CC BY
8
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО' КРАСНОГО ЗНА.МЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 202 1973
ОЦЕНКА ДЕФЕКТНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПО НАПРЯЖЕНИЮ ПЕРЕКРЫТИЯ ОБРАЗЦОВ
А. П. МАТЯЛИС, Э. К. СТРЕЛЬБИЦКИИ
(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общей
электротехники)
Накопленный экспериментальный материал дает основание утверждать, что в эксплуатации и при испытаниях пробой изоляции обмоток низковольтных электрических машин может произойти только при наличии дефекта. Под дефектом здесь понимается элементарный участок Изоляции, пробивное напряжение которого соответствует напряжению перекрытия на длине, равной толщине изоляции. Дефектностью будем называть число дефектов на единицу длины или площади изоляции.
Дефект может иметь место ¡в состоянии поставки (инородные включение, оголения), возникнуть в процессе изготовления обмотки (порезы,, проколы) н образоваться в результате старения (трещины, отслаивания) .
Надежность обмотки при известном конструктивном исполнении и заданных условиях эксплуатации .полностью определяется дефектностью. Поэтому получение исходных данных для расчета вероятности безотказной работы и гамма-процентного ресурса сводится к определению числа дефектов.
Ранее в качестве характеристик, дефектности определялся уровень дефектности по результатам испытаний изоляции, извлеченной из пазов кепропитанного статора. Витковая изоляция испытывается в электродах провод — дробь или провод—плоскость, а корпусная — в электродах игла — плоскость.
Недостатком такого способа является неприменимость для оценки дефектности изоляции пропитанных обмоток.
В настоящей работе для оценки дефектности предлагается определение расстояний между ближайшими дефектами путем пробоя пар проводников в машине или вне машины. Соответствие между двумя указанными способами испытаний обусловлено тем, что пуассоновское распределение числа дефектов на отрезке провода приводит к показательному распределению расстояний между дефектами. Однако использование в расчетах расстояний и напряжений перекрытия позволяет отказаться от условного понятия длины (площади) элементарного участка и приближает модель отказа к фактическому механизму пробоя.
Максимальные перенапряжения между витками обмотки не превышают 1 ке, однако при испытаниях таким напряжением пробьется небольшая доля расстояний между дефектами. Для получения достоверной статистики необходимо либо увеличивать число образцов, либо увеличивать испытательное напряжение. При увеличении напря-
жения может быть пробита изоляция, не имеющая повреждений. Для распознавания таких случаев после первого пробоя производится повторная подача напряжения. В случае перекрытия между дефектами вторичное 'пробивное напряжение незначительно (до 0,4 н- 0,8 кв) отличается от первичного. В случае пробоя изоляции вторичное напряжение значительно снижается.
В табл. 1 приведены результаты кассетных испытаний пар соприкасающихся проводов ПЭТВ диаметром 0,85 мм, один из которых имел одно искусственное повреждение. В таблице ясно видны области точек с
ш = иг-и2 <0,6 кв,
соответствующих перекрытиям, и с
Д£/ > 0,8 кв,
соответствующих пробоям изоляции
Вероятность перекрытия с пореза на дефект при напряжении ик равна
Рт {ик} = Р [х < 2хк} = 1 - е~12\ (1)
где хк — расстояние, соответствующее ик\
А = —--дефектность;
х
х — среднее расстояние между дефектами.
Вероятность пробоя при этом напряжении при условии, что напряжение полностью приложено к изоляции, равна
= (2)
где /2х(£/) — плотность распределения пробивного напряжения участка изоляции длиной 2хк.
Вероятность того, что при повышении напряжения от 0 до С. •не произойдет перекрытия, а в интервале ипроизойдет пробой изоляции, равна
^41 - Р (¿7. < £/пр < £/<+1} = е~Х2х'' \ ЬАЬ) ¿и. (3)
Вероятность того, что при повышении напряжения от 0 до ¿Л •не произойдет пробоя, а в интервале (IIь ¿Л+О произойдет перекрытие
Р1+1 = Р{^1< ^лер < иих] = (е~2}х-' ~ (1 - \/2х{и)с1.и), (4)
о
Две последние вероятности известны из опыта. Интересующие нас вероятности можно получить из выражений (3) и (4).
Чих = Р\и1<и^<им}^\ (5)
А-И = -тг-■
0
и.
1
2\х
Поскольку величины е2^1 и неизвестны, предлагает-
V
о
ся итерационный расчет по рекурентным формулам, причем для первого разряда принимается
en to
Т а б л и ц а I
Un — U,i (кв)
ин{кв) ■"f о" о о" 00 о ! TÎ- о СМ 7 00 о СО \ СМ о CN 1 CD см" i о см со см" Í СМ см со 1 00 см со со 1 см со о со со Tt* 1 О rf" оо TÍ-1 Tf см ю 1 00 Tf со 1С см ю о СО CD Tf CD" 1 О CD" 00 со" 1 CD
ч а с гота 11
до 2,5 2,0-2,4 2,4-2,8 2,8-3,2 3,2-3,6 3,6-4,0 4,0-4,4 4,4-4,8 4,8-5,2 5,2-5,6 5,6-6,0 6,0-6,4 6,4-6,8 6,8-7,2 7,2-7,6 1 1 1 3 4 5 Ю 7 7 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 3 2 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 3 1 1 1 1 2 1 6 3 5 2 1 6 4 5 3 1 1 4 2 6 3 3 2 4 3 9 4 4 3 5 8 8 1 2 3 8 16 2 8 5 7 4 i 6 9 5 i 7 2 1 4 2 1 2 2 4 7 13 20 26 51 54 80 34 5 1
43 4 ¡ 8 8 10 9 15 20 19 20 22 29 31 25 21 10 6
Таблица 2
Pi H H 0 Р'к
ь <h % ч'к
Pi ~p\ H H р'к £PI=PT(Uk) /=1
Рз — . 1 — gi — q2 P* - 1 - ?1 - ..,- qK_x
Ц2 % Як 2 ?, = <?(£/,)
<la " 1 - * 17з — . 1— /'l P'2
CD W
Ц1 = ]'" Л, а') ли - Р ! и0 < иар <Щ, (7)
о
А = 1 - = < ипер < £/,}. (8)
Полная схема расчета приведена в табл. 2. По найденному знамению Рт(ик ) из выражения (1) определяется среднее расстояние между дефектами.
Аналог ично пр онзводится определение дефектности корпусной
изоляции. 1
