Диагностирование электрооборудования ПТСДМ

6.1. Диагностирование электродвигателей ПТСДМ

Обмотки электродвигателей являются наиболее уязвимым эле­ментом. В комплексе изоляцию обмотки можно представить как систему последовательно соединенных пазовой, межсекционной, межфазовой и межвитковой изоляции проводов. Последняя является наиболее слабым звеном и определяет жизнеспособность об­мотки. Отказ в обмотке наступает, когда напряжение между парой проводников превышает электрическую прочность межвитковой изоляции. Коммутационные перенапряжения в обмотках электродвигателей могут пре­вышать номинальное напряжение в 10 и более раз. Надежность у пазовой изоляции значительно выше, чем у витковой изоляции. При ее расчете необходимо учитывать уровень коммутационных перенапряжений и электрическую прочность отдельных слоев. Поэтому, при техническом диагностировании обмоток прежде всего контроли­руют состояние изоляции. Для электродвигателей напряжением до 600 В в качест­ве диагностического признака могут служить абсолютные значения силы тока утечки, а также приращений токов утечки при увеличении напряжения. В на­чале освобождают шесть выводных концов на клеммной колодочке электродвигателя, затем измеряют силу тока утечки каждой фазы при заземлен­ных двух других фазах. Небольшая сила тока утечки каждой из фаз обмоток и незначительная разница (в пределах 3 %) между ними позволяют сделать вывод об удовлетворительном состоянии изоляции ЭД между фазами и по отношению к корпусу.

Значительная сила тока утечки, но одинаковая по фазам, сви­детельствует об увлажнении или сильном загрязнении изоляции. Разница в силе тока утечки (асимметрия по фазам) в 1,5 – 3 раза указывает на наличие местных дефектов в изоляции фазы, имеющей наибольшую силу тока утечки. Для определения, какая именно изоляция имеет дефект (корпусная или между фазами), измеряют силу тока утечки изоляции фазы с дефектом относительно корпуса при незаземленных обмотках двух других фаз, а затем измеряют силу тока утечки при приложении напряжения между фазой с де­фектной изоляцией и двумя другими заземленными фазами. В пер­вом случае большие силы тока утечки указывают на наличие мест­ных дефектов в конусной изоляции, а во втором случае - в изо­ляции между фазами.

При техническом диагностировании короткозамкнутых асинхронных электродвигателей силу тока утечки измеряют в диапазоне напряжений 600 - 1800 В, а также определяют приращение силы тока утечки при повышении напряжения от 1200 до 1800 В.

Витковое замыкание в обмотке фазного ротора может быть обнаружено с помощью амперметров. При наличии за­мыкания обмотки ротор перегревается, сила тока в фазах колеб­лется. Во время пуска и при работе с сопротивлением в роторной цепи обмотка ротора дымит, появляется характерный запах горе­лой изоляции. Для определения виткового замыкания в электродвигателе с фаз­ным ротором часто применяют индукционный способ, при котором обмотки статора электродвигателя подключают к сети и замеряют индуктиро­ванное напряжение между кольцами неподвижного (заторможен­ного) ротора. Разница в напряжениях указывает на наличие вит­кового замыкания в обмотке ротора. Если же при поворотах ротора замеренное неравенство напряжений начинает меняться, это свидетельствует, что витковое замыкание произошло в статоре. Меньшим будет напряжение между кольцами тех фаз, одна из ко­торых имеет повреждение.

Короткое замыкание легко обнаруживается с помощью мегом­метра, широко используемого для измерения сопротивления изоля­ции электроустановок. Нормальная частота вращения рукоятки прибора составляет 120 – 150 об/мин. Сопротивление изоляции из­меряют только при отключенном оборудовании от токоподводящей сети. Один из зажимов прибора присоединяют к корпусу электродвигателя, а вто­рой последовательно к проводникам обмотки. Сопротивление изо­ляции замеряют между обмотками, а также между изолирован­ными одна от другой частями электродвигателя, в том числе между контактными кольцами, кольцами и корпусом и др.

