей и электропроводок

При измерении сопротивления изоляции необходимо учитывать следующее:

— измерение сопротивления изоляции кабелей (за ис­ключением кабелей бронированных) сечением до 16 мм2 производится мегаомметром на 1000 В, а выше 16 мм2 и бронированных — мегаометром на 2500 В; измерение со­противления изоляции проводов всех сечений производит­ся мегаометром на 1000 В.

При этом необходимо производить следующие замеры:

— на 2 — и 3-проводных линиях — три замера: L-N, N-РЕ, L-РЕ;

— на 4-проводных линиях — 4 замера: L1-L2L3РЕN, L2 — LЗL1РЕN, LЗ-L1L2РЕN, РЕN-L1L2L3, или 6 замеров: L1-L2, L2-L3,
L1-L3, L1-РЕN, L2-РЕN, LЗ-РЕN— на 5-проводных линиях — 5 замеров: L1—L2L3 NРЕ, L2-L1L3NРЕ, LЗ-L1L2РЕ, N-L1L2L3РЕ, РЕ-NL1L2L3, или

10 замеров: L1-L2, L2-L3, L1-L3,L1-N, L2-N, L3-N, L1-РЕ, L2-РЕ, LЗ-РЕ, N-РЕ.

Допускается не проводить измерения сопротивления изоляции в осветительных сетях, находящихся в эксплуа­тации, если это требует значительных работ по демонтажу схемы, в этом случае, не реже 1 раза в год, требуется вы­полнять визуальный контроль совместно с проверкой надежности срабатывания средств защиты от сверхтоков (оп­ределение токов однофазных замыканий в соответствии с п. 1.7.79 ПУЭ).

Если электропроводки, находящиеся в эксплуатации, имеют сопротивление изоляции менее 0,5 МОм, то заклю­чение об их пригодности делается после испытания их пе­ременным током промышленной частоты напряжением 1 кВ в соответствии с приведенными в данном издании рекомендациями.

5.2. Измерение сопротивления изоляции силового элекрооборудования

Значение сопротивления изоляции электрических машин и аппаратов в большой степени зависит от темпе­ратуры. Замеры следует производить при температуре изо­ляции не ниже +5°С кроме случаев, оговоренных специ­альными инструкциями. При более низких температурах результаты измерения из-за нестабильного состояния вла­ги не отражают истинной характеристики изоляции. При существенных различиях между результатами измерений на месте монтажа и данными завода-изготовителя, обус­ловленных разностью температур, при которых проводи­лись измерения, следует откорректировать эти результаты по указаниям изготовителя.

Степень увлажненности изоляции характеризуется ко­эффициентом абсорбции, равным отношению измеренного сопротивления изоляции через 60 секунд после приложе­ния напряжение мегаомметра (R60) к измереннму сопро­тивлению изоляции через 15 секунд (R15),

Кабс = R60/R15

При измерении сопротивления изоляции силовых транс­форматоров используются мегаомметры с выходным на­пряжением 2500 В.

Измерения проводятся между каждой обмоткой и кор­пусом и между обмотками трансформатора.

При этом R60, должно быть приведено к результатам за­водских испытаний в зависимости от разности темпера­тур, при которых проводились испытания.

Значение коэффициента абсорбции должно отличать­ся (в сторону уменьшения) от заводских данных не более, чем на 20%, а его величина должна быть не ниже 1,3 при температуре 10—30°С. При невыполнении этих условий трансформатор подлежит сушке.

Минимально допустимое сопротивление изоляции для установок, находящихся в эксплуатации, приведены в при­ложении 3 ПТЭЭП, таблица 9 а для установок, вводимых в эксплуатацию, — в гл. 1.8. ПУЭ, таблица 8. Сопротивле­ние изоляции ручных электрических машин измеряется относительно корпуса и наружных металлических частей при включенном выключателе.

Корпус электроинструмента и соединенные с ним де­тали, выполненные из диэлектрического материала, на вре­мя испытания должны быть обернуты металлической фоль­гой, соединенной с контуром заземления.

Если сопротивление изоляции при этом будет не менее 10 МОм, то испытание изоляции повышенным напряже­нием может быть заменено измерением ее сопротивления мегаомметром с выходным напряжением 2500 В в течение 1 минуты.

У переносных трансформаторов измеряется сопротив­ление изоляции между всеми обмотками, а также между обмотками и корпусом. При измерениях сопротивления изоляции первичной обмотки, вторичная должна быть зам­кнута и соединена с корпусом.

Сопротивление изоляции автоматических выключате­лей и УЗО производятся:

1. Между каждым выводом полюса и соединенными между собой противоположными выводами полюсов при разомкнутом состоянии выключателя или УЗО.

