Цель работы:
Научиться производить измерение сопротивления изоляции обмоток двигателя методом вольтметра.
В результате выполнения работы студент должен:
знать - характеристики изоляции;
уметь – измерять сопротивление изоляции.
Методические указания по выполнению работы:
Применяемые для изоляции обмоток электрических машин изоляционные материалы не являются идеальными диэлектриками. В зависимости от своих физико-химических свойств они в большей или меньшей степени проводят по своей поверхности или через внутренние слои небольшой электрический ток. Значение электрического сопротивления изоляции — один из важнейших показателей надежности работы электродвигателей. О сопротивлении изоляции судят по значению проходящего через нее постоянного тока. Использование постоянного напряжения связано и с чем, что при приложении переменного напряжения емкость, возникающая между разнородными металлами, из которых сделан электродвигатель и его обмотки, вызывает искажение показаний приборов.
Известно, что сопротивление изоляции измеряется в Омах, но так как его значение очень велико, то его принято выражать в мегаомах (миллионы Ом) или килоомах (тысячи Ом). Если, например, между обмоткой электродвигателя и его корпусом действует электрическое напряжение 1000 В и при этом проходит ток 0.001 А, то сопротивление изоляции Я.В = 1000/0,001 = 10 Ом =1МОм.
Нормы значения сопротивления изоляции при приемосдаточных испытаниях регламентированы «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ гл. 1.8).
Для двигателей постоянного тока сопротивление изоляции должно быть, не ниже: между обмотками, а также каждой обмотки относительно корпуса 0,5 МОм при температуре 10—30 °С; бандажей якоря (кроме возбудителей) не нормируется; бандажей якоря возбудителя 1 МОм.
Для двигателей переменного тока напряжением до 1 кВ сопротивление изоляции должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Допустимое сопротивление изоляции электродвигателей переменного тока
| Испытуемый объект | Напряжение мегаомметра, кВ | Сопротивление изоляции |
| Обмотка статора напряжением до 1кВ. | Не менее 0,5МОм при температуре 10-30°С. | |
| Обмотка ротора синхронного электродвигателя и электродвигателя с фазным ротором. | Не менее 0,2Мом при температуре 10-30°С (допускается не ниже 2кОм при 75°С или 2кОм при 20°С для неявнополюсных машин). | |
| Подшипники синхронных электродвигателей напряжением выше 1кВ. | Не нормируется (измерения производится относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах.) |
Сопротивление изоляции обмоток вновь вводимых в эксплуатацию электрических машин мощностью до 5000кВт на номинальное напряжение до 10.5кВ должно соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Допустимое сопротивление изоляции обмоток R60”, электродвигателей мощностью до 5000 кВт, включительно.
| Температура обмотки, С | R60", Мом, при номинальном напряжении машины, кВ | ||
| 3—3,15 | 6 6,3 | 10—10,5 | |
Для машин мощностью выше 5000кВт а также для машин на номинальное напряжение выше 10,5кВ наименьшее сопротивление изоляции, измеренное при температуре 75°С, определяют по формуле (1.1):
(1.1)
где UH0M -номинальное линейное напряжение, В;
Рном - номинальная мощность, кВт.
Для электродвигателей, у которых выведены концы и начала всех фаз, измерение сопротивления изоляции производят между каждой фазой и корпусом.
При измерении сопротивления изоляции каждой из электрических цепей все другие цепи должны быть соединены с корпусом машины. По окончании измерения сопротивления изоляции каждой электрически независимой цепи следует разрядить ее на заземленный корпус электродвигателя. Измерение сопротивления изоляции можно производить также сетевым мегаомметром и методом вольтметра. Схемы соединений при измерении сопротивления изоляции методом вольтметра при питании сетей постоянным и переменным током изображены на рисунках 1.1 и 1.2.
