CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 162 1967
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФЕКТНОСТИ ВИТКОВОЙ И КОРПУСНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВСЫПНЫХ ОБМОТОК АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Ю. П. ПОХОЛКОВ, Э. К. СТРЕЛЬБИЦКИЙ, А. С. ГИТМАН, О. П. МУРАВЛЕВ
(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общей
электротехники)
Анализ отказов асинхронных двигателей в эксплуатации показывает наличие явно выраженного периода приработки [1], причем большая часть отказов происходит из-за пробоя витковой изоляции.
Надежность витковой изоляции в период приработки может быть оценена с помощью выражения *
/С(1 — т^2)лг.
где q — доля провода длиной 1, имеющих оголения;
т — вероятность совпадения оголений в 2-х соприкасающихся проводниках;
N — число пар соприкасающихся проводов длиной /; К — коэффициент выявления дефектов в период приработки. Зависит от условий работы двигателя и качества пропитывающего состава.
Подобную формулу можно записать и для надежности корпусной изоляции.
Обычно <7 — 0,001... 0,20 и может быть оценена по результатам испытания одиночного провода в дроби.
Величина mq2 представляет собой дефектность скрутки из.проводов длиной /.
Предпочтительно вести испытания в скрутках из-за нестабильности коэффициента т. Экспериментальная оценка q дается при фиксированном испытательном напряжении выражением
(2)
п
где nq — количество дефектных образцов, п — количество испытанных образцов. Необходимый объем испытаний для определения q с заданной точностью вд при достоверности а подсчитывается по формуле
•-Ш-
где arg Фа — аргумент функции Лапласа для значения а; q' —- фактическое значение дефектности.
Значения п для а = 0,95 и з = приведены в табл.1.
Таблица I
0,08 0,04 0,02 0,01 -* 0,004 0,001
п 99 141 197 281 364 884
При очень малых значениях и тем более тд2 объем испытаний при ориентации на определение числа пробоев получается недопустимо большим.
В связи с этим представляется целесообразным использовать информацию о законе распределения пробивных напряжений и определять д и тд2 по формуле
(4)
где ¡{и)—функция распределения пробивного напряжения;
и\—нижняя граница распределения пробивного напряжения;
«2 — испытательное напряжение. Формула (4) написана <в предположении, что ¡(и) монотонна в интервале («1, и2). Следовательно, основной задачей при определении дефектности обмоток является установление закона распределения пробивного напряжения.
Для исследования дефектности изоляционных материалов Томский политехнический институт совместно с СКБЭ при заводе «Сибэлектро-мотор» провел изучение технологического процесса изготовления обмоток статоров двигателей АО 32-4А на следующих этапах: 1) входной контроль, 2) после подготовительной операции, 3) после укладки обмотки.
При извлечении изоляции из пазов были приняты меры против дополнительного ее повреждения. Испытание материалов проводилось в соответствии с существующими стандартами.
На основании полученных результатов были вычислены статистики: и — среднее значение пробивного напряжения, о стандартное отклонение, основные моменты г3 и которые показали, что распределение пробивного напряжения материалов и изоляции провода- может быть описано кривыми К- Пирсона (табл. 2).
Расчеты параметров кривых проводились на ЭЦВМ «Проминь». Оценка сходимости полученных распределении пробивного напряжения с экспериментом была проведена с помощью критерия %2. Величина ^(Х2)>0,05 для всех кривых, что позволяет признать расхождение между теоретическими и экспериментальными кривыми бесухцествен-ным [2].
Полученные уравнения кривых были использованы для вычисления доли дефектной изоляции по формуле (4) м'етодом численного интегрирования на ЭЦВМ.
Наиболее сильно изоляция провода повреждается в процессе укладки обмотки в пазы статора. Очевидно, это вызвано применяемым при укладке металлическим инструментом.
Для определения пути повышения надежности нами была сделана попытка уменьшить дефектность изоляции путем применения «мягкого» инструмента и уменьшения коэффициента заполнения паза Кг на 2,6%.
