Схема испытания электрических машин

Технология и оборудование производства электрических машин — Испытания электрических машин

Содержание материала

ГЛАВА XIX ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
§ 19-1. Общие вопросы
Каждая электрическая машина, изготовленная предприятием, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
Для машин общепромышленного применения переменного и постоянного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт общие технические требования устанавливаются ГОСТ 183—66.
Требования, предъявляемые к машинам специального назначения, изложены в других стандартах. Например, к тяговым электрическим машинам постоянного и пульсирующего тока технические требования предусмотрены ГОСТ 2582—66.
Допуски на установочно-присоединительные размеры и методы проверки этих величин указаны в ГОСТ 8592—66.
Для определения соответствия требованиям стандарта производится контроль и испытание собранной электрической машины. Программа испытаний электрических машин общепромышленного применения предусмотрена ГОСТ 183—66, а общие методы испытаний по этой программе указаны в ГОСТ 11828—66.
Методы испытаний отдельных видов машин устанавливаются соответствующими стандартами. Так, методы испытаний электродвигателей трехфазных асинхронных машин мощностью от 100 Вт и выше изложены в ГОСТ 7217—66, а машин постоянного тока — в ГОСТ 10159-62.
Согласно стандарту испытания электрических машин разделяются на типовые и контрольные.
Типовые испытания — испытания электрических машин, отобранных из серийных партий, с целью проверки всех требований к машинам, указанных в стандарте или в технических условиях на эти машины.
Срок проведения типовых испытаний и количество машин, отбираемых для этих испытаний, устанавливается в стандартах, а при отсутствии стандартов — в технических условиях на эти машины.
Типовым испытаниям подвергаются в первую очередь головные образцы вновь создаваемых электрических машин.
Необходимость в проведении типовых испытаний возникает также в случае значительного изменения технологии изготовления электрической машины, которое может повлиять на ее качество и работоспособность.
Контрольные испытания электрических машин — испытания, которым подвергается каждая электрическая машина, выпускаемая предприятием-изготовителем.
При контрольных испытаниях проверяются наиболее важные данные машины, такие, как механическая прочность вращающихся частей, электрическая прочность и величина сопротивления изоляции, рабочие характеристики машины. В связи с этим программа контрольных испытаний меньше, чем типовых.

§ 19-2. Программа контрольных испытаний электрических машин по ГОСТ 183—66

Ниже приводится перечень испытаний, которым подвергается каждый из видов машин:
а) измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками;
б) измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии;
в) испытание при повышенной скорости вращения;
г) испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность;
д) испытание межвитковой изоляции обмоток на электрическую прочность.
Кроме того, у каждого вида машин постоянного тока (генераторы, двигатели и возбудители):
а) определяют величину тока возбуждения генератора или скорость вращения электродвигателя при холостом ходе (для двигателей с последовательным возбуждением опыт проводят при независимом возбуждении);
б) проверяют номинальные данные машины (мощность, напряжение, ток, скорость вращения, коэффициент полезного действия);
в) проверяют коммутацию при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке.
У синхронных машин (генераторы, двигатели, компенсаторы) определяют характеристики холостого хода и характеристики установившегося трехфазного короткого замыкания (трехфазных машин) или однофазного короткого замыкания (однофазных машин).
У асинхронных двигателей определяют коэффициент трансформации (для двигателей с фазным ротором), величину тока и потери холостого хода; величину тока и потери короткого замыкания.

