Офлайн испытания вращающихся электрических машин

Измерение и анализ частичных разрядов

Частичные разряды (ЧР) возникают в системе изоляции статоров вращающихся машин на тех участках, где напряженность электрического поля превышает электрическую прочность. В отличие от других диэлектрических испытаний, анализ частичных разрядов позволяет локализовать такие ненадежные участки.

Офлайн измерения частичных разрядов в соответствии со стандартом IEC 60034-27 могут быть выполнены на электродвигателях и генераторах поочередно на каждой обмотке остановленной машины.

Измерение коэффициента диэлектрических потерь (TanDelta) / коэффициента мощности и емкости

Изоляция представляет собой самую чувствительную часть вращающихся машин. Срок службы обмотки статора зависит от того, насколько эффективно электроизоляция может предотвращать повреждения обмотки. 

Процессы старения, изменения в структуре изоляции или проникновение влаги могут, например, повышать коэффициент диэлектрических потерь. Изменения в изоляции можно надежно диагностировать с помощью измерений емкости и коэффициента диэлектрических потерь, которые также называют измерениями тангенса дельта. 

Электрические испытания статора

В дополнение к измерениям коэффициента диэлектрических потерь / коэффициента мощности, измерению и анализу частичных разрядов, а также анализу диэлектрического отклика могут быть выполнены и другие распространенные электрические испытания статора. Эти испытания позволяют оценить целостность изоляции, а также помогают выявить проблемы с подключением и слабые места в обмотке статора.

К таким дополнительным испытаниям относятся измерение выдерживаемого напряжения, сопротивления изоляции, индекса поляризации и сопротивления обмотки постоянному току, а также выявление межвитковых повреждений.

Испытание на наличие электромагнитных дефектов

Испытание на наличие электромагнитных дефектов (также называемое измерением потока рассеяния) выполняется для выявления нарушений в структуре межслойной изоляции пластин сердечника статора, которые могут стать причиной перегрева и повреждения сердечника статора в работающих двигателях и генераторах.

Измерения для сердечника статора следует проводить регулярно для оценивания целостности изоляции между пластинами сердечника статора машины во время заводского приемочного испытания и при выполнении пусконаладочных работ, а также после ввода машины в эксплуатацию.

Измерение сопротивления контактов

Измерения переходного сопротивления контактов позволяют обнаруживать разрывы, а также неплотно прилегающие, окисленные и поврежденные контакты на полюсных наконечниках электрической машины. Подобные дефекты формируют участки нагрева, которые приводят к обрыву полюсов. Постоянный ток и постоянное напряжение измеряются одновременно для всех межполюсных соединений ротора.

Затем полученные результаты сравниваются между собой и с данными предыдущих измерений.

Измерение падения напряжения на полюсах

Механическое напряжение в обмотках ротора приводит к межвитковым повреждениям (КЗ), а те, в свою очередь, могут привести к магнитному дисбалансу генераторов и электродвигателей. При этом усиливается вибрация вала, и из-за дополнительной нагрузки быстро изнашиваются подшипники. Как и анализ частотного отклика обмоток, измерение падений напряжения на полюсах выполняется на отключенной машине отдельно для каждого полюса обмотки.

Переменный ток подается на контактные кольца для возбуждения обмоток. Измерив падение напряжения в межполюсных соединениях по каждому полюсу, можно определить значение полного сопротивления.

Обнаружение межвитковых замыканий

Анализ частотного отклика обмоток (Sweep Frequency Response Analysis, SFRA) используется для выявления межвитковых повреждений в обмотках статора и обмотках возбуждения на роторах электрических машин. Эти повреждения возникают вследствие механического воздействия.

Электрические контуры в статоре и роторе представляют собой комплексную систему, состоящую из конденсатора, катушек индуктивности и резисторов. И у каждого компонента свой частотный отклик. Любые повреждения обмотки сказываются на ее частотном отклике. Измерения для разных полюсов позволяют обнаружить замыкание.