2. Между каждым разноименным полюсом и соединен­ными между собой оставшимися полюсами при зам­кнутом состоянии выключателя или УЗО.

3. Между всеми соединенными между собой полюсами и корпусом, обернутым металлической фольгой.

При этом для автоматических выключателей бытового и аналогичного назначения (ГОСТ Р50345-99) и УЗО при измерениях по п.п. 1, 2 сопротивление изоляции должно быть не менее 2 Мом, по п. 3 — не менее 5 Мом.

Для остальных автоматических выключателей (ГОСТ Р50030.2-99) во всех случаях сопротивление изоляции дол­жно быть не менее 0,5 МОм.

Измерение сопротивления в электродвигателе

Важной частью испытаний электродвигателя после ремонта или складского хранения являются измерение сопротивления изоляции и сопротивление обмоток постоянному току. Сопротивление изоляции производится для проверки отсутствия короткого замыкания и возможности подключения машины к сети. Сопротивление обмоток измеряется для проверки правильности намотки, отсутствия виткового замыкания и надёжности соединений.

Методы проверки изоляции

Перед подачей напряжения для предотвращения короткого замыкания необходимо проверить изоляцию между токоведущими частями и корпусом электромашины. В трёхфазных электродвигателях обмотки соединены между собой. Для проверки отсутствия замыкания между ними, при наличии возможности следует отключить обмотки друг от друга. Изоляция каждой из них проверяется относительно остальных катушек и корпуса машины. Проверка изоляции производится мегомметром. Для этого вывода к прибору подключаются на положение «мегаомы». Концы прикладываются к выводам и части корпуса, зачищенному от краски.

Информация! Вместо корпуса вывод можно приложить к валу электромашины.

Измерение производится вдвоём — один человек прикладывает вывода прибора к измеряемым элементам, а второй крутит ручку устройства в течение минуты, затем, не прекращая вращения, снимаются показания. При сомнительном результате измерения следует повторить. Провода и обмотки обладают электрической ёмкостью и во время измерения заряжаются от мегомметра, поэтому после завершения испытаний или перед повторной проверкой вывода прибора и измеряемые детали необходимо разрядить закорачиванием.

Измерение сопротивления обмоток

Измерение сопротивления обмоток производится постоянным током. Этот вид измерений производится для проверки правильности намотки и качества соединений. 

Информация! Величина сопротивлений, за исключением обмоток параллельного возбуждения двигателей постоянного тока, составляет несколько Ом, а в электромашинах большой мощности менее 1 Ом 

Измерения производятся измерительным мостом или цифровым омметром. При проведении измерений важно обеспечить надёжный контакт выводов прибора с клеммами электромашины. Перед началом измерений вывода измерительного прибора замыкаются между собой, и производится установка «0». В трехфазных машинах обмотки следует отключить друг от друга. При невозможности это сделать они измеряются попарно, через клеммы подключения. В коллекторных электродвигателях и машинах постоянного тока обмотки возбуждения разделены на две части и находятся по обе стороны ротора. Для проверки сопротивления их рассоединяют и измеряют по отдельности.

Температура электродвигателя

При изменении температуры сопротивление обмоток меняется, поэтому температура двигателя при измерении должна быть 20°С или сопротивление необходимо пересчитывать по специальным таблицам. Для измерения температуры используются встроенные или дополнительно устанавливаемые внутренние температурные датчики. Их количество зависит от мощности электромашины:

• до 10кВт — 1шт;
• 10-100кВт — 2шт;
• 100кВт-1мВт — 3шт;
• более 1мВт — 4шт.

Температурой аппарата считается среднее значение показаний. При измерении сопротивления двигателя, не работавшего длительное время, его температурой считается температура окружающей среды. При этом она не должна меняться в течение нескольких дней перед началом измерений больше, чем на 5°С. Измерения производят несколько раз с перерывом не менее 2 часов. Если результат меняется, то следует подождать до приобретения электромашиной температуры окружающей среды.

Измерения с помощью амперметра и вольтметра

Если измерительный мост или омметр отсутствуют, то допускается определить сопротивление обмоток методом измерения тока и напряжения:

1. подключить параллельно обмотке вольтметр, а последовательно амперметр;
2. подать в схему =5В;
3. измерить ток и напряжение;
4. по формуле R=U/I рассчитать сопротивление;
5. повторить ещё два раза, меняя величину напряжения;
6. рассчитать среднеарифметическое значение.

Важно! Если вместо постоянного использовать переменное напряжение, то можно обнаружить витковое замыкание между рядом расположенными витками. 

