Устройство для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для увеличения межремонтного периода погружных электродвигателей, находящихся в эксплуатации, путем поддержания уровня изоляции на должном уровне без подъема технологического оборудования. Предлагаемое устройство может быть использовано в отраслях народного хозяйства, занимающихся водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.
Известен способ сушки изоляции электрических машин (RU патент №2548030, МПК Н02К 15/12 (2006.01) опубл. 10.04.2015, бюл. №10), который включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль рабочей температуры и состояния изоляции, отличающийся тем, что сушку осуществляют ступенями, причем на первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, ток 10% от номинального рабочего для данного типа электрической машины в течение 0,5 часа, затем ток, равный 50% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 1-2 часов, затем ток, равный 80-90% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 0,5 часа, на второй ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до температуры 80-90°С, в течение 1 часа, затем осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при температуре 130-140°С, на третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева в течение 0,5-0,8 часов, на четвертой ступени сушку осуществляют на открытом воздухе во время сборки электрической машины, на пятой ступени сушку проводят путем пропускании электрического тока через обмотку электрической машины во время испытаний на испытательном стенде.
Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и высокие трудозатраты для его реализации.
Наиболее близким по технической сущности является способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса (патент РФ №2138900, МПК Н02К 15/12, Н02К 15/00, опубл.: 27.09.1999), в каждом цикле которого прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, при этом каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения, отличающийся тем, что процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте пульсирующего напряжения 1000-1500 Гц в течение 40-60 мин, а второй при частоте пульсирующего напряжения 20-50 Гц в течение 10-60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного.
Недостатком данного способа является высокая продолжительность сушки изоляции и применение его к оборудованию, находящемуся в ремонте.
Технической задачей полезной модели является защита обмоток погружных электродвигателей водоснабжающих установок от снижения изоляции во время технологических пауз.
Указанная задача решается в устройстве для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей, содержащем источник диагностического напряжения, подающий ток на диагностическое устройство, блок питания, подающий напряжение на блок управления, который одним контактом управляет станцией управления, а другим контактом управляет работой диагностического устройства, которое соединено с микропроцессорным модулем для обработки и анализа получаемой информации.
Технический результат заключается в том, что применение предлагаемой полезной модели не требует интенсификации процесса, так как работа устройства производится во время каждой технологической паузы.
Устройство для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей представлено чертежами: на фиг. 1 - схема подключения диагностического напряжения на погружную электронасосную установку, на фиг. 2 - технологическая схема устройства.
Предполагаемая схема подключения диагностического устройства реализуется следующим образом. К питающему кабелю 1 от диагностической установки подключается положительный вывод источника постоянного тока, а к водоподьемному трубопроводу, состоящему из секций трубопровода 3, соединительных муфт или фланцев 2 и перемычек 4, насоса 5 и защитной сетки 6 отрицательный вывод. Таким образом, между токоведущими жилами питающих проводов 1, обмоток 8 погружного электродвигателя 7 с одной стороны и водоподъемным трубопроводом и корпусом электродвигателя с другой стороны создается разность потенциалов, необходимая для создания электроосмотического явления.
Стрелками на схеме показано направление протекания тока.
Блок-схема установки изображена на фигуре 2 и состоит из блока питания 12, подающего напряжение на блок управления 10, микропроцессорный модуль 11, источник диагностического напряжения 14, диагностическое устройство 13. Станция управления погружным электронасосным оборудованием 9 питается от сетевого напряжения и имеет в своем устройстве контакт 15, по состоянию которого определяется текущее технологическое состояние оборудования. Блок управления 10 своими контактами: 17 - управляет работой станции управления 9, при снижении сопротивления изоляции электродвигателя блокирует ее работу, отключая питающее напряжение, а контактом 16 - управляет работой диагностической части предлагаемого устройства.
Принцип работы устройства для электроосмотической защиты обмоток погружных электродвигателей от снижения сопротивления изоляции заключается в подаче постоянного напряжения на элементы водоснабжающей установки от источника постоянного тока для разрыва токопроводящих каналов заполненных водой в теле изоляции питающих проводов и обмоток погружного электродвигателя во время технологической паузы с последующим контролем параметров изоляционной системы устройством подключенным к действующей станции управления без внесения изменений в конструкцию последней и подъема оборудования из скважины.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. При технологической паузе насосной установки контакт 15 станции управления замкнут, на разрабатываемое устройство подается сетевое напряжение. От блока питания 12 пониженное постоянное напряжение подается на предлагаемое устройство. От источника диагностического напряжения 14 напряжение подается на диагностическое устройство 13, а через него на диагностируемое оборудование 18, начинается процесс электроосмотической защиты изоляции и контроль ее состояния. Информация о состоянии изоляции оборудования через диагностическое устройство 13 подается на микропроцессорный модуль 11. По параметрам входного сигнала микропроцессорный модуль 11 определяет состояние оборудования. В случае снижения сопротивления изоляции контролируемого оборудования 18 до критических значений, по параметрам входного сигнала от диагностического устройства 13 микропроцессорный модуль 11 определяет состояние контролируемого оборудования и подает сигнал на блок управления 10, размыкаясь, контакт 17 в цепи станции управления предотвращает ввод в работу оборудования 18 со сниженным значением сопротивления изоляции.