Сушка изоляции обмоток электрических машин
Сушке подвергаются электрические машины при увлажнении изоляции обмоток и других токоведущих частей , например, при транспортировке, хранении, монтаже и ремонте, а также при длительном останове агрегата.
Сушка изоляции обмоток электрических машин без особой необходимости вызывает дополнительные неоправданные расходы, а при неправильном ведении режима сушки, кроме того, происходит порча обмотки.
Назначение сушки — удаление влаги из изоляции обмоток и повышение сопротивления до значения, при котором электрическую машину можно поставить под напряжение. Абсолютное сопротивление, МОм, изоляции для электрических машин, прошедших капитальный ремонт, должно быть не менее 0,5 МОм при температуре 10 — 30° С.
Для вновь установленных электрических машин это значение должно быть не ниже значений, приведенных в табл. 2, а у электродвигателей напряжением выше 2 кВ или более 1000 кВт, кроме того, необходимо определить мегаомметром коэффициент абсорбции ka6c или отношение R60/ R15.
Если полученные данные указывают на неудовлетворительное состояние изоляции, электрические машины подвергаются сушке.
Удаление влаги из изоляции обмотки электрической машины происходит за счет диффузии, вызывающей перемещение влаги в направлении потока тепла от более нагретой части обмотки к более холодной.
Перемещение влаги происходит вследствие перепада влажности в разных слоях изоляции, из слоев с большей влажностью влага перемещается в слои с меньшей влажностью. Перепад влажности в свою очередь создается перепадом температуры. Чем больше температурный перепад, тем интенсивнее происходит сушка изоляции. Например, нагревая внутренние части обмотки током, можно создать перепад температуры между внутренними и внешними слоями изоляции и тем ускорить процесс сушки.
Для ускорения сушки обмотки, нагретые до предельной температуры, целесообразно периодически охлаждать до температуры окружающей среды. Пои этом эффективность термической диффузии получается тем большей, чем быстрее охлаждаются поверхностные слои изоляции.
Табл. 1. Ориентировочная продолжительность сушки электрических машин
| Электрические машины | Минимальное время, ч, для достижения температуры | Продолжительность сушки, ч | |||||||||||||||||
| 50 °С | 70 °С | общая | минимальная после достижения установившегося сопротивления изоляции, МОм | ||||||||||||||||
| Малой и средней мощности | 2 — 3 | 5 — 7 | 15 — 20 | ||||||||||||||||
| Большой мощности открытого исполнения | 10 — 16 | 15 — 25 | 40 — 60 | 5 — 10 | |||||||||||||||
| Большой мощности закрытого исполнения | 20 — 30 | 25 — 50 | 70-100 | ||||||||||||||||
Скорость подъема температуры обмотки во время сушки не должна превышать 4 — 5°С в час. Согласно ПТЭ электроустановок потребителей измерение сопротивления изоляции относительно корпуса машины и между обмотками производят для обмоток электрических машин напряжением до 660 В включительно мегаомметром на 1000 В, а у электрических машин напряжение выше 660 В — мегаомметром на 2500 В.| Машины или их части | Наименьшее допустимое сопротивление изоляции |
| Статоры машин переменного тока с рабочим напряжением: выше 1000 В | 1 МОм на 1 кВ рабочего напряжения |
| до 1000 В | 0,5 МОм на 1 кВ |
| Якори машин достоянного тока на пряжением до 750 В включительно | 1МОм на 1 кВ |
| Роторы асинхронных и синхронных электродвигателей (включая всю цепь возбуждения) | 1 МОм на 1 кВ, но не менее 0,2 — 0,5 МОм |
| Электродвигатели напряжением 3000 В и более: статоры | 1 МОм на 1 кВ |
| роторы | 0,2 МОм на 1 кВ |
Сушка обмоток электрических машин способом индукционных потерь в стали
В последние годы внедрены рациональные способы сушки электродвигателей индукционными потерями в стали статора при неподвижных машинах, не связанные с прохождением тока непосредственно в обмотках. При этом способе сушки имеются две разновидности: потерями в активной стали статора и потерями в корпусе статора.
Нагрев электродвигателей осуществляется потерями на перемагничивание и вихревые токи в активной стали статора электродвигателя переменного тока или индуктора машины постоянного тока от создаваемого в машинах переменного магнитного потока в сердечнике статора и корпусе машины.
Переменный магнитный поток создается специальной намагничивающей обмоткой, наматываемой на корпус машины по наружной поверхности его с протягиванием проводников под станину (рис. 1, а) или на корпус и подшипниковые щиты (рис. 1, б), переменный магнитный поток может быть также создан индукционными потерями в активной стали статора и корпусе электрической машины (рис. 1, в).
Ротор асинхронной или синхронной машины должен быть вынут для возможности намотки на статор намагничивающих витков.
Рис. 1. Сушка электрических машин за счет индукционных потерь в стали: о-в корпусе машины, б — в корпусе и подшипниковых щитах, в — в корпусе и активной стали статора
Намагничивающая обмотка выполняется изолированным проводом, сечение и количество витков определяется соответствующим расчетом.
