Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


„ем ближе этот показатель к 100, тем выше качество испытываемого устройства




–ис. 2

“1 Ц регулируемый автотрансформатор “2 Ц повышающий трансформатор D Ц диод (однополупериодный выпр€митель) — Ц накопительный конденсатор Z Ц защитный импеданс I Ц электронный ключ; содержит систему из тиристора и быстродействующих диодов, имитирующую электромеханический выключатель L Ц испытываема€ обмотка ≈ Ц схема дл€ определени€ и обследовани€ характеристической кривой

 

јвтотрансформатор “1 служит дл€ установки нужного напр€жени€. «десь речь идет о пиковом напр€жении, в то врем€ как электрическа€ прочность изол€ции характеризуетс€ эффективным напр€жением переменного тока.

 огда ключ I разомкнут, конденсатор — зар€жаетс€ через диод D. ¬ следующем полупериоде диод D заперт; тогда замыкаетс€ ключ I и разр€жаетс€ конденсатор — на обмотку L.

 

Є

–ис. 3

а Ц напр€жение на высоковольтной вторичной обмотке трансформатора

b Ц жирна€ крива€: зар€д конденсатора

с Ц момент замыкани€ электронного ключа

d Ц затухающие колебани€ при разр€де конденсатора

 

Ќаиболее важна€ часть этой диаграммы помечена буквой "d". »менно эта часть характеризует результат испытани€.

–ассмотрим теперь колебани€ напр€жени€ на испытываемой обмотке после замыкани€ ключа I.


–ис. 4

V Ц огибающа€ затухающих колебаний, обусловленных потер€ми (ограниченна€ добротность Q)

Vo Ц подаваемое напр€жение

t1 Ц врем€ нарастани€ напр€жени€ (врем€ замыкани€ электронного ключа)

f Ц собственна€ частота резонансного контура (значение индуктивности L выражаетс€ в генри)

–1 и –2 Ц пиковые значени€

 

—обственную частоту колебаний резонансного контура, образованного встроенным накопительным конденсатором и индуктивностью испытываемой обмотки, можно получить из выражени€:

где w = 2pf, отсюда или

Ёто теоретическа€ сторона вопроса. Ќа практике же существуют вли€ющие факторы, действие которых приводит к индивидуальному характеру кривой дл€ каждой конкретной обмотки:

Ј паразитные емкости между витками, а также между витками и землей;

Ј последовательный защитный дроссель (встроенный в прибор), который служит ограничителем пикового тока в случае короткого замыкани€ в испытываемой обмотке; это защищает электронный ключ от повреждени€;

Ј индуктивность рассе€ни€;

Ј качество и количество железа в сердечнике;

Ј омическое сопротивление обмотки.

¬се эти факторы определ€ют индивидуальный характер каждой обмотки с соответствующей характеристической кривой. Ётим объ€сн€етс€ различие (иногда значительное) характеристических кривых двух одинаковых обмоток, изготовленных на разном оборудовании или с применением разных каркасов.

«ависимость напр€жени€ V огибающей затухающих колебаний от времени определ€етс€ омическим сопротивлением обмотки R и ее индуктивностью L, как следует из формулы (1) на рис. 4.

» в этом случае существуют вли€ющие факторы, вызывающие отклонение от теоретической модели, особенно при наличии дефектов изол€ции между витками обмотки (полное или частичное короткое замыкание), а также при наличии утечки на землю.

 ороткое замыкание одного или нескольких витков образует подобие трансформатора с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Ёто приводит к резкому уменьшению индуктивности первичной обмотки и к аномальному потреблению энергии. —ледует иметь в виду, что удвоение количества витков приводит к увеличению индуктивности в четыре раза.


¬ нашем случае следует учитывать накопленную в конденсаторе энергию (полученную на этапе зар€да) и более быстрое затухание колебаний.

 

1) образцова€ крива€ 2) короткозамкнутые витки
–ис. 5  

 

—ледует также отметить, что действительно важной величиной €вл€етс€ врем€ нарастани€ напр€жени€ t1 (между уровн€ми 10% Ц 90% максимального напр€жени€).  ак указывалось выше, чем короче это врем€, тем более жестким €вл€етс€ испытание.

” наших приборов это врем€ составл€ет 0,2 мкс + 0,3 / -0,1 мкс (стандарт CEI EN 60034-15).

ѕо€снени€ по поводу значений Q и L изложены в подразделе D.

¬. Ёнерги€ импульсов

¬торым важным моментом, определ€ющим качество испытаний, €вл€етс€ энерги€ импульсов.