§ 19-3. Методы испытаний

Ниже рассматриваются установленные ГОСТ 11828—66 методы испытания параметров, общих для всех видов машин.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками. Измерение сопротивления изоляции обмоток производят до начала испытания машины при температуре обмотки, равной температуре окружающей среды.
Для измерения сопротивления изоляции применяются мегомметры на 500 в для электрических машин с номинальным напряжением до 500 в включительно и мегомметры на 1000 в для электрических машин с номинальным напряжением свыше 500 в.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками производят поочередно для каждой независимой электрической цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом машины.
Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии. Под практически холодным состоянием электрической машины понимается температура любой ее части, отличающаяся от температуры окружающей среды не более чем на +3°.
Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии может производиться одним из следующих методов:
а) вольтметра и амперметра;
б) одинарным или двойным мостом.
При измерении сопротивления одинарным мостом к измеряемому сопротивлению обмотки прибавляется сопротивление соединительных проводов и контактов. Во избежание получения большой погрешности применять его для измерения сопротивлений, меньших 1 Ом, не допускается. Измерения двойным мостом такого недостатка не имеют.
Во избежание нагрева обмоток при испытаниях не следует принимать величину измерительного тока больше 15—20% номинального тока данной обмотки, а длительность его протекания — более 1 мин. Измерение сопротивления производят непосредственно на выводах обмоток.
Испытание машин при повышенной скорости вращения. Испытание производится с целью определения прочности электрической машины при аварийном повышении скорости вращения. Испытание при повышенной скорости вращения проводят как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.
Многоскоростные электрические машины испытываются при повышенной скорости вращения на наибольшей номинальной скорости.
При испытании скорость вращения плавно повышается до испытательной и выдерживается при ней в течение 2 мин, а затем плавно понижается до полной остановки машины.
Испытательные скорости вращения:
а) у электродвигателей переменного и постоянного тока с последовательным возбуждением на 20% больше наибольшей, указанной на щитке электродвигателя, но не ниже полуторной номинальной;
б) у электродвигателей с регулировкой скорости вращения на 20% больше наибольшей, указанной на щитке электродвигателя;
в) у всех остальных электрических машин на 20% больше номинальной.
Повышение скорости вращения испытуемой машины, работающей в режиме генератора, производится путем соответствующего повышения скорости вращения приводного двигателя.
При работе электрической машины в режиме двигателя скорость вращения у бесколлекторных машин переменного тока увеличивается за счет повышения частоты тока питания.
После испытания необходимо тщательно осмотреть вращающиеся части машины, которые не должны иметь повреждений и остаточных деформаций.
У машин, имеющих коллекторы или контактные кольца, рекомендуется измерять биение этих узлов до и после испытания.
Испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины, между обмотками и между витками. Испытание изоляции обмоток электрической машины производится практически синусоидальным напряжением с частотой 50 Гц, т. е. таким напряжением, у которого коэффициент искажения синусоидальной кривой не превышает 5%.
Величина испытательного напряжения устанавливается ГОСТ 183—66 в зависимости от типа, мощности и номинального напряжения машины. Оно колеблется от 500 до 8000 в (для высоковольтных машин), что превышает номинальное напряжение в 3—10 раз.
Испытательное напряжение должно прикладываться плавно или ступенями, не превышающими 5% его окончательного значения. Согласно стандарту испытание должно начинаться с напряжения, не превышающего одну треть испытательного напряжения, при этом время, допускаемое для его подъема от половинного до полного значения, должно быть не менее 10 сек.
Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего плавно снижают до одной трети его значения, а затем отключают.
Стандартом для машин мощностью до 10 кВт включительно на номинальные напряжения до 525 в при массовом выпуске на конвейере допускается заменять вышеуказанное испытание испытанием в течение 1 сек при напряжении, повышенном на 20% против принятого для обычного испытания.
Испытанию изоляции относительно корпуса подвергают поочередно каждую электрически независимую цепь. Для этого один из выводов источника напряжения подключают к выводу испытуемой обмотки, а второй — к корпусу машины, который должен быть надежно заземлен, и к нему на время испытания должны быть присоединены все остальные обмотки машины. Годной считается обмотка, у которой при испытании не произошло пробоя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами.
Электрическая прочность изоляции обмотки между смежными витками испытывается повышенным напряжением, при приложении которого изоляция должна выдержать испытание в течение 5 мин.
Испытание производят при холостом ходе машины путем повышения подводимого (при испытании в режиме электродвигателя) или генерируемого (при испытании в режиме генератора) напряжения на 30% сверх номинального напряжения.
Для электрических машин постоянного тока с числом полюсов более четырех испытательное напряжение определяется исходя из среднего напряжения между смежными коллекторными пластинами, равного 24 в.
Межвитковая изоляция трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором испытывается при неподвижном и разомкнутом роторе, а у двигателя с короткозамкнутым ротором — при холостом ходе.