В процессе сушки сопротивление изоляции обмоток электрических машин в первый период сушки снижается, в дальнейшем возрастает и, достигнув некоторого значения, становится постоянным. В начале сушки сопротивление изоляции измеряют через каждые 30 мин, а при достижении установившейся температуры — через каждый час.
Результаты заносят в журнал сушки и одновременно вычерчивают кривые (рис. 2) зависимости сопротивления изоляции и температуры обмоток от продолжительности сушки. Измерения сопротивления изоляции, температуры обмоток и окружающей среды продолжают до полного охлаждения электрической машины.
Сушку обмоток электрической машины прекращают после того, как сопротивление изоляции будет при постоянной температуре практически неизменным в течение 3 — 5 ч и ka6c будет не ниже 1,3.
Рис. 2. Кривые зависимости сопротивления изоляции 2, коэффициента абсорбции 3 и температуры обмотки 1 электрической машины от продолжительности сушки
Сушка изоляции обмоток электрического двигателя в сушильной печи
Способы сушки изоляции обмоток электродвигателей
В процессе эксплуатации, транспортировки и хранения изоляционные конструкции электрических машин подвергаются воздействию окружающей среды. При этом они увлажняются, при попадании влаги в обмотку происходит ухудшение диэлектрических характеристик изоляции и преждевременный выход электрической машины из строя.
Согласно ПТЭ сопротивление изоляции у электродвигателей напряжением до 0,66 кВ измеряется мегомметром на 1000 В, в холодном состоянии, R≥1Мом, при температуре 60°С – 0,5Мом, а у электродвигателей мощностью более 3,0 кВт также отношение R60/R15.
Если двигатель не работал более 30 суток, то перед пуском необходимо проверить Rиз.
В процессе сушки обмоток любым способом необходимо контролировать температуру сушки и сопротивление изоляции. При этом температура сушки должна быть не выше предельно допустимой для данного класса нагревостойкости изоляции.
В первый период сушки сопротивление изоляции несколько снижается, затем, когда влага начинает удаляться из изоляции, оно возрастает и при достижении равновесной влажности стабилизируется.
Процесс сушки считается законченным, если значение сопротивления изоляции остается неизменным в течение 1-2 часов.
В случае увлажнения изоляции сопротивление после сушки может быть ниже нормы, тогда следует провести циклическую сушку. В этом случае процесс складывается из периодических нагреваний и переохлаждения обмотки. При охлаждении обмотки влага переходит от более нагретых внутренних участков к поверхности и процесс сушки ускоряется. Если и при данной сушке сопротивление изоляции остается ниже нормированного, электродвигатель необходимо отправить в капитальный ремонт.
Конвективный способ сушкиосуществляется в специальных сушильных шкафах. В качестве источников тепла могут служить пар, электроэнергия или газ. Во всех случаях теплоносителем является нагретый воздух. При этом способе сушки тепло передается от статора к обмотке, поэтому наружные ее слои высыхают быстрее, чем внутренние. Для более равномерного удаления влаги из изоляции, следует температуру в сушильных шкафах поднимать постепенно.
. Шкаф для сушки обмоток электрических машин.
Токовый способ сушкизаключается в пропускании по обмоткам электрического тока пониженного напряжения (15. 20%)UН. При этом тепло генерируется непосредственно в проводниках обмотки и влага первоначально удаляется из центра изоляционной конструкции. Сушке может быть подвергнута собранная машина или один статор. Источник питания может быть постоянного или переменного тока. В случае сушки переменным током тепло дополнительно выделяется в стали статора за счет потоков рассеивания.
 |
сушки изоляции обмоток электрических машин:
1— обмотка; 2 — потенциал-регулятор
Токовая сушка может проводиться однофазным или трехфазным током.
Практически в качестве источника питания для сушки можно использовать сварочный трансформатор, универсальный стенд МИИСП или др.
При токовом методе продолжительность сушки значительно ниже, чем при конвективном.
Схема соединения обмоток и ток сушки зависят от мощности двигателя. В начальный период разогрева, особенно при очень сырой изоляции, задают меньшее значение тока, а потом постепенно увеличивают до 0,8 .
Сушка способом индукционных потерь(потери в стали статора).
 |
Схема сушки изоляции обмоток электрических машин потерями в стали:
1 — статор машины; 2 — намагничивающая обмотка.
При этом способе машину нагревают индукционными токами, возникающими при пропускании переменного тока по специальной намагничивающей обмотке, намотанной на статор. Намагничивающую обмотку выполняют изолированным проводом (медный провод ПРГ используют до 20 сушек, а алюминиевый до 10) и для регулировки температуры обмотку секционируют.
