Характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов (стр. 5 из 8)

Оценка состояния изоляции производится на основании указанного комплекса испытаний.

Измерение сопротивления изоляции обмоток производится при температуре не ниже 10°С мегомметром класса 1000 В в трансформаторах класса напряжения до 35 кВ и мощностью до 16 мВ∙А и класса 2500 В с пределами измерения 0...10000 МОм — во всех остальных случаях. При этом за температуру изоляции в масляных трансформаторах принимают температуру масла в верхних слоях, в сухих — температуру окружающего воздуха.

7. Измерение сопротивлений обмоток постоянному току в холодном состоянии

Измерение проводиться в практически холодном состоянии, при котором температура любой части электрической машины отличается от температуры окружающей среды не более чем на

. От точности измерения сопротивлений обмоток в холодном состоянии зависит правильность определения ряда важнейших величин. При промышленных испытаниях электрических машин могут находить применение только те способы измерения сопротивлений, которые удовлетворяют следующим требованиям:

Достаточная точность измерений. Способ должен обеспечивать погрешность измерения сопротивления обмотки, не превосходящую той, с которой производиться измерение ее температуры в практически холодном состоянии. При испытаниях, к которым предъявляются менее высокие требования, погрешность измерения сопротивления может быть допущена до

1 %.

Быстрота выполнения измерений. В ряде случаев момент измерения должен быть отчетливо ориентирован во времени, что невозможно, если измерение требует кропотливых операций.

Измерения в соответствии с ГОСТ 11828-86 и ГОСТ 3484-88 рекомендуется проводить:

- методом вольтметра и амперметра;

- методом одинарного (Уинстона) или двойного (Томсона) моста;

- методом омметра логометрической системы.

Для измерения сопротивлений обмоток трансформаторов используются первые два метода.

Метод вольтметра и амперметра лучше всего удовлетворяет всем предъявляемым требованиям; при условии применения приборов соответствующего класса он обеспечивает требуемую точность, дает большую быстроту измерений и легко приспосабливается к требованиям подвижности измерительного устройства. Что бы способ давал достаточно правильные результаты, необходимо соблюдение ряда условий:

1. Вольтметр должен присоединяться непосредственно к выводам объекта измерения; если для присоединения применяются иглы, то они должны быть хорошо заточенными и изготовленными из закаленной стали, чтобы прокалывать пленку окисла на поверхности металлов.

2. Число разъемных контактов в схеме должно быть минимальным, а все неразъемные следует надежно пропаивать.

3. Источником постоянного тока должна быть хорошо заряженная батарея аккумуляторов.

4. Каждое сопротивление следует измерять при нескольких различных значениях тока, переходя от больших к меньшим. Нормально число измерений берется равным трем; при испытании повышенной точности его рекомендуется брать не менее пяти, но при приемо-сдаточных испытаниях машин мощностью до 100 кВт допускается однократное измерение. Результаты измерений одного и того же сопротивления не должны отличаться от среднего из них более чем на 0,5 %, а за действительное значение принимается среднее арифметическое из результатов всех измерений, удовлетворяющих этому требованию.

5. Отсчеты по обоим приборам должны производиться одновременно по команде, подаваемой наблюдателем на вольтметре, показания которого менее устойчивы, чем показания амперметра, вследствие индуктивности, свойственной обмоткам электрических машин.

6. При измерении одного и того же сопротивления следует по возможности не изменять пределы измерения приборов.