 
Проверка целостности коллекторных электрических машин 

Измерением сопротивления проверяется также исправность коллекторных машин переменного и постоянного тока. Делать это целесообразно стрелочным или цифровым омметром. Во время проверки показания прибора не должны меняться более чем на 10-15%. Измерения производятся между рядом расположенными пластинами коллектора или через щётки. Если при измерениях через щётки показания меняются, необходимо их снять и произвести измерения непосредственно на коллекторе.

Необходимая точность и результаты измерений

Точность и необходимый результат измерений определяется нормативными документами, такими, как ПУЭ, ПТЭЭР и другими, а также документацией к электродвигателю.

Необходимая точность при измерении сопротивления обмоток

Проводить измерения следует при температуре электромашины, равной температуре окружающей среде, до включения в работу. Разница между показаниями не должна превышать 2%, поэтому приборы, используемые для проверки должны обеспечивать необходимую точность:

• до 1 Ом применяется двойной измерительный мост;
• свыше 1 Ом — одинарный;
• цифровой омметр необходимо переключить на соответствующий предел измерений.
  

Измерение изоляции

При проверке сопротивления изоляции температура значения не имеет, но мегомметр следует проверить до начала испытаний и после. Величина сопротивления зависит от мощности электромашины и определяется по формуле Rиз=Uном/(1000+0,1Рном), где:

• Uном — напряжение сети;
• Рном — мощность двигателя. На практике считается, что сопротивление изоляции статора должно быть не менее 1мОм, а в обмотках фазного ротора не должно быть короткого замыкания. При показаниях мегомметра ниже требуемых:
• после перегрева электромашины она отправляется на ремонт;
• после хранения или намокания аппарат разбирается и сушится, после чего производится повторная проверка. Инструменты, используемые для измерения сопротивления Для проведения измерений применяются различные приборы.

Мегомметр

Служит для измерения сопротивления изоляции. Электродвигатели с номинальным напряжением до 1кВт используются мегомметры 0,5 и 1кВт, высоковольтные аппараты проверяются мегомметрами 2,5кВт или специальными устройствами. Вывода плотно прижимаются к измеряемому объекту, и ручка прибора вращается равномерно, со скоростью 1,5-2 об/мин до тех пор, пока стрелка не остановится.

Внимание! На выводах мегомметра присутствует высокое напряжение — до 2,5кВт, в зависимости от конструкции, но очень маленький ток. Поэтому прикосновения к ним болезненные, но не опасные для жизни.

Измерительный мост и цифровой омметр

При измерении сопротивления обмоток используются измерительный мост или цифровой омметр. Измеряемые величины составляют несколько Ом, поэтому важно обеспечить надёжный контакт прибора и клемм электромашины.

Мультиметр

Для приблизительной оценки состояния электродвигателя можно использовать мультиметр. Он не обладает необходимой точностью измерений, но позволяет проверить целостность обмоток и отсутствие короткого замыкания.

Тщательная проверка сопротивлений обмоток и изоляции электродвигателей необходима после ремонта, длительного периода хранения и оценки возможности дальнейшей эксплуатации при перегреве.

Проверка состояния изоляции обмоток электрических машин | Как оценить возможность включения в работу нового электрооборудования | Архивы

Страница 17 из 46

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Общие требования. Проверка состояния изоляции обмоток

В § 1 отмечена общность конструктивных узлов и элементов у различных видов электрооборудования. Это в равной степени относится к многочисленным видам электрических машин, на которые в связи с этим можно распространить методы оценки их состояния, описанные в § 1 и 2.

Весь комплекс работ по оценке состояния электрических машин может быть разбит на три основные группы:

1. Проверка и испытания собственно электрической машины в неподвижном ее состоянии и в состоянии работы.
2. Проверки и испытания вспомогательных устройств (систем смазки, охлаждения, возбуждения у синхронных машин).
3. Проверка и наладка вторичных устройств (релейных защит, устройств синхронизации, автоматики, управления и блокировок).

Заключение о возможности ввода электрической машины в эксплуатацию делается по результатам всего комплекса работ, т. е. по всем трем группам.

Основные нормативные требования, служащие основой для заключения, изложены в разд. 3—5 Норм. При оценке состояния головных образцов электрических машин объем испытаний может быть расширен по согласованию с заказчиком и заводом-изготовителем.

Наиболее важной проверкой, что следует из § 1, является проверка состояния изоляции.

Частично состояние изоляции вновь монтируемых машин проверяется внимательным осмотром, когда она еще разобрана. Уже тогда могут быть выявлены явные наружные повреждения и приняты своевременные меры по их устранению.

Основным же критерием для оценки общего состояния изоляции является измеренное значение сопротивления изоляции. У машин малой мощности (напряжением до 1 кВ) этим и ограничиваются. У машин же крупных (напряжением выше 1 кВ), кроме того, измеряют коэффициент абсорбции Кабс, являющийся дополнительным критерием при определении степени увлажненности изоляции обмоток.

