Испытания электродвигателей переменного тока: перечень работ, периодичность

Значения сопротивления изоляции для электрического оборудования и систем

(Стандарт PEARL / NETA MTS-1997 Таблица 10.1)

Правило 1 МОм для значения сопротивления изоляции оборудования

В зависимости от номинального напряжения оборудования:

> 1 кВ = 1 МОм на 1 кВ

В соответствии с правилами IE Rules — 1956

Когда в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 1000 В, сопротивление изоляции высоковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). Средневольтные и низковольтные установки — Если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ.

Средневольтные и низковольтные установки — если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards).

В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ

Обмотка с водяным охлаждением

Измерение сопротивления изоляции электродвигателя, который обладает обмоткой с непосредственным водяным охлаждением, должно проводится с использованием мегаомметра, имеющего встроенное экранирование. Здесь нужно обратить внимание на то, что зажим, который соединен с экраном, должен быть присоединен к водосборному коллектору. Сами же коллекторы не должны иметь никакой металлической связи с внешней системой питания обмоток дистиллятом.

После того, как все измерения в цепи будут окончены, необходимо разрядить ее. Для этого применяется электрическое соединение с заземленным корпусом машины. Если номинальное рабочее напряжение обмоток составляет 3 кВ и более, то время электрического соединения с корпусом должно быть следующим:

• электрического оборудование, мощность которого составляет до 1000 кВт (кВ*А) — продолжительность не менее 15 секунд для полного сброса;
• если нужно разрядить машину, чья мощность превышает 1000 кВт, то время должно быть увеличено до 1 минуты и более.

Для разрядки так же может использоваться все тот же мегаомметр. Если применить прибор с показателем мощности 2,5 кВ, то время на разрядку любого электродвигателя, вне зависимости от его мощности — не менее 3 минут.

2. Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Тестирование сопротивления изоляции необходимо для определения сопротивления изоляции индивидуальных обмоток относительно земли или между индивидуальными обмотками. При таком тестировании сопротивление изоляции обычно либо измеряется непосредственно в МОм, либо рассчитывается, исходя из прикладываемого напряжения и величины тока утечки.

При измерении сопротивления изоляции рекомендуется всегда заземлять корпус (и сердечник). Замкните накоротко каждую обмотку трансформатора на выводах проходного изолятора. После этого проведите измерение сопротивления между каждой обмоткой и всеми остальными заземленными обмотками.

Тестирование сопротивления изоляции: между высоковольтной стороной и землей, и между высоковольтной и низковольтной сторонами. HV1 (2, 3) — Низковольтный 1 (2, 3); LV1 (2, 3) — Высоковольтный 1 (2, 3))

При измерении сопротивления изоляции никогда не оставляйте незаземленными обмотки трансформатора. Для измерения сопротивления заземленной обмотки необходимо снять с нее глухое заземление. Если снять заземление невозможно, как в случае некоторых обмоток с глухозаземленными нейтралями, сопротивление изоляции такой обмотки будет невозможно измерить. Считайте их частью заземленного участка цепи.

Необходимо проводить тестирование между обмотками и между обмоткой и землей (E). На трехфазных трансформаторах необходимо тестировать обмотку (L1, L2, L3) за вычетом заземления для трансформаторов с соединением «треугольник» или обмотку (L1, L2, L3) с заземлением (Е) и нейтралью (N) для трансформаторов с соединением «звезда».

Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Где С = 1,5 для маслозаполненных трансформаторов с масляным баком, 30 для маслозаполненных трансформаторов без масляного бака или для сухих трансформаторов.

Коэффициент поправки на температуру (относительно 20°C)

Пример для трехфазного трансформатора 1600 кВА, 20 кВ / 400 В:

• значение сопротивления изоляции на высоковольтной стороне = (1,5 х 20000) / √1600 = 16000 / 40 = 750 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции на низковольтной стороне = (1,5 х 400) / √1600 = 320 / 40 = 15 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции при 30°C = 15 х 1,98 = 29,7 МОм.

Сопротивление изоляции обмотки трансформатора

Значение сопротивления изоляции трансформаторов

Проведение измерения сопротивления изоляции трансформатора:

• отключите трансформатор и отсоедините перемычки и молниеотводы;
• разрядите межвитковую емкость;
• полностью очистите все проходные изоляторы;
• замкните обмотки накоротко;
• защитите выводы во избежание поверхностной утечки по изоляторам выводов;
• запишите окружающую температуру;
• подсоедините испытательные провода (избегайте дополнительных соединений);
• подайте испытательное напряжение и запишите показания. Значение сопротивления изоляции через 60 секунд после подачи испытательного напряжения принимается в качестве сопротивления изоляции трансформатора при температуре проведения тестирования;
• вывод нейтрали трансформатора во время тестирования должен быть отсоединен от земли;
• также во время тестирования должны быть отсоединены все соединения с землей молниеотвода на низковольтной стороне;
• из-за индуктивных характеристик трансформатора показания сопротивления изоляции необходимо снимать только после стабилизации испытательного тока;
• не снимайте показания сопротивления, когда трансформатор находится в условиях вакуума.

