УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
DEVICE FOR TESTING ISOLATION OF ELECTRICAL MACHINE ARMATURE WINDINGS BY INCREASED VOLTAGE

Заявляемое изобретение относится к устройствам для электрических испытаний, главным образом, к области испытаний высоковольтной изоляции электрооборудования повышенным напряжением, а именно к испытаниям межвитковой и корпусной изоляции обмоток якорей электрических машин.
Известно устройство для испытания электрической прочности изоляции [SU 1803886 А1, кл. G01R 31/02, 1990], содержащее источник переменного тока, соединенный с устройством коммутации, повышающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с устройством коммутации через автотрансформатор регулирования испытательного напряжения.
Это устройство не позволяет проводить высоковольтные испытания в широком диапазоне частот и напряжений.
Известна также серийно выпускаемая установка АИИ-70 [Л.Д.Бобровская. Исследование электрического старения эпоксидных компаундов при повышенных частотах. "Электротехника", 1986, N 3.2], предназначенная для испытания изоляции электроустановок высоким напряжением промышленной частоты, содержащая регулировочный автотрансформатор и подключенный к нему последовательно с реле максимального тока испытательный повышающий трансформатор, а параллельно вторичной обмотке испытательного трансформатора подключают испытуемое электрооборудование.
Эта установка позволяет испытывать либо корпусную, либо межвитковую изоляцию, но для перехода от одного вида испытаний к другому требует производить вручную переключения в высоковольтных цепях, кроме того, проверка электрической прочности межвитковой изоляции возможна только между двумя соседними витками обмотки, из-за чего производительность испытаний при применении установки АИИ-70 чрезвычайно низка.
Известно устройство для испытаний изоляции и электрооборудования повышенным переменным напряжением, например, устройство для проведения испытаний реактивных объектов повышенным напряжением [RU 2066868 С1, кл. G01R 31/06, 1992], содержащее испытательный повышающий трансформатор, звуковой генератор, соединенный с блоком усилителей, выход которых присоединен с низковольтной обмотке испытательного повышающего трансформатора, параллельно которой включен реактивный элемент, а в цепь высоковольтной обмотки испытательного повышающего трансформатора параллельно испытуемому реактивному объекту присоединен противоположный, но равный по частоте измерений по реактивности высоковольтный элемент.
Данное устройство позволяет испытывать повышенным напряжением изоляцию между обмоткой и корпусом оборудования, а также определять наличие короткозамкнутых витков в обмотке. Однако это устройство не позволяет испытывать повышенным напряжением межвитковую изоляцию обмоток, состоящих из нескольких параллельных витков.
Задачей заявляемого изобретения является расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности испытывать повышенным напряжением межвитковую изоляцию обмоток.
Поставленная задача решена тем, что в устройстве для испытания обмоток якорей электрических машин повышенным напряжением, содержащем регулятор напряжения, повышающий трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого заземлен, а первичная обмотка присоединена к выходным клеммам регулятора напряжения последовательно с катушкой реле максимального тока, киловольтметр и соединительный высоковольтный провод с однополярными разъемами, который присоединен к незаземленному выводу вторичной обмотки повышающего трансформатора, введены второй высоковольтный провод с однополярными разъемами и высоковольтный переключатель, к подвижному контакту которого присоединен второй высоковольтный провод с однополярными разъемами, при этом один из неподвижных контактов высоковольтного переключателя заземлен, а второй неподвижный контакт высоковольтного переключателя соединен с незаземленным выводом вторичной обмотки повышающего трансформатора и первым высоковольтным проводом, число однополярных разъемов, присоединенных к каждому из двух высоковольтных проводов, равно половине суммарного числа витков всех обмоток якоря, при этом все однополярные разъемы, присоединенные к одному из высоковольтных проводов, соединены параллельно в группы, в каждой группе число однополярных разъемов равно половине числа параллельных витков в одной обмотке якоря, число групп равно числу обмоток якоря, а каждая группа соединена с высоковольтным проводом через обмотку показывающего реле.
Критерию "новизна" в данном устройстве соответствует то, что в схему устройства введен высоковольтный переключатель, второй высоковольтный провод и показывающие реле, включенные последовательно с группами однополюсных разъемов, подключенных к выводам витков обмоток якоря, при этом суммарное число однополюсных разъемов равно суммарному числу параллельных витков во всех обмотках якоря, а подключенные к одному из высоковольтных проводов однополярные разъемы соединены параллельно в группы, число которых равно числу обмоток якоря, а между каждой группой параллельно соединенных однополярных разъемов и соответствующим высоковольтным проводом последовательно включена обмотка показывающего реле.
Электрическая схема устройства показана на чертеже.