Рисунок 1.1. Измерение сопротивления Рисунок 1.2. Измерение сопротивления
изоляции вольтметром при питании изоляции вольтметром при питании
от сети постоянного тока от сети переменного тока
Для получения большей точности измерений вольтметр выбирают с большим собственным сопротивлением (30 000—50 000 Ом). Измерения производят на одном пределе вольтметра.
При измерении от электросети, один полюс которой может быть заземлен (рисунок 1.1), во избежание короткого замыкания следует подключать заземленный корпус электродвигателя таким образом, чтобы он оказался соединенным с заземленным полюсом сети.
При питании измерительной схемы от сети переменного тока (рисунок 1.2), если выпрямительный мост включен в сеть не непосредственно, а через трансформатор, отделяющий сеть переменного тока от цепи выпрямленного напряжения, заземленный корпус электродвигателя может быть присоединен к любому из зажимов выпрямительного моста.
Метод вольтметра основан на известном в электротехнике положении: напряжения на последовательно соединенных сопротивлениях распределяются пропорционально этим сопротивлениям. Так как для проведения испытаний могут использоваться двигатели различных типов и номинальных параметров, для подачи номинальных напряжений можно использовать лабораторный автотрансформатор. Для проведения испытаний необходимо включить автоматический выключатель SF, при этом загорается сигнальная лампа HL, что свидетельствует о наличии напряжения на схеме. При установке переключателя SA в положение I вольтметром PV измеряется напряжение испытаний U1 В. После перевода переключателя в положение II измеряется показание вольтметра U2 В. Таким образом, падение напряжения в изоляции U1— U2, В. Так как в положении II переключателя SA сопротивление вольтметра RB (указанное на шкале вольтметра или приведенное в его паспорте) и измеряемое сопротивление изоляции Rиз, соединены последовательно, то падение напряжения в них распределяется прямо пропорционально значениям их сопротивлений:
Если сопротивление изоляции, вычисленное, но этой формуле, ниже 0,5Мом, то наименьшее допустимое значение принимают равным 0,5МОм. Для температур 10- 75 С наименьшее значение сопротивления изоляции обмоток машины определяют, умножая значения, полученные по формуле, на температурный коэффициент кт, значения которого приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 Значения температурного коэффициента
| Температура, С | Кт | Температура, С | Кт |
| 9,4 | 2,4 | ||
| 6,7 | 1,7 | ||
| 4,7 | 1,2 | ||
| 3,4 |
При измерении сопротивления изоляции обмоток электродвигателей с номинальным напряжением до 500В включительно ГОСТ 11828—75 рекомендует применять мегаомметр на 500В, а для электродвигателей напряжением выше 500В — мегаомметр на 1000 В. Ручку мегаомметра рекомендуется вращать равномерно с частотой около 150 об/мин. Измерение следует проводить при установившемся положении стрелки по истечении 60 с после начала вращения ручки мегаомметра.
Ход работы:
1. Собрать схему по рисунку 1.2, предварительно убедившись, что рукоятка лабораторного автотрансформатора выведена до отказа.
2. Включить автомат SF и убедиться в том, что на схему подано напряжение (загорание лампы HL).
3. Установить переключатель SA в положение I.
4. Поворотом рукоятки «ЛАТР» по часовой стрелке установить нужное напряжение (обычно номинальное напряжение двигателя) U1 на вольтметре PV и записать значение U1,В.
5. Установить переключатель SA в положение II.
6. Записать установившееся значение напряжения U2, В, на вольтметре.
7. Подсчитать сопротивления изоляции Rиз по формуле (1.2)
(1.2)
8. Сделать вывод о пригодности изоляции.
9. Составить отчет о работе.
Контрольные вопросы:
1. Какие материалы применяются для изоляции обмоток электродвигателей
2. Какие классы изоляции применяют в основном для обмотки электродвигателей и какова их предельно допустимая температура?
3. Каково минимально допустимое значение сопротивления изоляции для электродвигателей?
