Методика поиска места повреждения цепи.

Практическое занятие №1
КОНТРОЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ВЛАЖНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ В ОБМОТКАХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Цель работы: Освоить методы и средства поиска дефекта в обмотках
электрических машин, а также приборы контроля влажности и сопротивления
изоляции.
Оборудование и приборы: Мегомметр ЭС0202/2-Г, мегомметр цифровой Е6-22,
ПКВ – прибор контроля влажности.
1 Определение сопротивления изоляции с помощью мегомметра
Сопротивление изоляции обмоток измеряется относительно корпуса
электрической машины и между обмотками. Измерение производится мегомметром,
который представляет собой маломощный высоковольтный генератор постоянного
тока. Выпускаются мегомметры класса напряжения – 500, 1000, 2500 В. Для
крупных машин и трансформаторов
необходимо применять мегомметры с
моторным приводом, так как время переходного процесса из-за большой емкости,
может достигать нескольких минут. Сопротивление изоляции обмотки существенно
зависит от температуры и влажности. На его величину также оказывает влияние
загрязненность и запыленность токопроводящей пылью.
+
-
R1
R2
МОм
кОм
земля
экран
Рисунок 1.1 – Измерительная установка
При измерении сопротивления изоляции обмоток электрических машин
относительно корпуса, нулевой вывод мегомметра соединяется с заземленным
корпусом, а высоковольтный вывод соединяется с одним из выводов обмоток.
Обмотки фаз не участвующие в измерении заземляются. При измерении
сопротивления изоляции между обмотками порядок присоединения выводов
мегомметра к выводам обмоток произвольный.
М
М
Рисунок 1.2 – Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток
Значение сопротивления изоляции обмоток (МОм) при рабочей температуре t0
должно быть не менее значения вычисленного по формуле
rmin 
U
 0,5 МОм,
(1000  0.01P)
где U – номинальное напряжение обмотки, В;
Р – номинальная мощность машины, Вт.
Если rmin  0,5 то принимают 0,5 МОм.
r  rmin  2 k ,
где k 
( раб  )
20
, округляется до большего.
2 Контроль влажности изоляции с помощью мегомметра
Степень увлажнения изоляции оценивают по коэффициенту абсорбции
(осаждение влаги поверхности). Для этого измеряют сопротивление изоляции
мегомметром спустя 15 и 60 секунд с момента приложения при одной и той же
частоте вращения рукоятки и берут отношения показания мегомметра.
ka 
R60
 1.3 .
R15
Изменение тока и сопротивления сухой изоляции от времени приложения
напряжения показано на следующем графике.
8
мкА
4
2
I 0
750
МОм
250
100
0
R
1
2
90
МОм
30
R 0
0
0
4
8
20
c 60
t
12 мин 20
t
1 – сухой
2 - влажный
Рисунок 1.3 – Изменение тока и сопротивления
3 Контроль влажности изоляции с помощью ПКВ
Степень влажности изоляции определяют по соотношению емкостей изоляции
токопроводящих частей, измеренные при различных частотах напряжения. Принцип
работы ПКВ основан на изменении емкости физического конденсатора путем заряда
– разряда этого конденсатора с частотой 2 Гц и 50 Гц.
kc 
C( 2)
C ( 50)
.
Нормальное состояние изоляции kс=(1,1..1,3). При kc>1,4 изоляции нуждается в
сушке.
Практическое занятие №2
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОМЕТРИИ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ
Цель работы: освоить методы и средства определения температуры.
Оборудование и приборы: термометры, термопары, тепловизор.
Температура – это физическая величина, определяемая как параметр состояния
термодинамического равновесия микроскопических систем. Термодинамическая
температура (Т) всегда положительна и измеряется с помощью термодинамической
шкалы, единицей которой является 1К. Т=273,15+t, К.
Температура – величина экстенсивная, то есть измеряемая косвенным методом
в результате преобразования ее в какую-либо интенсивную (непосредственно
измеряемую) величину (ток, расширение материала).
Методы измерения
Контактный:
- термометры расширения от –100 до +700;
- электротермометры от -270 до +3000;
- термоиндикаторы от –20 до +300.
1) Жидкостные стеклянные термометры. Измерение основано на изменении объема
жидкости при нагреве и охлаждении (спиртовые от –70 до +70, и ртутные от –35
до +750).
2) Монометрические. Зависимость давления жидкости, газа или пара с жидкостью
в замкнутой системе постоянного объема. Измерения от –180 до 300 (фрионовые
от –100 до +600, азотные и гелевые).