Источник статьи: http://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/tehnologiya-i-oborudovanie-proizvodstva-elektricheskih-mashin-80.html

Испытание электрических машин после ремонта

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

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

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

Источник статьи: http://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/ispytanie-elektricheskih-mashin-posle-remonta.html

Испытания электрических машин перед пуском

Объем проверки и испытания электрических машин перед пуском должен соответствовать требованиям действующих СНиП, ПУЭ (гл. 1.8), Норм и объема испытаний электрооборудования электросистемы, ПТЭ, ПТБ и технических условий завода-изготовителя.
Объем работ по испытанию электрических машин зависит от их мощности, номинального напряжения, назначения и состояния. Испытания средних и крупных электрических машин
проводятся в два этапа: испытания до включения; пробный пуск и испытания вхолостую и под нагрузкой.

Испытания машин до включения предусматривают проведение следующих операций: измерения сопротивления изоляции обмоток; измерения сопротивления обмоток постоянному току; испытания обмоток повышенным напряжением промышленной частоты; проверки системы охлаждения у машин с принудительной вентиляцией и системы смазки у машин с циркуляционной смазкой.
Кроме того, в объем испытаний, проводимых до включения машин, входят проверка обмоток на отсутствие обрыва; контроль установки щеток на нейтрали и правильности чередования полюсов у машин постоянного тока; измерение воздушных зазоров между сталью статора и ротора. Окончательную проверку установки щеток на нейтрали у машин постоянного тока производят при работе машины вхолостую.

Измерение сопротивления изоляции обмоток.

Сопротивление изоляции обмоток измеренное мегомметром должно быть не менее значений, предусмотренных нормативами. При измерениях проверяют сопротивление изоляции каждой обмотки по отношению к заземленному корпусу и между отдельными обмотками.
Сопротивление изоляции машин всех типов должно быть не менее 1 МОмкВ номинального напряжения машины, но не менее 0,5 МОмкВ (при рабочей температуре машины, т.е. 75 °С).

Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

В соответствии с ПУЭ (гл. 1.8) 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.
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. Испытательные напряжения промышленной частоты для электрических машин постоянного и переменного тока приведены в ПУЭ.
Проверочному испытанию подвергают электрическую машину, собранную на месте установки и прошедшую сушку. При этом для испытания обмоток статора относительно корпуса машина должна находиться в неподвижном и отключенном состоянии. Перед испытанием повышенным напряжением мегомметром проверяют сопротивление изоляции, уточняя коэффициент абсорбции. Затем машину тщательно очищают и продувают сухим и чистым сжатым воздухом.
Для получения более высокого испытательного напряжения используют испытательные трансформаторы мощностью не менее 1 кВ А на 1 кВ испытательного напряжения или специальные аппараты. Во время испытаний один вывод источника испытательного напряжения подводят к выводу проверяемой обмотки, а другой — к заземленному корпусу машины.
Полное испытательное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего его плавно снижают до 1/3 значения и отключают. Продолжительность снижения испытательного напряжения не нормируется.
После окончания испытаний повышенным напряжением обмотку разряжают, соединяя с корпусом машины, и вновь проверяют сопротивление изоляции мегомметром.
Машина считается выдержавшей испытание, если за 1 мин испытаний не произойдет пробоя или частичного нарушения изоляции. Результаты всех видов испытаний и измерений машин перед пуском оформляют, согласно СНиП, соответствующими протоколами и актами.

Источник статьи: http://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/ispytaniya-elektricheskih-mashin-pered-puskom.html