Подключения трансформатора при проведении тестирования сопротивления изоляции (не меньше 200 МОм)

Трансформатор с двумя обмотками 1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) — земля 2. Высоковольтная обмотка — (низковольтная обмотка + земля) 3. Низковольтная обмотка – (высоковольтная обмотка + земля)

Трансформатор с тремя обмотками 1. Высоковольтная обмотка — (низковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля) 2. Низковольтная обмотка – (высоковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля) 3. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) – земля 4. Обмотка ответвления – (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Автотрансформатор (две обмотки) 1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) — земля

Автотрансформатор (три обмотки) 1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) – (обмотка ответвления + земля) 2. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) – земля 3. Обмотка ответвления – (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Для любой изоляции измеренное сопротивление изоляции не должно быть меньше:

• высоковольтная обмотка – земля 200 МОм;
• низковольтная обмотка – земля 100 МОм;
• высоковольтная обмотка – низковольтная обмотка 200 МОм.

Факторы, влияющие на значение сопротивления изоляции трансформатора

На значение сопротивления изоляции трансформаторов влияет следующее:

• состояние поверхности проходного изолятора вывода;
• качество масла;
• качество изоляции обмотки;
• температура масла;
• длительность использования и значение испытательного напряжения.

Почему необходима проверка изоляции?

Здесь важно понять, что те материалы, которые применяются в качестве изоляционной обмотки для электрического двигателя, по сути своей не являются чистыми диэлектриками. Все они в большей или меньше степени проводят электрический ток. Это во многом зависит от их физических и химических свойств.

Вам будет интересно:Психология. Рассудительность — это…

Помимо того, что на показатель сопротивления изоляции влияют эти факторы, здесь нужно учесть еще и то, что такая характеристика как влажность играет очень важную роль. Кроме того, механические повреждения, а также возможные разнообразные загрязнения и пыль могут негативно сказываться на данной характеристике. Из-за всех этих факторов такая операция как измерение сопротивления является неотъемлемой частью рабочего процесса электрического двигателя.

Значение сопротивления изоляции для электродвигателя

Для измерения сопротивления обмотки электродвигателя с заземлением (Е) используется тестер изоляции.

• для номинального напряжения ниже 1 кВ измерение проводится мегомметром на 500 В постоянного тока;
• для номинального напряжения выше 1 кВ измерение проводится мегомметром на 1000 В постоянного тока;
• в соответствии с IEEE 43, статья 9.3, следует применять следующую формулу: минимальное значение сопротивления изоляции (для вращающейся машины) = (Номинальное напряжение (В) / 1000) +1.

Значение сопротивления изоляции для электродвигателя

В соответствии со стандартом IEEE 43 1974, 2000

Пример 1: Для трехфазного электродвигателя 11 кВ

• значение сопротивления изоляции = 11 + 1 = 12 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 100 МОм.

Пример 2: Для трехфазного электродвигателя 415 В

• значение сопротивления изоляции = 0,415 + 1 = 1,41 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 5 МОм;
• в соответствии с IS 732 минимальное значение сопротивления изоляции для электродвигателя = (20 х Напряжение (р-р)) / (1000 + 2 х кВт).

Значение сопротивления изоляции электродвигателя в соответствии с NETA ATS 2007. Раздел 7.15.1

Значение сопротивления изоляции погружного электродвигателя

Измерение изоляции по отношению к разным деталям

Когда речь идет об измерении сопротивления изоляции электродвигателя, то здесь нужно понимать, что оноопределяется по отношению к чему-либо. Если проводятся измерительные работы по отношению к корпусу машины или обмоткам, то их нужно осуществлять поочередно для каждой цепи.

Замер сопротивления изоляции электродвигателя, а точнее его обмоток с трехфазным током, которые обычно сопряжены в такие соединения, как звезда или треугольник, осуществляется сразу для всей обмотки по отношению к корпусу, а не поочередно, как это было описано до этого.

Значение сопротивления изоляции для электрических кабелей и проводки

Для тестирования изоляции необходимо отсоединить кабели от панели или оборудования, а также от источника электропитания. Проводку и кабели следует тестировать друг относительно друга (фаза с фазой) с кабелем заземления (Е). Ассоциация IPCEA (Insulated Power Cable Engineers Association) предлагает формулу определения минимальных значений сопротивления изоляции.