Таблица 2
Изменение параметров распределения пробивного напряжения корпусной и витковой изоляции
Материалы и операции т
Тип и па- провод ПЭВА 2 электрокартон 0,1 лакоткачь ЛСЭ 15 0,15 электпокарюн 0,15
раметры распределения г барабана после намотки на шаблон г оспе укладки обмотки из пачки после укладки^ обмотки из рулона после формовки коробочек после укладки обмотки из рулона после формовки пазовых ко 0-бочек после укладки обл.отки
Тип кривой Пирсона IV IV IV I 1 1 I I VII IV VII
7/пр (кв) 3,83 3,13 2,52 2,27 1,78 8,94 8,46 5,99 3,02 2,43 1,97
о 0,934 1.С07 1,185 0,517 0,426 1,»84 1,107 1.261 0,575 0,581 0,592
Г* 0,661 0,102 0,493 0,623 0,588 -0,586 -0,507 -1,293 -0,078 0,061 0,295
ГА 4,224 3,549 3,685 2,791 3,107 2,905 2,856 5,085 3,939 4.190 3,678
/о 0,0267 0,0262 0,0730 0,3728 0,4772 \ 0,1823 0,1755 0,2034 0,3799 0,3776 0,3621
/1 8,380 7,308 10,839 0,965 1,478 11,244 11,652 36,534 0,8.5 3,086 1,530
к — — — 4,744 5,877 2,931 3,693 1,279 — _ —
Чх 5,698 8,132 8,875 0,563 2,173 4 /502 5,348 14,582 5,7003 5,028 6,924
Яч — — — 2,768 8,672 1,173 1,695 0,510 — — —
Р (X») 0,49 0,95 0,6 — — 0,1 0,5 0,1 0,1 0,1 0,2
В качестве «мягкого» инструмента были применены:
1) покрытый резиной молоток,
2) фибровая укладочная пластина,
3) стальной обратный клин, покрытый тонким слоем эпоксидного компаунда.
Значения ¿7, подсчитанные по опытным данным, приведены в табл. 3 для изоляции после укладки обмотки.
Таблица 3
Ви I ИЗОЛЯЦИИ
Технология ПРОВОД Г1ЭВА-2 электрокартон 0,1 лакоткань ЛСЭО, 15 электрокартон 0,15
Жесткий инструмент, нормадьн. К3 0,0182 0,00586 0,00307 0,0496
Мягкий инструмент, норм. К3 0,0035 0,00225 0,00234 1 0,0375
Жесткий инструмент, сниженный /Сз 0.0075 0,0130 0,000 0,0250
Мягкий инструмент, снижен. /Сз 0,0009 0,0038 0,000 0,0170
Применение мягкого инструмента существенно снижает дефектность изоляции провода и мало влияет на основную корпусную изоляцию — лакоткань ЛСЭ 0,15 и электрокартон 0,15. Снижение коэффициента заполнения заметно уменьшает дефектность электрокартона 0,15, который прилегает к стенкам паза.
Описанный метод определения доли дефектной изоляции позволил существенно снизить объем и погрешность испытаний при оценке эффективности влияния различных пропитывающих составов на дефектность изоляции. В табл. 4 представлены результаты испытаний скруток провода ПЭВА-2, извлеченного из машин. Испытания проводились в нормальных условиях и при повышенной влажности. Объем выборки — 250 образцов. Распределение ип? описывается кривой Пирсона I типа.
Таблица 4
Пропитывающий состав е
Условия испытаний не пропитанные лак 447 лак 321 т эпоксид. компаунд (ЭД-6, фталев^ ангид.)
Нормальные 0,132-Ю-з 0 0 0
После 48 час. выдержки в условиях 100% влажности 0,584-10-2 0,95*10-з 0,70-10-3 0
Выводы
1. Использование закона распределения пробивного напряжения по -зволяет существенно снизить объем испытаний при оценке дефектности изоляции по сравнению с испытаниями фиксированным напряжением.
2. Применение «мягкого» инструмента и снижение коэффициента заполнения паза позволяет наметить пути повышения надежности всып-ных обмоток электрических машин.
3. Дефектность изоляции можно рассматриавть как критерий при исследовании эффективности применения новых материалов и технологии,
ЛИТЕРАТУРА
1. Отчет ВНИИЭМ № ОАБ 143, 673, 1963.
2. А. К. Митропольский. Техника статистических вычислений. Физматгиз, 1961,