3) Динамометрические. Два тела с различными температурными коэффициентами
линейного расширения, от –50 до +200.
4) Биметаллические. От-50 до +600.
5) Термоэлектрические термопары. Работа основана на эффекте Зеебека. В
замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников (полупроводников)
возникает электрический ток, если температура мест соединения из различна, от
– 260 до +2000.
6) Термолезестивные. Изменение электрического сопротивления металла от
температуры, от-27 до +1600.
7) Термошумовые. На концах проводника возникают случайные напряжения от
теплового хаотичного движения носителя изолятора. Позволяет измерять в
широких пределах до сотых долей градуса, от –270 до +3000.
8) Магнитные
термометры.
Зависимость
магнитной
восприимчивости
парамагнетиков от температуры, о-250 до +270.
9) Термочастотные
кварцевые
термометры.
Температурная
зависимость
собственной резонансной частоты кварцевых пьезоэлементов, от –40 до +200.
10) Термоемкостные. Изменение диэлектрической постоянной в зависимости от
температуры от –40 до +300.
11) Волоконнооптические. Кварцевое моноволокно, на торце которого
располагается микрокапсула, изменяющая свои оптические свойства при
нагреве, от –10 до +150.
12) Термохромные.
Термоиндикаторы
с
химическим
взаимодействием
компонентов (обратимые и необратимые) от +20 до +150
13) Жидкокристаллические. Органические соединения, обладающие свойством
жидкости и кристаллического тела, от +18 до +120.
14) Плавящиеся. Плавкие покрытия и термосвидетели.
15) Люминофорные. Температурная зависимость цвета или интенсивности
люминисцентности от +20 до +200.
16) Изооптические термоиндикаторы. Рассеивание света смесью двух прозрачных
сред от –20 до +150.
Практическое занятие №3
ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ОБМОТКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Цель работы: изучить методы и средства поиска неисправностей в обмотках
электрических машин.
Оборудование
миллиамперметр,
конфигурации.
и приборы: импульсная
установка
включающая
установка ИУ-57,
трансформаторы
устройство
различной
Поиск межвитковых замыканий в обмотках на импульсной установке
Установка состоит: генератор импульса, блок развертки и индикатор.
Импульсная установка ИУ-57 имеет три вывода, которые присоединены к
подвижным электродам дугообразного коммутатора изготовленного из
изаляционного материала. К центральному электроду коммутатора присоединен
генератор импульсов, а к боковым выводы индикатора.
Поиск межвитковых замыканий производят методом сравнивания, то есть
импульсное напряжение прикладывают к двум одинаковым катушкам, одинаковым
обмоткам или частям обмотки, все межкатушечные соединения предварительно
разъединяют.
Рисунок 3.1 – Схема расположения электродов при контроле электрической
прочности витковой изоляции обмотки якоря
Между центральным 3 и боковыми 2 и 4 электродами должно находиться
одинаковое число коллекторных пластин. В этом случаи испытуемую часть якорной
обмотки можно представить в виде моста состоящего из четырех ветвей. В одну
диагональ моста включен генератор импульсов, в другую – индикатор. Так как
боковые электроды расположены семетрично то общее сопротивление каждой пары
плеч моста будут практически одинаковыми. Если сопротивления ветвей будут
различными в следствии электрического пробоя или межвитковой изоляции, то
равновесие моста нарушиться.
Определение межвитковых замыканий и разрыва обмоток в электрических
машинах с помощью милливольтметра
Этот метод наиболее прост и надежен для определения виткового замыкания
между коллекторными пластинами в случаи распайки, окисления или обрыва
проводников. Измерения проводятся между пластинами отстоящими друг от друга
на шаг обмотки по коллектору (последовательно – по всему коллектору).
Рисунок 3.2 – Принципиальная схема проверки качества токопроводящих
частей якоря методом миливольтметра
Отклонения сравнивают с допускаемым (10% при КР и 20% при ТР).
Определение межвиткового замыкания якорей способом трансформатора
Для отыскания виткового замыкания в якорных катушках используют приборы
работающие по принципу трансформатора. В качестве первичной обмотки
трансформатора используют П-образный электромагнит 4, а в качестве вторичной –
короткозамкнутый виток (контур) катушек якоря 3. контролируемый якорь
помещают на подставку так, чтобы зазор между сердечником электромагнита и
якоря был минимальным.