Результаты измерений приводят к температуре предыдущих измерений (см. § 1), которыми для новых машин являются заводские измерения, приводимые в протоколах заводской документации. Соответствие им указывает на отсутствие в изоляции влаги и явных повреждений.

Первые измерения производятся сразу после установки машины на фундамент. Перед измерениями производятся тщательный осмотр и продувка машины от пыли и грязи, при этом особое внимание уделяется изоляции лобовых частей в местах выхода обмоток из пазов, состоянию крепления лобовых частей, клиньев в пазах, бандажей, состоянию лаковых покрытий и т. д., состоянию заземлений. У машин постоянного тока, кроме того, производится осмотр якоря, полюсов, межполюсных соединений, коллектора, щеток и щеткодержателей.

При оценке состояния увлажненности и решении вопросов о необходимости сушки компаундированной, термореактивной и гильзовой изоляции обмотки статора генератора руководствуются указаниями «Инструкции по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки» (см. Нормы, приложение 2). Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость сушки определяется инструкцией завода-изготовителя.

Измерение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции производится для каждой фазы, а при невозможности такого измерения — обмотки в целом по отношению к корпусу или к якорю и другим заземленным обмоткам. При емкости обмотки более 0,01 мкФ применение мегаомметров с ручным приводом может привести к ошибкам, и поэтому в этом случае следует пользоваться мегаомметрами с выпрямительными приставками или моторным приводом. После окончания измерений обмотки следует присоединить к контуру заземления для снятия электростатического заряда не менее чем на 2 мин.


Рис. 97. Схема измерения обмоток статора генератора с водяным охлаждением:

При измерении сопротивления изоляции обмотки статора с непосредственным охлаждением принимают меры по! уменьшению погрешности, вызванной остающейся после слива воды влажностью внутренней поверхности шлангов. Для этого измерения производят по схеме, приведенной на рис. 97. В этом случае коллекторы будут иметь практически такой же потенциал, как и испытываемая фаза, присоединенная к линейному зажиму мегаомметра. Поэтому по поверхности шлангов этой фазы ток проходить не будет и их сопротивление не окажет влияния на результат измерения сопротивления фазы.

Рекомендуемое значение ступеней при испытании — 0,5. На каждой ступени напряжение выдерживается в течение 1 мин и производится отсчет. По характеру изменения токов в зависимости от испытательного напряжения, асимметрии токов по фазам и характеру изменения токов в течение 1 мин можно судить о степени увлажнения изоляции и наличии дефектов.

По 60-секундным значениям токов утечки при испытательном напряжении Umiн и Umax определяется коэффициент нелинейности. Кнелин:

У сухой изоляции коэффициент нелинейности не превосходит 2—3; для увлажненной он равен 3— 4, но иногда у очень влажной изоляции Кнелин мал, поэтому его значения следует сопоставлять с абсолютным значением сопротивления изоляции.

У генераторов с водяным охлаждением изоляция обмоток статора подвергается испытанию выпрямленным напряжением, если это позволяет конструкция.

Испытание изоляции повышенным напряжением, как уже говорилось в § 1, делается для выявления местных дефектов — трещин, изломов, проколов, расслоений, воздушных включении и т. п. Испытанию подвергается каждая фаза обмотки по отношению к корпусу и другим заземленным обмоткам.

У машин с параллельными ветвями при наличии между ними полной изоляции испытаниям подвергается каждая ветвь по отношению к другим обмоткам.

Ввиду значительного емкостного тока, проходящего при испытании обмоток генераторов и некоторых других электрических машин, мощность испытательных установок и соответственно регулировочных трансформаторов Должна выбираться с учетом мощности заряда емкости обмоток по табл. 1.

Таблица1. Емкость обмоток статора и мощность установки для испытания изоляции отдельных турбогенераторов и синхронных компенсаторов                                             


После испытания обмоток статора генератора в течение I мин (на переменном напряжении) напряжение снижается до номинального значения и в течение 5 мин ведется наблюдение за характером коронировании лобовых частей обмоток, которое допускается в виде голубого и белого свечений. Свечение желтого и красноватого цвета, наличие дыма и тления бандажей являются признаками дефекта в обмотках, требующего уточнения н устранения, после чего испытания повторяются.

После полного окончания монтажа генератора и перед включением его в работу производятся повторные испытания изоляции обмоток номинальным напряжением переменного тока или

выпрямленного напряжения при открытых люках, через которые производили наблюдение за поведением изоляции. Длительность испытания— 1 мин. При обнаружении загорания или запаха гари, электрических разрядов испытание прекращается, люки как можно быстрее закрываются и в статор подается инертный газ.