Ёта энерги€ определ€етс€ в основном энергией, накопленной в конденсаторе —, который подключаетс€ к испытываемой обмотке на этапе разр€да.

Ќакопленна€ в конденсаторе и отдаваема€ при его разр€де на обмотку энерги€ описываетс€ следующим выражением:

W = 1/2 C V2

где W Ц энерги€ в джоул€х; Ц емкость в фарадах; V Ц испытательное напр€жение.

¬ стандартном варианте исполнени€ прибора H2/CPS при емкости конденсатора 0,05 мк‘ и максимальном напр€жении 5000 ¬ подаютс€ импульсы с энергией

W = 0,625 ƒж

«начение энергии должно быть оптимизировано, чтобы получить возможный разр€д между критичными точками в обмотке, однако оно не должно быть слишком высоким, чтобы не получались бесполезные и даже опасные пробои.

—ледует также подчеркнуть существенное различие между нашей системой испытаний и системами испытаний у наших конкурентов.

¬ нашей системе (см. рис. 2) электронный ключ €вл€етс€ устройством, обеспечивающим полноценное замыкание; это позвол€ет получить реальное соединение конденсатора — и индуктивности L при любой пол€рности напр€жени€. ¬ результате получаютс€ затухающие колебани€ с посто€нной частотой, достигаетс€ более эффективное использование энергии и обеспечиваютс€ более жесткие услови€ испытани€.

ƒругими словами, примен€емый фирмой Risatti двунаправленный (бипол€рный) ключ позвол€ет нагрузке резонировать с накопительным конденсатором. Ёто обеспечивает бипол€рное возбуждение обмотки с приложением как положительного, так и отрицательного напр€жени€ при каждом цикле возбуждени€.


¬ некоторых конкурирующих системах ключ "I" €вл€етс€ однонаправленным (по соображени€м стоимости). ќн обеспечивает лишь разр€д конденсатора на обмотку, поэтому здесь отсутствует полноценное соединение конденсатора и индуктивности. “аким образом, обмотка здесь резонирует на собственной частоте колебаний контура, образованного паразитными емкост€ми, в результате чего происходит диссипаци€ энергии подаваемого импульса.

ѕри этом форма колебаний отличаетс€ от классической формы затухающих колебаний: более низка€ частота в первом периоде и значительно более высока€ частота в конце (с более низкой амплитудой напр€жени€). Ёто обусловлено более низким значением паразитной емкости в сравнении с емкостью накопительного конденсатора.

“акой метод испытани€ при том же уровне испытательного напр€жени€ €вл€етс€ менее жестким, чем метод, который примен€етс€ в наших системах, поскольку требует подачи более высокой начальной энергии дл€ обеспечени€ качественного испытани€. ќднако увеличение энергии может вызвать обширные повреждени€ (пробои) обмотки в критичных точках.

—ледует отметить также важность частоты повторени€ импульсов. Ёта частота должна быть достаточной дл€ реализации испытани€, способного вы€вить все возможные слабые места в обмотке.

—. »спытательное напр€жение

—трогие правила (особенно в отношении обмоток крупных электрических машин) определ€ют требовани€ к выбору значени€ испытательного напр€жени€ (стандарты IEC 34-15, IEEE 522 и т.д.). ƒл€ выбора этого значени€ используетс€ тот же принцип, который примен€етс€ при испытании электрической прочности диэлектрика. ≈динственна€ разница состоит в том, что здесь речь идет о пиковом значении напр€жени€. »спользуетс€ следующа€ формула:

Vp = (2 V + 1000) ´  

где: Vp Ц испытательное напр€жение;

V Ц рабочее напр€жение испытываемой обмотки;

  Ц посто€нный коэффициент, который выбираетс€ пользователем в интервале 1,2 ÷ 1,6. Ётот коэффициент учитывает тот факт, что здесь примен€етс€ импульсное напр€жение, пиковое значение которого превышает эффективное значение в 1,41 раз. ¬озможный интервал значений коэффициента   учитывает характеристики испытываемой обмотки и необходимое качество испытани€.

ќчень важно иметь в виду, что напр€жение, реально действующее на испытываемой обмотке, может значительно отличатьс€ от установленного испытательного напр€жени€.

≈сли обратитьс€ к рис. 2, то можно заметить наличие импеданса Z, предназначенного дл€ защиты электронного ключа в случае короткого замыкани€. Ётот импеданс суммируетс€ с импедансом соединительных кабелей и схем коммутации, в результате чего возникает падение напр€жени€ на нагрузке, пропорциональное импедансу нагрузки (в крайнем случае короткозамкнутой нагрузки это напр€жение равно нулю).