1 – П-образный измерительный
трансформатор
2 – радионаушник или зуммер
3 – якорь контролируемой
машины
4 – П-образный магнит
А
≈ 50-150 Гц
Рисунок 3.3 – Схема установки для отыскания витковых замыканий в обмотках
якоря способом трансформатора
Контроль межвитковых замыканий в обмотках полюсов измерением активного
сопротивления проводников
Для измерения активного сопротивления проводников в цепи главных или
добавочных полюсов остова выводы от источника тока и милливольтметра
подключают. При измерении сопротивления проводников в цепи добавочных
полюсов один зажим присоединяют к кабельному на якорь, а второй к
щеткодержателю. Результат измерений сравнивают с допускаемыми значениями.
Если ток больше чем эталон, то имеет место межвиткового замыкания.
Практическое занятие №4
ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СИЛОВЫХ ЦЕПЯХ И ЦЕПЯХ
УПРАВЛЕНИЯ ЭПС
Цель работы: изучить основные методы поиска неисправности в силовых
цепях и цепях ЭПС.
Оборудование и приборы:
К наиболее встречающимся отказам элементов электрических цепей относятся:
- замыкание на корпус;
- замыкание проводов между собой;
- нарушение цепи из-за нарушения контакта, обрыва или обламывания, порчи
паяного соединения и повреждения контактной поверхности наконечника или
ослабления резьбового контактного соединения.
При обрыве или отсутствии контакта аппараты или группа аппаратов не будут
включаться. Главный признак замыкания между собой проводов плюсовых цепей –
включение аппарата или аппаратов, которые при данном положении органов
управления включаться не должны. Замыкание между собой проводов минусовых
цепей не оказывает влияния на работу аппаратов, поэтому не обнаруживается.
Замыкание на корпус (заземление) проводов, только одних проводов или
линейных цепей тоже не оказывает влияния на работу электрических аппаратов.
Наиболее опасное – одновременное замыкание на корпус проводов плюсовых и
минусовых цепей, что может вызвать нарушение последовательности срабатывания
аппаратов, срабатывание автоматических выключателей и перегорание
предохранителей, а также сильное нагревание проводов, вплоть до возгорания
изоляции.
1.
2.
3.
4.
5.
Методика поиска места повреждения цепи.
Внешний осмотр(визуально-оптический): с применением луп, зеркал,
термовизора, теплокраски.
Метод исключения: предположительное место обрыва цепи какого-либо
аппарата шунтируют перемычку. Шунт выполнен из многожильного,
гибкого, изолированного провода. Шунтирование цепей контактов защитных
реле требует повышенного внимания непрерывного наблюдения за работой
электрических машин, т. к. это может привести к аварии.
Метод замены: замена предположительного неисправного элемента заведомо
исправным на уровне теплового элемента.
Метод таблиц: для конкретного тягового подвижного состава составляют
таблицы, в которых перечисляют возможные неисправности. Причины
возникновения и способы устранения (применяется редко, в основном в
учебных целях).
Метод измерения потенциалов: создают условия для нормальной работы
невключенного аппарата, для чего включают нужные разъеденители,
автоматические выключатели, тумблеры и кнопки. А затем с помощью
вольтметра, контрольной лампы, пробника индикатора проверяют наличие
напряжения (потенциала) в различных точках проверяемой цепи. Элемент
цепи с наружным контактом всегда находится между точками, в одной из
которых потенциал есть, а в другой отсутствует.
6. Метод средней точки используют для ускорения поиска: проверяемую цепь
разделяют на 2 участка. Затем участок с неисправностью снова делят
пополам. И так до тех пор, пока не будет найден неисправный элемент цепи.
Число проверенных элементов цепи N и число проверок n в этом случае
связаны соотношением:
7. Метод, основанный на применении карт неисправностей.
8. Метод вероятности времени: оценка времени, необходимого для контроля и
вероятности отказа элементов цепи. Приоритет очередности контрольных
точек проверки выбирают для конкретного ожидания.
9. Метод последовательного перебора.
10.Метод комплексной проверки: проверка электрических цепей производится в
определенном порядке по отдельным узлам, каждый из которых выполняет
определенную типовую операцию управления ЭПС. Типовые операции
определенных аппаратов в определенной последовательности (проверка
секвенции) и внешние признаки, по которым можно судить о наличии или
отсутствии неисправности в данном узле электрической цепи определяется
показанием приборов, шумом работающих устройств.
11.Метод с применением специальных диагностических устройств (бортовых,
переносных, стационарных).