Гидрогенераторы имеют ту особенность по сравнению с турбогенераторами, что если они собираются на месте монтажа, но не на фундаменте, то его обмотки испытываются по нормам, отличным от норм испытаний турбогенераторов [2]. После установки его на фундамент испытания производятся по тем же нормам, что и для турбогенераторов [2]. Такая особенность обусловлена тем, что гидрогенераторы поступают на стройплощадку в разобранном виде.

Для испытания изоляции обмоток мелких электродвигателей низкого напряжения, машин постоянного тока и пускорегулирующей аппаратуры пользуются измерительными трансформаторами напряжения типов НОМ-3 и НОМ-6. Испытания проводятся в соответствии с методическими описаниями, приведенными в § 1 и 2.

Испытания повышенным напряжением переменного тока обмоток статора генератора с водяным охлаждением проводятся при обязательной циркуляции с номинальным расходом охлаждающей воды в трубопроводах во избежание недопустимых перегревов фторопластовых участков трубопроводов при проведении испытаний, при этом удельное сопротивление конденсата должно быть не ниже 75 Ом-см. Испытание обмоток статора рекомендуется производить до ввода ротора в него, обмотку ротора — при номинальной частоте вращения генератора.

Измерение сопротивления изоляции обмоток

Подробности

Категория: Электрические машины

Для измерения сопротивления изоляции применяют мегаомметры логометрической системы с источником постоянного напряжения на 250, 500, 1000 и 2500 В. Измерение сопротивления изоляции вспомогательных измерительных цепей, электрически не соединенных с рабочими цепями объекта измерения, заложенных и встроенных температурных индикаторов, термометров сопротивления, термопар и т. п. производят мегаомметром на 250 В. Мегаомметры напряжением 500 В применяют при измерении сопротивления изоляции обмоток с номинальным напряжением до 500 В включительно; мегаомметры напряжением 1000 В — для обмоток выше 500 В. Мегаомметры напряжением 2500 В применяют для измерения сопротивления изоляции обмоток статоров крупных машин переменного тока с напряжением 6000 В и выше. При измерении сопротивления изоляции крупных машин рекомендуется применять мегаомметр с электроприводом. Измерение сопротивления изоляции производят при отсутствии электрического напряжения по методике, изложенной в разд. 3 справочника.

После окончания измерений сохранившийся на обмотке потенциал высокого напряжения следует разрядить путем замыкания ее на корпус проводником, предварительно соединенным с корпусом. Продолжительность разряда для обмоток с номинальным напряжением 3000 В и выше должна быть не менее 15 с для машин до 1000 кВт и 60 с для машин больше 1000 кВт.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками производят поочередно для каждой электрически независимой цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом машины

Рис. 1. Зависимость сопротивления изоляции Rn обмотки относительно корпуса от .времени приложения напряжения мегаомметра.

1 — при сухой изоляции; 2 — при увлажненной изоляции.
.

Показания мегаомметра зависят от времени приложения напряжения к проверяемой обмотке. Чем больше время, прошедшее от момента приложения напряжения к изоляции до момента отсчета (15 и 60 с), тем больше получается измеренное значение сопротивления изоляции (рис. 1).
При измерении сопротивления изоляции необходимо измерять и температуру обмотки. С повышением температуры сопротивление изоляции уменьшается. Измерение сопротивления изоляции следует выполнять при температуре обмотки, соответствующей номинальному режиму работы машины или приведенной к температуре 75 °С. Температура обмотки в холодном состоянии не должна быть ниже 10 °С. Если температура ниже указанной, то обмотку перед измерением необходимо подогреть. Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции электрических машин относительно корпуса и между обмотками при рабочей температуре и через 60 с после приложения напряжения определяются
(1)
где Uя — номинальное напряжение обмотки, В; Ря — номинальная мощность машины: постоянного тока, кВт, переменного тока, кВ-А.

Допустимое значение сопротивления изоляции, подсчитанное по (1), должно быть не меньше 0,5 МОм. В случае измерения сопротивления изоляции при температуре ниже рабочей, полученное по (1) сопротивление изоляции следует удваивать на каждые 20 °С (полные и неполные) разности между рабочей
температурой и той температурой, при которой выполнено измерение.

Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции Re о для машин постоянного тока приведены в табл. 1, для машин переменного тока напряжением выше 1000 В — в табл. 2.
Таблица 1

Допустимые сопротивления изоляции R60 машин постоянного тока

Таблица 2

Допустимые сопротивления изоляции R60 машин переменного тока напряжением выше 1000 В

Для машин переменного тока напряжением ниже 1000 В сопротивление изоляции обмотки статора 0,5 МОм при температуре 10— 30 °С; обмотки ротора 0,2 МОм.