7. Во избежание нагревания обмотки измерительным током значение последнего следует выбирать по данным обмотки так, чтобы адиабатное повышение температуры обмотки за время измерения не превосходило 1К; если же данные обмотки неизвестны, то значение измерительного тока должно быть не выше 20 % номинального тока обмотки, а длительность измерения – не более 1 мин. Если порядок измеряемого сопротивления известен, то пределы измерения обеих приборов могут быть установлены заранее, но цепь вольтметра в момент замыкания цепи тока должна быть разомкнутой. При подключении устройства к неизвестному объекту измерения и замыкании цепи тока амперметр и вольтметр должны быть предварительно включены на наибольшие пределы измерения. После замыкания цепи приспособление, регулирующее ток, ставиться в положение наибольшего измерительного тока. Если при этом показание амперметра меньше 40 % его полной шкалы, то необходимо перейти на следующий меньший предел измерения, и так далее до тех пор, пока не будет получено удовлетворительное отклонение; подбор предела измерения вольтметра производиться таким же способом. Когда пределы шкал обоих приборов установлены, приступают к отсчетам. После каждого отсчета ток несколько понижается регулирующим приспособлением и производиться следующий отсчет и т. д. Если обмотка обладает сильно выраженной индуктивностью, то на момент каждого перехода с высшей ступени измерительного тока на низшую необходимо размыкать цепь вольтметра, иначе ее можно повредить импульсами, индуктируемыми при резком понижении измерительного тока.

Схемы измерения сопротивления этим методом приведены на рис.4

Рис.4. Схемы измерения сопротивления обмоток методом вольтметра и амперметра:

а – отдельная обмотка; б – при схеме Y; в – при схеме ∆

Если сопротивление вольтметра отличается от измеряемого сопротивления менее чем в 100 раз, то для исключения методической ошибки истинное значение сопротивления рассчитывается по формуле (1):

,

где U – измеренное падение напряжения, В; I– измеренный ток, А; r_в – входное сопротивление вольтметра, Ом.

Измерение сопротивления многофазных обмоток при наличии выводов начал и концов фаз производиться пофазно, а при наличии отдельных выводов от частей фаз – отдельно для каждой части.

Если выводы начал и концов фаз отсутствуют, то сопротивление следует измерять между каждой парой линейных выводов. При соединении фаз в звезду (рис.4, б) сопротивление фазы r₁, прилегающей к выводу С₁, определяется по формуле (2):

r₁ = (r₃₁+r₁₂ - r₂₃)/2,

где r₃₁, r₁₂, r₂₃ – сопротивления, измеренные соответственно между выводами С₃ и С₁ , С₁ и С₂, С₂ и С₃, Ом. При соединении фаз в треугольник сопротивление фазы r₁ между выводами С₁ и С₂ (рис.4, в) определяется по формуле (3):

.

По аналогичным формулам с круговой перестановкой соответствующих индексов рассчитываются сопротивления других фаз.

Когда сопротивление цепи вольтметра на данном пределе измерения настолько велико по сравнению с измеряемым сопротивлением, что потреблением тока в вольтметре можно пренебречь, искомое сопротивление R может быть найдено:

R=U/I.

При использовании для измерений одинарного моста к искомому сопротивлению обмоток добавляется сопротивление контактов и соединительных проводов, в связи с чем одинарный мост рекомендуется применять при измерении сопротивлений, превышающих 1Ом. Применение двойного моста обеспечивает наивысшую точность измерения сопротивлений.

Тепловое состояние различных частей обмотки контролируется с помощью датчиков температуры, устанавливаемых на обмотку. В этом случае за температуру обмотки принимают среднеарифметическое значение показаний датчиков, если эти показания изменяются не более чем на 1°С в час и отличаются от среднего значения не более чем на 2°С.

Определение сопротивления обмоток постоянному току в практически холодном состоянии предусмотрено программой приемо-сдаточных испытаний, хотя большинство электрических машин не снабжаются датчиками температуры обмоток. В этом случае температуру обмоток определяют следующими способами:

в электрической машине, оборудованной датчиками температуры отдельных ее частей, за температуру обмотки принимают среднеарифметическое значение показаний датчиков, если оно не изменяется более чем на 1⁰С за 4 ч при изменении сопротивления обмотки не более чем на 0,5 %;

в электрической машине, не оборудованной датчиками температуры, температуру обмотки принимают равной температуре поверхности машины (корпуса), если эта температура изменяется не более чем на 1⁰ С за 8 ч при изменении сопротивления обмотки за то же время не более чем на 0,5 %;

в электрической машине, не оборудованной датчиками температуры, температуру обмотки принимают равной температуре окружающей среды во время измерений, если перед этим машина находилась в нерабочем состоянии длительное время, в течение которого температура окружающей среды изменилась не более чем на 5⁰ С.