∆есткость испытани€ в значительной мере определ€етс€ приложенным к нагрузке напр€жением. ќсобенно важно учитывать это при низкой индуктивности обмоток (обмотки с небольшим количеством витков или с небольшим количеством железа).

¬ принципе всегда важно провер€ть приложенное к обмотке напр€жение, особенно в случае низкого ее импеданса.

Ёто обеспечиваетс€ путем отсчета амплитуды первого пика измер€емой кривой в сантиметрах (по делени€м шкалы). Ёто значение индицируетс€ в левой части диспле€; его следует умножить на цену делени€ шкалы (¬/см), котора€ индицируетс€ в левой нижней части диспле€.

Ќапример, амплитуда подаваемого на испытываемую обмотку импульсного напр€жени€ определ€етс€ как 4 см ´ 200 ¬/см = 800 ¬.


D. »сследование характеристических кривых

–езультат импульсного испытани€ витков обмотки оцениваетс€ с учетом двух параметров: L и Q
(рис. 4).

L Ц Ётот параметр характеризует индуктивность обмотки.

ќн вычисл€етс€ по резонансной частоте (f), как следует из по€снений к рис. 4. Ёто значение зависит от количества витков, характера соединени€ обмоток и от железного сердечника. ќтличие измеренного значени€ от занесенного в пам€ть вызываетс€ действием этих факторов.

Q Ц Ётот параметр св€зан с временем затухани€ колебаний, как следует из рис. 4 и соответствующих по€снений (затухание обусловлено потер€ми энергии в меди и железе). Ёто значение определ€етс€ по отношению пиковых значений напр€жени€ первых колебаний.

„ем больше значение Q, тем ниже затухание и тем выше качество испытываемой обмотки (отсутствие замыканий между витками и обмотками, а также отсутствие утечек).

¬ испытани€х, использующих занесенную в пам€ть образцовую характеристическую кривую, дл€ оценки испытываемого устройства примен€ютс€ следующие соотношени€:

Qs Ц образцова€ добротность Ls Ц образцова€ индуктивность

ќбщий показатель качества T.Q.F. =

„ем ближе этот показатель к 100, тем выше качество испытываемого устройства.

¬се значени€ отображаютс€ на дисплее. ѕри задании соответствующих пороговых значений автоматически получаетс€ результат испытани€ типа "годен - негоден" (GO - NO GO), который индицируетс€ зеленым и красным светодиодами. ѕри наличии дополнительного принтера можно распечатать все данные.

ƒл€ оценки качества обмотки следует учитывать и третий параметр: наличие коронного эффекта, называемого также микроразр€дом. Ётот эффект возникает при неидеальности изол€ции в двух точках, в результате чего возникают небольшие электронные потери, ограниченность которых не позвол€ет сформироватьс€ реальному пробою. ¬ темноте этот эффект про€вл€етс€ в виде слабого свечени€ вокруг кабел€ (коронный разр€д) и сопровождаетс€ потрескиванием, интенсивность которого зависит от размера потерь.

Ётот эффект, даже если он не очень выражен, может вызвать быстрое разрушение изол€ции в этой точке, что может привести в дальнейшем к перегоранию обмотки.

Ќа дисплее прибора H2/CPS этот эффект про€вл€етс€ в виде высокочастотного "звона" (с частотой 2 ÷ 4 ћ√ц или 10 ћ√ц) на пиках колебаний затухающего напр€жени€, причем амплитуда этих высокочастотных колебаний убывает по мере убывани€ амплитуды затухающих колебаний, как показано на рис. 6.

–ис. 6


” компьютеризированных приборов, предназначенных дл€ заводского контрол€ качества продукции (Ќ4/— - Ќ5/— - Ќ14/—), возможно автоматическое обнаружение этого эффекта с отображением на экране и обработкой данных дл€ всестороннего анализа всей продукции.

«десь необходимо сделать несколько важных замечаний.

 оронный эффект €вл€етс€ индикатором плохой изол€ции, поэтому даже в отсутствие €вных аномалий это может означать сокращение срока службы испытываемой обмотки.

¬ любом случае во избежание ложной тревоги следует помнить, что микроразр€д возникает в воздухе между двум€ точками, причем его наличие или отсутствие в сильной степени зависит от температуры и влажности окружающей среды. ¬ особенности следует учитывать это в автоматической системе обнаружени€.

Ќа практике весьма затруднительно задать приемлемые допуски, которые можно было бы считать обоснованными дл€ любых условий окружающей среды и неизменными во времени.  ак правило, лучше увеличить на несколько процентов испытательное напр€жение, чтобы достичь пробо€ и исключить сомнени€.

