ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ

В изоляционных конструкциях электрических машин различают следующие виды изоляции: между витками, обмотки от корпуса и соприкасающихся с ней других обмоток, комплекта коллекторных пластин от корпуса и между собой (межламельная изоляция), контактных колец, щеткодержателей и стяжных болтов активной стали (если они имеются) от корпуса, бандажей якоря от обмотки, подшипниковых опор от фундамента или корпуса машины.

Различают также пазовую изоляцию и изоляцию лобовых частей. В наиболее тяжелых условиях находится витковая и корпусная изоляция в месте выхода обмотки из пазов, где она подвержена действию повышенных электрических и механических нагрузок.

Электрическая изоляция характеризуется в основном сопротивлением R_и и максимальным напряжением U_и.пр, которое она способна выдержать без повреждения (пробоя). К числу основных параметров относят также коэффициент абсорбции.

Для высоковольтных ЭМ причины пробоя могут быть тепловые процессы. Для ЭМ с напряжением менее 1 кВ пробой обычно возникает от теплового фактора. С ростом температуры и степени увлажненности изоляции ее сопротивление падает, а ток утечки растет. Примерная зависимость сопротивления изоляции от температуры приведена на рис.2.10. Ориентировочно можно считать, что изменение температуры изоляции на 15⁰С в пределах температур 20-100⁰С изменяет сопротивление изоляции в два раза.

Для оценки степени увлажнения изоляции широкое распространение получил метод контроля абсорбции, основанный на определении зависимости тока, проходящего через изоляцию, при приложении к ней постоянного напряжения, от времени.

Для понимания сути этого метода нужно напомнить, что электроды, разделенные изоляцией, представляют собой определенную электрическую емкость, способную накапливать заряды. Структура изоляции может рассматриваться как состоящая из большого числа элементарных RC-цепей, включенных последовательно и параллельно. Как известно, скорость заряда конденсаторов в RC-цепи определяется постоянной времени Т = RC. Чем больше Т, тем медленнее происходит процесс заряда. Наряду с цепями, в которых преобладают емкости, изоляция включает в себя цепи, в которых преобладают сопротивления, имеющие весьма высокие значения. При подаче постоянного напряжения на электроды через изоляцию начинает проходить ток утечки i_у, быстро затухающий ток заряда чисто емкостных цепей – ток абсорбации i_а. Значение этого тока связано не только с большими постоянными времени RC-цепей, но и временем протекания – выравнивание этих зарядов через параллельные связи цепей, так называемым временем релаксации, измеряемым десятками секунд – минутами. Чем больше увлажнена изоляция, тем больше i_у и меньше (ближе к единице) отношение

называемое коэффициентом абсорбации. Определение k_а сводится к определению показаний мегаомметра R_и через 15 и 60 с (или 1 и 10 мин для крупных ЭМ) после приложения к обмотке (изоляции) напряжения

.

Для неувлажненной изоляции k_а достигает значений 3 - 4 и более. Перед измерением обмотки замыкаются на землю для снятия возможных остаточных зарядов. Для повышения точности метода рекомендуется снимать также точки R_и через каждые 30 - 45с с построением кривой k_а = f(t). Поскольку метод абсорбции использует отношение сопротивлений изоляции, влияние температуры на результаты измерений существенно уменьшается, что составляет основное преимущество метода. Этот метод и его модификации, например, метод саморазряда, находят широкое применение при контроле изоляции ЭМ в процессе сушки и в эксплуатации.