Сушка электродвигателей
Подписка на рассылку
Чтобы электродвигатель не вышел из строя раньше положенного срока, необходимо проверять сопротивление обмоток статора после транспортировки электрической машины и перед ее установкой на фундамент, после длительного хранения или эксплуатации в условиях повышенной влажности после, выполнения ремонтных работ, в том числе перемотки, а также в соответствии с графиком проведения регламентных работ. Минимальное сопротивление изоляции обмоток электродвигателей относительно корпуса нормируется соответствующими стандартами на конкретные типы двигателей. Сушка обмоток электродвигателя проводится для удаления из них избыточной влаги и приведения сопротивления обмоток к допустимому значению.
Согласно ГОСТ Р 51689-2000 для общепромышленных асинхронных двигателей мощностью до 400 кВт эта величина составляет не менее 10 МОм, если замеры проводились при температуре окружающего воздуха, определенного для испытаний двигателей соответствующего климатического исполнения. Если же испытательные измерения были выполнены при рабочей температуре, то величина сопротивления изоляции обмоток не должна быть менее 3 Мом или не менее 0,5 МОм при максимальном значении влажности воздуха.
Способы сушки обмоток электродвигателей
Наиболее распространенными методами, позволяющими избавиться от лишней влаги в обмотках, являются:
- внешний нагрев;
- нагрев индукционными потерями;
- нагрев пониженным напряжением.
Сушка внешним нагревом
Этот метод сушки подходит как для двигателей постоянного, так и двигателей переменного тока, а в некоторых случаях является единственным эффективным способом, например для электрических машин длительное время работавших в помещениях с высоким уровнем влажности. 
Сушка электродвигателей производится в специальной камере, в которую через входной патрубок подается горячий воздух.
«Генератор горячего воздуха» изготавливается из нагревательных элементов из нихрома или фехраля, закрепленных на фарфоровых изоляторах, и вентилятора. Перед установкой в камеру у двигателей закрытого исполнения снимаются подшипниковые щиты, и вынимается ротор. Двигатели открытого исполнения сушатся без разборки. Поток воздуха направляется на корпус двигателя или на железо статора, так как непосредственный нагрев обмоток выполнять не рекомендуется из-за возможного локального перегрева. Температура воздуха, используемого для сушки обмоток не должна превышать 900С. Для контроля температуры используются термометры.
Если нет возможности изготовить специальную камеру, то сушка изоляции электродвигателей производится с помощью ламп накаливания. Перед сушкой двигатель частично разбирается (снимаются подшипниковые щиты, извлекается ротор). После этого внутрь статора помещают стальной лист, на котором закрепляют керамические патроны под лампы накаливания. Мощность лам зависит от мощности двигателя и варьируется от 300 Вт до 1 кВт
Сушка методом индукционных потерь
Современные способы сушки изоляции обмоток электродвигателей включают в себя нагрев, происходящий в результате возникновения вихревых токов и индукционных потерь на перемагничивание сердечника статора или корпуса электрической машины. .png)
Для этого способа сушки поверх корпуса электродвигателя наматывается обмотка изолированным проводом с заводом его под станину (а), с захватом подшипниковых щитов (б), с оплеткой корпуса двигателя и сердечника статора (в)
Количество витков и сечение намоточного провода рассчитывается исходя из величины питающего напряжения и геометрических размеров активного железа статора.
Сушка электродвигателя за счет индукционных потерь, возникающих в его корпусе и подшипниковых щитах, может выполняться без предварительной разборки. Если сушка производится за счет потерь в активном железе статора, то с двигателя предварительно снимаются подшипниковые щиты и извлекается ротор.
Преимуществом этого способа является возможность использования для сушки однофазного напряжения величиной 220 В.
Сушка пониженным напряжением
Сушка электродвигателя пониженным напряжением производится, если значение сопротивление изоляции обмоток не 
сильно отличается от нормативных значений, а значит, уровень влажности внутри двигателя не достиг критических значений.
Перед сушкой таким способом разборка двигателя не производится. В двигателях с короткозамкнутым ротором предварительно выполняется его фиксация от проворачивания, а в электрических машинах с фазным ротором – токосъемные кольца закорачиваются между собой. После этого на обмотку статора подается трехфазное переменное напряжение, величиной от 0,08 до 0,17 номинального. Ток, проходящий по обмоткам, вызовет их нагрев. Локальный перегрев не возникнет, так как величина тока в обмотках будет колебаться в пределах 50-70% от номинального значения. Кроме того, необходимо через определенные промежутки времени растормаживать ротор двигателя. Вентиляция, возникшая благодаря вращению ротора, способствует удалению лишней влаги и приводит к снижению продолжительности сушки. В качестве источника питания используются два или три сварочных аппарата.
Чтобы избежать неравномерности нагрева обмоток в цепь каждой фазы включается амперметр, с помощью которого осуществляется контроль над величиной тока.
Важно
Следует помнить, что вне зависимости от того, какие способы сушки электродвигателей использовались, необходимо строго соблюдать все технологические режимы. В противном случае возможен перегрев обмотки, что может привести к возникновению межвитковых замыканий или пробою на корпус.
➤ Adblockdetector