О степени влажности изоляции судят по так называемому коэффициенту абсорбции 6а, который представляет собой отношение показаний мегаомметра после приложения напряжения через 15 и 60 с·

Рис. 2. Зависимость коэффициента абсорбции от температуры машины.

1 — для крупных машин при сухой изоляции; V — для крупных машин при увлажненной изоляции; 2, 2* — для машин средней и малой мощности при сухой и увлажненной изоляции, соответственно.

Следует учесть, что значение кя даже при хорошем состоянии изоляции в значительной степени зависит от температуры машины и вида применяемых изоляционных материалов. С повышением температуры коэффициент абсорбции для машин, имеющих неувлажненную изоляцию, уменьшается (рис. 2).

Для неувлажненной обмотки при температуре 10—30 °С ha = 1,34-2,0; для увлажненной обмотки коэффициент абсорбции близок к единице.

Введение в мониторинг электрического сопротивления (ER)

	Просмотр PDF версии
Введение Метод электрического сопротивления (ER) — это метод «в режиме онлайн» для мониторинга скорости коррозии и степени общей потери металла для любого металлического оборудования или конструкции. Методика ER измеряет влияние как электрохимических, так и механических компонентов коррозии, таких как эрозия или кавитация.Это единственный интерактивный инструментальный метод, применимый практически ко всем типам агрессивных сред. Несмотря на то, что метод ER универсален, он уникально подходит для агрессивных сред с плохим или непостоянным электролитом, таких как пары, газы, почвы, «влажные» углеводороды и неводные жидкости. Примеры ситуаций, в которых полезен подход ER: Системы добычи и транспортировки нефти и газа Технологические потоки нефтепереработки / нефтехимии Наружные поверхности подземных трубопроводов Системы питательной воды Дымовые трубы Архитектурные сооружения Система мониторинга ER состоит из прибора, подключенного к датчику.Инструмент может быть установлен на постоянной основе для предоставления непрерывной информации или может быть портативным для сбора периодических данных из ряда мест. Зонд снабжен чувствительным элементом, состав которого аналогичен составу интересующего технологического оборудования.
Принципы работы Электрическое сопротивление элемента из металла или сплава определяется по формуле: где: L = длина элемента A = площадь поперечного сечения r = удельное сопротивление Уменьшение (потеря металла) поперечного сечения элемента из-за коррозии будет сопровождаться пропорциональным увеличением электрического сопротивления элемента. Практические измерения достигаются с использованием зондов ER, оснащенных элементом, который свободно «подвергается» воздействию агрессивной жидкости, и «эталонным» элементом, герметичным внутри корпуса зонда. Измерение отношения сопротивлений открытого к защищаемому элементу производится, как показано на рисунке 1.
Рис. 1. Зонд / прибор
Поскольку изменения температуры в равной степени влияют на сопротивление как открытого, так и защищаемого элемента, измерение отношения сопротивлений сводит к минимуму влияние изменений температуры окружающей среды.Следовательно, любое чистое изменение отношения сопротивлений объясняется исключительно потерями металла из открытого элемента после установления температурного равновесия. Все стандартные системы контроля коррозии металлических образцов ER-зонды содержат третий элемент, называемый «контрольным» элементом. Поскольку контрольный элемент также герметизирован в корпусе зонда, соотношение его сопротивления к сопротивлению контрольного элемента должно оставаться неизменным. Любое существенное изменение этого соотношения указывает на нарушение целостности зонда. Измерение датчика ER может производиться либо периодически с помощью портативного прибора, либо постоянно с использованием стационарного устройства. В любом случае приборы ER системы мониторинга коррозии металлических образцов будут генерировать линеаризованный сигнал, который пропорционален потере металла в открытом элементе. Скорость изменения выходного сигнала прибора является мерой скорости коррозии. Постоянно контролируемые данные обычно передаются в компьютер / регистратор данных и обрабатываются для получения прямой информации о скорости коррозии.Ручные методы построения графиков обычно используются для определения скорости коррозии из периодически получаемых данных, как показано на рисунке 2.
Рис. 2. График зависимости измерения от времени для определения скорости коррозии.
Чувствительные элементы ER Чувствительные элементы доступны в различных геометрических конфигурациях, толщинах и сплавах.Доступные типы элементов показаны на рисунке 3.
Рисунок 3. Чувствительные элементы ER