¬ любом случае испытанию SURGE TEST обычно подвергают еще не пропитанные обмотки (поскольку в этом состо€нии легче обнаружить и легче устранить дефекты), поэтому в точках наличи€ небольших поверхностных нарушений или проколов эмалевой изол€ции проблема обычно устран€етс€ после пропитки.

≈. ћетоды испытаний

—уществует четыре метода испытаний.

—равнение с образцовой кривой (Master)

Cравнение отдельных фаз дл€ однофазных и трехфазных обмоток с занесенными в пам€ть данными. Ёто решение позвол€ет в любое врем€ провер€ть характеристики обмоток, име€ занесенную в пам€ть образцовую кривую.

—равнение между фазными обмотками

ѕри отсутствии образцовой кривой можно провер€ть трехфазные обмотки путем взаимного непосредственного сравнени€ трех фазных обмоток и контролировать их идентичность.

ѕримечание:

“рехфазные обмотки можно испытывать в трех разных конфигураци€х: отдельные фазные обмотки, в соединении звездой или в соединении треугольником.

 ак подключить прибор H2/CPS, описано в –уководстве дл€ пользовател€. ƒл€ оценки распределени€ подаваемого напр€жени€ необходимо отметить, что при испытании статора в варианте соединени€ треугольником испытание одной обмотки в действительности €вл€етс€ испытанием этой обмотки с параллельно подключенными к ней последовательно соединенными между собой двум€ другими обмотками, а при испытании статора в варианте соединени€ звездой испытание всегда производитс€ на двух последовательно соединенных фазных обмотках. Ёто следует учитывать при оценке испытательного напр€жени€ (см. подраздел "—").

ћетод испытаний отдельных обмоток и фазных роторов описан в –уководстве дл€ пользовател€ H2/CPS.

¬ процессе усовершенствовани€ рабочих характеристик продукции разработаны еще два метода испытаний: импульсное испытание с повышенным воздействием (INCREASED STRESS SURGE) и реверсивное импульсное испытание (REVERSE SURGE).

»мпульсное испытание с повышенным воздействием (INCREASED STRESS SURGE)

Ётот метод предназначен дл€ испытани€ трехфазных электродвигателей в соединении звездой (при отсутствии доступа к общей точке звезды) и реализует возможность повышени€ испытательного напр€жени€ на выводах обмоток без повышени€ общего испытательного напр€жени€.

ѕри соединении с землей двух выводов (рис. 7) получаетс€ последовательное соединение верхней обмотки с двум€ параллельно соединенными между собой нижними обмотками. ¬ результате уменьшени€ последовательного импеданса достигаетс€ увеличение напр€жени€ на выводах испытываемой обмотки до 2/3 подаваемого напр€жени€, тогда как в обычном варианте (рис. 8) это напр€жение составл€ет лишь 1/2 подаваемого напр€жени€.


ѕоследовательность выполн€емых испытаний указываетс€ светодиодами, расположенными над соединител€ми высоковольтных кабелей. —вет€щийс€ светодиод индицирует "гор€чий" вывод дл€ импульса.

–ис. 7 –ис. 8

ѕри соединении треугольником напр€жение на выводах испытываемой обмотки всегда соответствует номинальному напр€жению, однако испытание каждой обмотки производитс€ как в обычном ("NORMAL"), так и в инверсном ("REVERSE") режиме (рис. 9).

 

–ис. 9

–еверсивное импульсное испытание

Ётот вариант, когда он задействован в меню настройки ("SET MENU"), реализует автоматическое выполнение испытаний каждой обмотки в режиме пр€мого ("DIRECT") и обратного ("REVERSE") воздействи€.

ѕредставленные на следующей странице схемы по€сн€ют выполнение различных испытаний.

ќсновным достоинством этого метода €вл€етс€ то, что на каждую обмотку подаютс€ высоковольтные импульсы в обоих направлени€х. Ёто повышает жесткость испытани€, поскольку при этом значительно лучше вы€вл€ютс€ дефекты изол€ции между обмотками и землей.

ѕолученные кривые отображаютс€ в двух группах: перва€ группа из трех кривых дл€ испытаний в режиме пр€мого ("DIRECT") воздействи€ и втора€ группа из трех кривых дл€ испытаний в режиме обратного ("REVERSE") воздействи€.






ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-06; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 619 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћогика может привести ¬ас от пункта ј к пункту Ѕ, а воображение Ч куда угодно © јльберт Ёйнштейн
==> читать все изречени€...

2021 - | 1985 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.039 с.