R = K x Log 10 (D/d)

R = Значение сопротивления изоляции в МОм на 305 метров кабеля К = Постоянная изоляционного материала. (Электроизоляционная лакоткань = 2460, термопластичный полиэтилен = 50000, композитный полиэтилен = 30000) D = Внешний диаметр изоляции проводника для одножильного провода или кабеля (D = d + 2c + 2b диаметр одножильного кабеля) d = Диаметр проводника c = Толщина изоляции проводника b = Толщина изолирующей оболочки

Высоковольтное тестирование нового кабеля XLPE (в соответствии со стандартом ETSA)

Кабели 11 кВ и 33 кВ между сердечником и землей (в соответствии со стандартом ETSA

Кабели 11 кВ и 33 кВ между сердечниками и землей

Измерение значения сопротивления изоляции (между проводниками (перекрестная изоляция))

• первый проводник, для которого проводится измерение перекрестной изоляции, необходимо подключить к выводу Line мегомметра. Другие проводники соединяются вместе (с помощью зажимов типа «крокодил») и подсоединяются к выводу Earth мегомметра. На другом конце проводники не соединяются;
• после этого поверните ручку или нажмите кнопку мегомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции между проводником 1 и остальными проводниками. Показания сопротивления изоляции следует записать;
• потом подсоедините к выводу Line мегомметра другой проводник, а другие проводники соедините с выводом заземления мегомметра. Проведите измерение.

Измерение значения сопротивления изоляции (изоляция между проводником и землей)

• подсоедините тестируемый проводник к выводу Line мегомметра;
• соедините вывод Earth мегомметра с землей.;
• поверните ручку или нажмите кнопку мегаомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции проводников. После поддержания испытательного напряжения в течение минуты до получения стабильных показаний следует записать значение сопротивления изоляции.

Измеряемые значения:

• если во время периодического тестирования получено сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 5 МОм до 1 МОм на километр, данный кабель должен быть включен в программу замены;
• если измеренное сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 1000 кОм до 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить срочно, в течение года;
• если измеренное сопротивление изоляции кабеля меньше 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить немедленно как аварийный.

Подготовка электрического двигателя к проверке

Кроме того, прежде чем перейти к проверке сопротивления изоляции электродвигателя, необходимо открыть его вводное устройство, которое называют борно. После этого изоляторы должны быть тщательно протерты от любых загрязнений и пыли. Только после этого допускается подключение измерительного прибора согласно его схеме.

Во время непосредственного измерения сопротивления необходимо снимать показания с аппарата каждые 15 секунд. Реальным значением сопротивления обмотки считается значение, которое будет снято через 60 секунд после начала процедуры. А соотношение значений снятых за 60 секунд к значению, полученному через 15 секунд, называется коэффициентом абсорбции, о котором говорилось ранее.

Значение сопротивления изоляции для линии передачи/распределительной линии

Измерение зазоров между сталью ротора и статора.

Величину воздушных зазоров определяют с помощью специального набора калиброванных щупов (пластинчатых — для измерения зазоров до 2мм и клиновых — для зазоров до 20мм). Измерения производят в междужелезном пространстве. Ширину щупа следует применять меньше ширины зубцов, и при замерах щуп не должен попадать на пазовых клин или бандаж. Для электродвигателей переменного тока измерения произво дят в нескольких диаметрально противоположных точках — в четырех или восьми в зависимости от размера двигателя. При небольшой длине активной стали (до 300 мм) зазоры можно измерять с одной стороны, при большей длине — с обеих сторон. Средний зазор равен среднеарифретическому значению измеренных зазоров. В крупных электро двигателях воздушный зазор в нижней части допускается на 0,1÷0,3 мм больше, чем в верхней части.

Размеры воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках или точках, сдвинутых относительно оси ротора на 90, должны отличаться не более чем на 10% среднего размера.

Значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Обычными значениями сопротивления для оборудования подстанции являются:

Типовое значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Значение сопротивления изоляции оборудования подстанции в соответствии со стандартом DEP:

Сушка электродвигателя

Если пониженное сопротивление вызвано попаданием на двигатель влаги или хранением в сыром помещении, то электромашину можно высушить. Для этого её необходимо разобрать — снять крышки подшипниковых щитов и вынуть ротор. Это делается для свободного выхода влаги.

Совет! Можно снять только один щит, а ротор вынуть вместе со вторым.

После разборки осуществляется сушка одним из способов:

• Подачей на обмотки пониженного напряжения. Ток при этом не должен превышать номинальный.
• Вставить в статор нагреватель. Чаще всего для этого используется лампа накаливания 60-100Вт.

Через сутки проводится повторное измерение изоляции. Если сопротивление растёт, то сушка продолжается до полного высыхания, если нет, то двигатель отправляется на средний ремонт в специализированное предприятие. Этот вид ремонта включает в себя пропитку обмоток лаком и повторную сушку.