Проволочная петля элементов являются наиболее распространенными доступными элементами. Этот тип элемента обладает высокой чувствительностью и низкой восприимчивостью к системному шуму, что делает его хорошим выбором для большинства систем мониторинга. Проволочные петли обычно герметизируются стеклянной заглушкой, которая затем приваривается к корпусу зонда.Стеклянное уплотнение, которое химически инертно в большинстве сред и имеет хорошие номинальные значения давления и температуры, является хорошим выбором для большинства применений. Сплавы, обычно герметизируемые стеклом, — это углеродистая сталь, нержавеющая сталь AISI 304 и 316. Там, где стекло может быть подвержено коррозии, также доступны элементы с тефлоновым уплотнением. Зонды с элементами проволочной петли обычно снабжены дефлектором потока (или экраном скорости) для защиты элемента от плавающего мусора в системе трубопроводов. Трубная петля Элементы рекомендуются там, где требуется высокая чувствительность для быстрого обнаружения низких скоростей коррозии.Элементы трубчатой ​​петли изготовлены из полой трубки с маленьким отверстием, сформированной в указанную выше форму петли. Углеродистая сталь — наиболее часто используемый сплав. Также доступны трубные петли, запечатанные в зонд герметичным уплотнением Teflon®. Зонды, использующие трубчатый петлевой элемент, могут быть оснащены дефлектором потока для минимизации возможных искажений в быстро проточных системах. Ленточная петля элементов аналогичны конфигурациям проволочной и трубчатой ​​петель. Полосовая петля — это плоский элемент, имеющий форму петли.Полоса петли может быть стеклянной или эпоксидной, заделанной в торцевую крышку, в зависимости от требуемого применения. Полоска-петля — очень чувствительный элемент. Полосовые петли очень хрупкие, и их следует рассматривать только для приложений с очень низким расходом. Цилиндрические элементы изготавливаются путем приваривания эталонной трубки внутри трубчатого элемента. Этот элемент имеет цельносварную конструкцию, которая затем приваривается к корпусу зонда. Благодаря полностью сварной конструкции этого элемента, можно относительно легко производить экзотические легированные элементы.Этот зонд идеально подходит для суровых условий окружающей среды, включая высокоскоростные и высокотемпературные системы, или где-либо еще, где стеклянный элемент не подходит. Спиральная петля элементов состоит из тонкой полосы металла, сформированной на инертной основе. Элемент особенно прочен и идеально подходит для режимов с высоким потоком. Его сравнительно высокое сопротивление обеспечивает высокое отношение сигнал / шум, что делает элемент очень чувствительным. Элементы для скрытого монтажа предназначены для установки заподлицо со стенкой емкости.Этот элемент очень эффективен при моделировании истинных условий коррозии на внутренних поверхностях стенки резервуара. Находясь заподлицо, этот элемент не подвержен повреждению в высокоскоростных системах и может использоваться в трубопроводных системах, которые подвергаются очистке скребками. Поверхностная полоса элементов (для атмосферных датчиков) — это тонкие прямоугольные элементы со сравнительно большой площадью поверхности, что позволяет получать более репрезентативные результаты в неоднородных коррозионных средах. Ленточные элементы обычно используются в подземных датчиках для контроля эффективности токов катодной защиты, подаваемых на внешние поверхности подземных сооружений.
Расчет скорости коррозии При измерении зондом ER прибор выдает линеаризованный сигнал (S), который пропорционален общей потере металла в открытом элементе (M). Истинное числовое значение является функцией толщины и геометрии элемента. При расчете потерь металла (M) эти геометрические и размерные факторы включаются в «срок службы зонда» (P) (см. Таблицу 1), а потери металла рассчитываются по формуле: Потери металла обычно выражаются в мил (0.001 дюйм), как и толщина элемента. Скорость коррозии (C) определяется по формуле: T — время в днях между показаниями прибора S 1 и S 2 . В таблице 1 перечислены типы элементов, их толщина, срок службы зонда и идентификационные номера. Номинальные значения температуры и давления см. В соответствующих паспортах датчиков. При выборе типа элемента для данного приложения ключевыми параметрами (помимо основных ограничений температуры и давления) для получения оптимальных результатов являются время отклика и требуемый срок службы зонда.Толщина элемента, геометрия и ожидаемая скорость коррозии определяют как время отклика, так и срок службы зонда. Время отклика, определяемое как минимальное время, в течение которого происходит измеримое изменение, определяет скорость, с которой могут быть получены полезные результаты. Срок службы зонда, или время, необходимое для использования эффективной толщины открытого элемента, определяет график замены зонда.
Тип элемента Толщина Срок службы зонда Идентификатор элемента Проволочная петля 40 мил 80 мил 10 мил 20 мил WR40 WR80 Трубчатая петля 4 мил 8 мил 2 мил 4 мил ТУ04 ТУ08 Полосовая петля 5 мил 10 мил 1.25 мил 2,5 мил SL05 SL10 Цилиндрический 10 мил 20 мил 50 мил 5 мил 10 мил 25 мил CT10 CT20 CT50 Спиральная петля 10 мил 20 мил 5 мил 10 мил SP10 SP20 Промывка (малая) 4 мил 8 мил 20 мил 2 мил 4 мил 10 мил FS04 FS08 FS20 Промывка (большая) 5 мил 10 мил 20 мил 40 мил 2.5 мил 5 мил 10 мил 20 мил FL05 FL10 FL20 FL40 Поверхность полосы 10 мил 20 мил 40 мил 5 мил 10 мил 20 мил SS10 SS20 SS40 Таблица 1. Срок службы датчика и идентификатор элемента