Для измерения сопротивления изоляции обмоток, выполненных на напряжение до 500 В, применяют мегомметр на 500 В, а обмоток с напряжением выше 500 В – мегомметр на 1000 В. Сопротивление изоляции обмоток ЭД должно быть не ниже 1 МОм на 1кВ­ рабочего напряжения, но не ниже 0,5 МОм.

При работе электродвигателей в режиме частых пусков и перегрузок возможен случай обрыва стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Это приводит к увеличению времени разгона, уменьшению коэффициента мощности и повышенному нагреву электродвигателя. По внешним признакам определить обрыв стержней обмотки ротора весьма сложно, поэтому при контроле целостности стержней обмотки ротора проводят специальные измерения. Одним из распространённых методов является контроль силы тока в фазе обмотки статора при проворачивании ротора в ручную.

При проверке одну фазу обмотки статора включают на пониженное напряжение переменного тока (15 – 20 % от номинального) и при медленном проворачивании ротора измеряют силу тока. При наличии обрыва стержней короткозамкнутой обмотки ротора стрелка амперметра совершает периодические колебания. Изменения силы тока весьма значительны и при повороте ротора на один оборот достигают 30 – 40% среднего значения. При отсутствии повреждения в обмотке ротора сила будет одинаковой во всех положениях ротора. Разность в показаниях допускается не более 10 %.

Прижатие щёток на контактные кольца может быть проверено с помощью динамометра. При техническом диагностировании обращают внимание на степень износа щеток. Заменять щётку следует также тогда, когда она настолько сработалась, что пружина щёткодержателя не может поддерживать необходимое нажатие. Щётку необходимо заменить, если возникает опасность соприкосновения её омеднённой поверхности с коллектором или кольцом. Щётку также следует заменить, если из-за небольшой высоты она может произвольно развернуться и самозаклиниться в обойме щёткодержателя.

6.2. Диагностирование аппаратов управления и защиты электроприводов ПТСДМ

Аппаратура управления является одним из важнейших эле­ментов электрооборудования. К этому виду обору­дования относят рубильники, пакетные выключатели переключа­тели, магнитные пускатели, автоматические выключатели, а также тепловые и промежуточные реле.

Диагностирование рубильников и пакетных выключателей. Наиболее уязвимым местом рубильников, как и другой контактной аппаратуры, являются контакты, изнашивание кото­рых приводит к уменьшению их толщины, а также к потере формы контактирующей поверхности. Контакты не должны иметь подгаров, окисленной поверхности. Для контроля контактных соединений измеряют падение напряжения при прохождении через контакты постоянного, равного номинальному, тока напряжением 2 – 6 В.

Падение напряжения в скользящих контактах рубильников и пакетных выключателей не должно превышать 10 – 20 мВ. Вхождение ножей в губки рубильников должно быть одновременным, без перекосов, на полную глубину хода. Степень соприкосновения ножей с губками контролируется щупом 0,05 мм, который должен входить не более чем на 1/3 контактной поверх­ности.

У рубильников с мгновенным отключением, имеющих основные и разрывные ножи, при отключении вначале из губок должны выйти основные ножи, а разрывные должны оставаться в губках до тех пор, пока напряжение пружины не превысит усилия трения между губками и разрывными ножами, которые в этот момент должны мгновенно разомкнуть цепь. Нагрев контактов рубильника не должен превышать 80 °С.

Диагностика контроллеров. Силовые кулачковые контроллеры и командоконтроллеры являются аппаратами ручного управления различных машин. При техническом диагностировании кулачковых контроллеров необходимо учитывать, что надежность их работы зависит, в основном, от износостойкости коммутационных контактов контроллера. Поэтому кулачковые контроллеры должны быть применены для максимальных токов, не превышающих допустимых значений. Осматривая контроллеры, особое внимание уделяют проверке и регулированию провалов, растворов контактов, конечных и начальных нажатий. В процессе эксплуатации контроллеров контакты изнашиваются и провалы уменьшаются, что приводит к отказу работы аппарата. Провалы проверяют щупами, толщина которых соответствует размеру провала.