Проверка изоляции является необходимой частью испытаний электродвигателя. Виды проверок в отдельных случаях определяются ПУЭ и другими нормативными документами.

Значение сопротивления изоляции для бытовой/промышленной проводки

Низкое сопротивление между проводниками фазы и нейтрали или между находящимися под напряжением проводниками и землей будет приводить к возникновению тока утечки. Это приводит к ухудшению изоляции, а также к потерям энергии, что выльется в увеличение эксплуатационных расходов на установленную систему. При обычных напряжениях электропитания сопротивление между фазой-фазой-нейтралью-землей никогда не должно быть меньше 0,5 МОм.

Кроме тока утечки из-за активного сопротивления изоляции существует также ток утечки из-за ее реактивного сопротивления, так как она работает как диэлектрик конденсатора. Этот ток не рассеивает никакой энергии и не является вредным, но нам нужно измерять активное сопротивление изоляции, поэтому для предотвращения включения в измерение реактивного сопротивления при тестировании используется напряжение постоянного тока.

Однофазная проводка

Тестирование сопротивления изоляции между фазой-нейтралью и землей должно выполняться на всей установке с отключенным включателем питания, при соединенных вместе фазе и нейтрали, с отключенными лампами и другим оборудованием, но при замкнутых автоматических выключателях и при всех замкнутых выключателях цепей.

Если используется переключение на два направления, будет тестироваться только один из двух проводов. Для тестирования другого провода необходимо задействовать оба переключателя на два направления и повторно протестировать систему. При необходимости установку можно тестировать как единое целое, но тогда необходимо получить значение не менее 0,5 МОм.

Тестирование значения сопротивления изоляции для однофазной проводки

Трехфазная проводка

В случае очень большой установки, имеющей большое количество параллельных соединений с землей, можно ожидать более низкие показания. В этом случае необходимо повторить тестирование после разделения системы. Каждая из таких частей должна соответствовать минимальным требованиям.

Тестирование значения сопротивления изоляции для трехфазной проводки

Тестирование сопротивления изоляции должно выполняться между фазой-фазой-нейтралью-землей. Минимально допустимое значение для каждого теста 0,5 МОм.

Тестирование сопротивления изоляции для низкого напряжения

Минимальное значение сопротивления изоляции = 50 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки с установочными элементами и вилками)

Минимальное значение сопротивления изоляции = 100 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки без установочных элементов и вилок)

Причины низкого сопротивления

Есть несколько причин низкого сопротивления изоляции.

Перегрев электромашины

Эта ситуация возникает из-за перегрузки электромашины или обрыва одной из фаз в трёхфазных электродвигателях. Устранить эту проблему в условиях мастерской невозможно и аппарат приходится отправлять для замены обмоток в специализированное предприятие.

Предотвратить такую неисправность помогают устройства защиты:

• тепловое реле отключает электромашину при перегрузке;
• реле напряжения отключает установку при отсутствии одной из фаз или пониженном напряжении сети.

Важно! Для лучшей защиты внутри электродвигателей встраиваются датчики температуры. В новых машинах они устанавливаются при изготовлении, а в старых такие приборы можно поставить при плановом или капитальном ремонте.

Меры безопасности при измерении сопротивления изоляции

Высокое испытательное напряжение может привести к повреждению такого электронного оборудования, как электронные стартеры люминесцентных ламп, сенсорные переключатели, переключатели с диммером, контроллеры электропитания. Поэтому подобное оборудование следует отсоединять.

Также следует отсоединять конденсаторы и индикаторные или контрольные лампы, потому что они могут стать причиной получения неточных результатов тестирования.

Если для проведения тестирования отсоединяется какое-либо оборудование, для него необходимо проводить собственное испытание изоляции с использованием напряжения, которое не приведет к их повреждению. Результат должен соответствовать указанному в стандарте Великобритании или быть не меньше 0,5 МОм, если не указан в стандарте.

Подготовка прибора для измерения

Для того чтобы успешно провести все замеры, необходимо подготовить оборудование.

Для начала нужно зарядить батарею или же аккумулятор, если используется мегаомметр MIC-2500. После этого необходимо установить значение испытательного напряжения. Если для измерения, к примеру, используется стрелочный прибор ЭСО202, то он должен располагаться строго горизонтально. Для этого же прибора перед началом работ нужно установить не только значение напряжения, но и требуемый предел измерений, установить шкалу. После этого нужно проверить работоспособность измерительного аппарата. Для этого нужно замкнуть измерительные щупы устройства между собой и начать вращать рукоять генератора. Частота вращения должна быть 120-140 оборотов в минуту. При таких параметрах стрелка прибора должна показывать «0». После этого щупы размыкаются, а ручку нужно снова начать вращать с прежней скоростью. В этом случае аппарат должен показывать сопротивление 104 МОм.