Устройство содержит испытательный повышающий трансформатор 1, первичная обмотка которого через катушку реле максимального тока 2 соединена с регулятором напряжения автотрансформаторного типа 3, на который напряжение от сети 220 В 50 Гц поступает через две пары нормально разомкнутых контактов 4 магнитного пускателя 5, катушка магнитного пускателя 5 включена в цепь питания 220 В последовательно с кнопкой 6 и нормально замкнутыми контактами 7 реле максимального тока 2, а параллельно нормально разомкнутым контактам кнопки 6 включена пара нормально разомкнутых контактов 8 магнитного пускателя 5. Один вывод вторичной обмотки высоковольтного испытательного трансформатора 1 заземлен, а ко второму выводу присоединен киловольтметр 9 и первый высоковольтный провод 10, соединяющий между собой несколько групп однополярных разъемов 11, причем число групп однополярных разъемов 11 соответствует числу обмоток 12 испытуемого якоря 13, число однополярных разъемов в одной группе 11 равно половине числа витков в обмотке 12, а каждый однополярный разъем в группе 11 соединен с общим для одной группы выводом обмотки показывающего реле 14, второй вывод обмотки показывающего реле 14 подключен к первому высоковольтному проводу 10, при этом каждый однополярный разъем одной группы 11 присоединен к выводу витка обмотки 12 якоря 13 через один виток. Второй высоковольтный провод 15 также соединяет между собой несколько групп 16 однополярных разъемов, причем число групп 16 также соответствует числу обмоток 12 испытуемого якоря 13, число однополярных разъемов в одной группе 16 равно половине числа витков в обмотке 12 якоря 13, а каждый однополярный разъем в каждой группе 16 соединен с общим для одной группы выводом обмотки показывающего реле 17, второй вывод которой подключен ко второму высоковольтному проводу 15, при этом каждый однополярный разъем одной группы 16 присоединен к тому выводу витка обмотки 12 якоря 13, к которому не присоединен однополярный разъем, соединенный с первым высоковольтным проводом 10. Второй высоковольтный провод 15 соединен с подвижным контактом высоковольтного двухпозиционного переключателя 18, один неподвижный контакт 19 которого заземлен, а второй неподвижный контакт 20 соединен с первым высоковольтным проводом 10. Корпус якоря 13 заземлен.
Работает устройство следующим образом.
Для испытания межвитковой изоляции подвижный контакт высоковольтного переключателя 18 соединяют с заземленным неподвижным контактом 19, нажимают кнопку 6, в результате чего напряжение однофазной сети 220 В 50 Гц поступает на катушку магнитного пускателя 5, нормально разомкнутые контакты пускателя 4 и 6 замыкаются и напряжение от однофазной сети 220 В 50 Гц поступает на регулятор напряжения 3. С помощью регулятора напряжения 3 повышают напряжение на вторичной обмотке повышающего трансформатора 1, которое контролируют по показаниям киловольтметра 9, до заданной величины испытательного напряжения межвитковой изоляции и выдерживают эту величину испытательного напряжения постоянной в течение необходимого по техническим условиям времени испытания, после чего напряжение на вторичной обмотке повышающего трансформатора 1 снижают до нуля и отключают напряжение сети. В случае пробоя межвитковой изоляции какой-либо из обмоток 12 якоря 13 в цепи вторичной обмотки повышающего трансформатора 1 возникает импульс тока, возрастает ток через первичную обмотку повышающего трансформатора, срабатывает реле максимального тока 2, нормально замкнутые контакты 7 реле максимального тока размыкаются, в результате чего обесточивается катушка магнитного пускателя 5 и устройство отключается от сети. В то же время при пробое изоляции между двумя витками какой-либо из обмоток 12 якоря 13 срабатывают оба показывающих реле 17 и 14, входящие в те группы однополюсных разъемов, которые соединены с той обмоткой 12, в которой произошел пробой межвитковой изоляции, что позволяет определить неисправную обмотку 12.
Для испытания изоляции между всеми обмотками 12 и корпусом якоря 13 подвижный контакт высоковольтного переключателя 18 соединяют с неподвижным контактом 20, нажатием кнопки 6 подают напряжение сети на регулятор напряжения 3 и повышают напряжение на вторичной обмотке повышающего трансформатора 1, которое контролируют по показаниям киловольтметра 9, до заданной величины испытательного напряжения изоляции между обмотками 12 и корпусом якоря 13 и выдерживают эту величину испытательного напряжения постоянной в течение необходимого по техническим условиям времени испытания, после чего напряжение на вторичной обмотке повышающего трансформатора 1 снижают до нуля и отключают напряжение сети. При пробое изоляции одной из обмоток 12 на корпус якоря 13 в цепи вторичной обмотки повышающего трансформатора 1 возникает импульс тока, возрастает ток через первичную обмотку повышающего трансформатора, срабатывает реле максимального тока 2, нормально замкнутые контакты 7 реле максимального тока размыкаются, в результате чего обесточивается катушка магнитного пускателя 5 и устройство отключается от сети. В то же время при пробое изоляции срабатывает одно из показывающих реле 14 или 17, что позволяет определить неисправную обмотку 12.
Техническим результатом данного изобретения является получение возможности одновременной проверки электрической прочности межвитковой изоляции всех обмоток якоря и проверка электрической прочности изоляции одновременно всех обмоток якоря от корпуса якоря, что во много раз повышает производительность устройства по сравнению с прототипом.
Изобретение отвечает критерию "промышленная применимость", так как оно позволяет с одной установки проверять электрическую прочность как межвитковой изоляции, так и изоляции от корпуса сразу всех обмоток якоря и обнаруживать неисправную обмотку якоря.