Момент начала замыкания контактов может быть определён по загоранию контрольной лампочки, включённой последовательно с батареей и контактами. Износ медных контактов допускается не более чем до половины их толщины. На ПТСДМ кроме контроллеров различных типов широко применяют магнитные пускатели и всевозможные контакторы, осуществляющие операции пуска, регулирования скорости, торможения и отключения электропривода механизмов.

Усилие нажатия контактов является весьма важным параметром пусковых устройств и во многом определяет их работоспособность. Нажатие сухаря на сегмент измеряют с помощью пружинных весов или динамометра. При этом последовательно с контактами включают лампочку с батарейкой или аккумулятором. Подвижной контакт с помощью динамометра оттягивают до того момента, когда погаснет лампочка, что указывает на размыкание контактов. При этом замеренное динамометром усилие определяет усилие нажатия контактов.

В ряде случаев с достаточной точностью нажатие контактов может быть измерено следующим образом. Между контактами предварительно закладывают полоску бумаги. В момент, когда полоску бумаги можно свободно вытянуть из зазора, динамометр покажет силу нажатия. Регулируют усилие, затягивая прижимные пружины или подкладывая шайбы под контактную пружину. Правильно отрегулированные контакты в первый момент соприкосновения должны соединяться своими верхними частями, в рабочем состоянии контакты должны касаться нижними частями. Такая регулировка обеспечивает в периоды замыкания и размыкания контактов некоторое скольжение одного относительно другого, что способствует очистке от подгара и препятствует привариванию.

При определении конечного нажатия контактов магнитного пускателя на его катушку подают ток номинального напряжения и с помощью динамометра оттягивают подвижной контакт, при этом фиксируют усилие на динамометре в момент размыкания контактов. При техническом диагностировании аппаратов особое внимание уделяют катушкам, которые в эксплуатации часто выходят из строя. Наиболее частым видом повреждения катушек являются межвитковые замыкания. Межвитковые замыкания в катушках обнаруживают при осмотре на отсутствие подгаров изоляции, потемневших наплывов покровного лака и т.п.

При техническом диагностировании катушек контролируют напряжение втягивания и отпускания якорей магнитных пускателей. Сначала, перемещая подвижную часть магнитопровода, проверяют плавность хода, отсутствие заеданий и перекосов. Затем подают напряжение на катушку, после чего пускатель должен включиться. Меняя подводимое напряжение, определяют порог срабатывания пуска­теля, при этом напряжение может составлять 0,8 номинального. Во включен­ном состоянии магнитный пускатель должен работать спокойно, без значительного шума и дребезжания. Напряжение отпускания якоря при его снижении должно быть не более 0,7 номинального напряжения. При напряжении 0,6 номинального пускатель не должен включаться.

Диагностирование автоматических выключателей. Прежде все­го, проверяют техническое состояние контактов автоматических выключателей. При износе контактных напаек до 0,5 мм необходимо их отправить в ремонт. Дугогасящие решетки не должны иметь трещин и прогаров. Брызги металла должны быть удалены плоским надфилем, копоть снимают хлопчатобумажной салфеткой, слегка смоченной в бензине. Шарнирные соединения смазывают приборным или веретенным маслом. Осмотренный автоматический выключатель подвергают испытаниям. При снятом с выключателя напряже­нии проверяют четкость его работы. Включение и отключе­ние должно быть мгновенным и не зависеть от скорости движения рукоятки или кнопки выключателя.

Раскрытие контактов должно быть равномерным и полным. Сопротивление изоляции проверяют между верхним и нижним контактом каждого полюса в отключенном состоянии, а между полюсами - во включенном положении. Изоляцию также контролируют между выводами катушки и магнитной системой расцепителей дистанционного и нулевого напряжения. Сопротив­ление изоляции должно быть не менее 20 МОм. Работу элементов тепловых расцепителей проверяют путем подключения каждого полюса к испытательному току, превышающему номинальный в 2 раза. При этом время срабатывания должно укладываться в 40 – 100 с.