Поскольку срок службы зонда и время отклика прямо пропорциональны, выбор элемента — это компромисс между частотой данных и частотой замены зонда.Графическая взаимосвязь между скоростью коррозии, сроком службы зонда и временем отклика для всех элементов, обычно доступных в системах мониторинга коррозии металлических образцов, показана на рисунке 4.
* Время отклика — это минимальное время, необходимое для изменения 0,4% (4 деления датчика). Рис. 4. Руководство по выбору элементов
Характеристики датчика Системы мониторинга коррозии металлических образцов ER-зонды доступны в различных конфигурациях и подробно обсуждаются на следующих страницах этого каталога.Краткое описание, представленное здесь, дает только общий обзор конструкции зонда. Стандартным материалом для изготовления корпусов всех датчиков системы мониторинга коррозии металлических образцов является нержавеющая сталь AISI 316L, которая соответствует спецификации NACE MR-0175 для кислых условий эксплуатации. Другие материалы могут быть доступны для чрезвычайно агрессивных сред. Свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы обсудить альтернативные варианты. Первичный механизм уплотнения под давлением для систем мониторинга коррозии металлических образцов ER-зонды — это уплотнение элемента, которое зависит от конкретной спецификации элемента.Тем не менее, все технологические зонды системы мониторинга коррозии металлических образцов включают на конце прибора герметичный, рассчитанный на давление электрический соединитель. Соединитель обеспечивает надежное уплотнение в случае возникновения утечки в уплотнении элемента. Самой простой из всех конфигураций корпуса зонда является фиксированная версия , показанная на рис. 5. Как правило, фиксированный зонд, оснащенный трубной заглушкой или фланцевым соединением с резьбой NPT, привинчивается или прикручивается на место. Установка или снятие датчика может выполняться только во время останова, если датчик не установлен в боковом потоке, который можно изолировать и сбросить давление.Частота остановов должна быть фактором при выборе критериев срока службы зонда.
Рисунок 5. Неподвижный датчик
Выдвижные зонды поставляются с 1-дюймовым сальником из FNPT, позволяющим вставлять и извлекать зонд через шаровой клапан, поставляемый заказчиком, в системах с давлением, не превышающим 2000 фунтов на кв. Дюйм. К зонду может быть прикреплен предохранительный каркас из стержней и пластин для предотвращения «отката» в системах с высокой вибрацией.Для систем мониторинга коррозии металлических образцов требуется Easy Tool для вставки или втягивания зонда в системах с давлением более 150 фунтов. Выдвижные зонды находят широкое применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Типичный зонд показан на рисунке 6.
Рис. 6. Выдвижной датчик
Извлекаемые датчики используются в технологических системах, работающих при давлении до 3600 фунтов на квадратный дюйм.Эти датчики должны использоваться вместе со специально разработанными фитингами, инструментами для извлечения и сервисными клапанами, все из которых описаны в разделе «Системы доступа высокого давления». Извлекаемая конструкция является отраслевым стандартом для систем добычи нефти. Типичная установка показана на Рисунке 7.
Рис. 7. Извлекаемый датчик
Teflon® — зарегистрированная торговая марка DuPont.

.

Ненормальное рабочее состояние и причины асинхронных двигателей

Ненормальное рабочее состояние и причины асинхронных двигателей

Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в промышленности. Таким образом мы можем разделить ненормальные состояния и причины трехфазного двигателя.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Ненормальное рабочее состояние и причины асинхронных двигателей (фотографии Siemens)

Ниже приведены ненормальные рабочие условия и причины асинхронных двигателей

Механическая перегрузка

• Блок насоса или системы передачи с двигателями
• Повреждены подшипники или нет смазки
• Блокировка ротора или больше времени до запуска двигателя
• Остановка двигателя (когда двигатель не запускается из-за большой нагрузки)
• В этом случае двигатель отключен от источника питания, а также от механической нагрузки.После этого двигатель запускается для выполнения условия механического повелителя.

Ненормальные условия питания

• Низкое напряжение питания
• Несимметричное напряжение питания
• Повышение напряжения питания
• Низкая частота (по сравнению с нормальной частотой)

Неисправности в цепи питания

• Отсутствие трех фаз
• Короткое замыкание в питающем кабеле
• Повреждены звенья контактора
• Расплавленный предохранитель

Внутренние неисправности двигателя

.