CC BY
103
УДК 631.28
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ изоляции и СУШКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
В.А. БЕЗИК, ПА. САМОРОДСКИЙ ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
Предлагается устройство контроля сопротивления изоляции и сушки обмоток электродвигателей на основе дифференциального трансформатора, позволяющее поддерживать работоспособность двигателя при снижении сопротивления изоляции обмоток.
При высокой конструкционной надежности асинхронных двигателей (АД) серий 4А, АИР, 5А уровень их эксплуатационной надежности в условиях сельскохозяйственного производства оказывается недостаточным, что отрицательно сказывается на общей экономической эффективности сельхозпредприятий. /Действительный средний ресурс АД ниже расчетного в 2,5...3,5 раза. [1]
Из теории диагностики известно, что сохраняющий работоспособность объект может быть неисправен, т.е. находиться в состоянии скрытого отказа. Для АД сельскохозяйственного производства указанное состояние наступает задолго до выработки нормативного ресурса и связано с особыми деструкгивными изменениями в системе изоляции статорной обмотки, при-шлящие к снижению сопротивления изоляции обмоток.
Большими ши современных средств контроля состояния изоляции электродвигателей предполагают проверку сопротивления изоляции перед пуском и блокировку включения при его снижении ниже допустимого уровня или контроль токов утечки во время работы с последующим отключением двигателя. Они не поддерживают работоспособность привода, а лишь выполняют функции защиты.
Для контроля токов утечки, обратно пропорциональных сопротивлению изоляции, в настоящее время все чаще применяют устройства защитного отключения (У30). Для приведения сопротивления к нормативным значениям электродвигатель подвергается сушке. Конвекционный и осмотический методы сушки не позволяет эксплуатировать электродвигатель на период сушки и сопряжены со значительным затратами энергии и необходимостью дополнительного оборудования, поэтому целесообразно проводить сушку током от внешнего источника.
Поэтому нами предлагается объединить в одном устройстве блок контроля сопротивления изоляции на базе стандартного УЗО и блок сушки обмоток двигателя токами от внеш-
него источника. Для обеспечения работоспособности привода проводить сушку до снижения сопротивления изоляции ниже допустимых значений. Блок схема предлагаемого устройства представлена на рисунке 1. Рассмотрим его работу.
Рисунок 1. Клок схема устройства контроля сопротивления изоляции и сушки обмоток электродвигателя.
Блок контроля и защиты от токов утечки отключает при помощи ключа К| питание электродвигателя при превышении током утечки пороговог о значения 1уп. Его принцип действия не отличается от принципа действия УЗО. Одновременно сигнал с блока измерения тока утечки после усиления пороговым усилителем подается на ключ Кг, который замыкается и подает пониженное напряжение от источника токов нулевой последовательности через блок измерения тока утечки на электродвигатель. Индикатор показывает, что запущена сушка обмоток.
Кнопка 8В позволяет проводить контроль сопротивления изоляции на отключенном двигателе. При пониженном сопротивлении система переходит в режим сушки, что показывает индикатор. Периодическую проверку можно проводить и автоматически с помощью внешнего таймера.
Для двигателя возможна сушка при напряжении около 20% от номинального. На такое выходное напряжение и рассчитан источник токов нулевой последовательности. Дополнительный канал блока измерения тока утечки имеет в 10 раз большую чувствительность по сравнению с основным, чтобы сушка заканчивалась, когда сопротивление изоляции в 2 раза превысит минимально допустимые значения. Ограничение тока реализовано посредством добавочных реактивных сопротивлений.
В серийно выпускаемых двигателях номинальные токи ближайших по мощности двигателей отличаются в среднем в 1,56 раза. Исходя из этого, оценим максимально возможные изменения тока сушки при подключении различных по мощности двигателей к устройству. Расчеты выполним в относительных единицах.
Добавочное емкостное реактивное сопротивление при совпадении номинального тока устройства и рабочего тока двигателя, учитывая, что падение напряжения пропорционально сопротивлению
где /<", - кратность пускового тока двигателя. Принято среднее значение К] = 6.
Ввиду малого значения реактивного сопротивления короткого замыкания двигателя по сравнению с активным и с добавочным реактивным сопротивлением им пренебрегли. Как индии, доСмкичнос солротивлспнс пракпгюсю! совпадает о номиияпъним сопротивлением двигателя.
Относительное напряжение на двигателе при сушке, если рабочий ток в 1,56 раза меньше номинального устройства
и0 = •
1.562Х& +
- °'2 ====== 0,13 • (2)
1,5620,9863 +| -
( , у /V2
1 • г с,¿-2 . 1
Т.о. напряжение на двигателе будет меняться от 0,2 до 0,13 от сетевого или снижаться на 35% при подключении двигателя на одну ступень меньшей мощности. Сушка в предлагаемом устройстве начинается до снижения сопротивления ниже допустимого уровня, поэтому увеличение времени сушки в этом случа.е не скажется на работоспособности двигателя.
Минимальная продолжительность нерабочего периода электродвигателя, при котором начинается увлажнение, составляет от 2,5 до 5,5 часов в зависимости от его габарита. [2]
Электродвигатели, простаивающие больше, чем продолжительность приведённых пауз, на два и более часа, должны подвергаться диагностированию, в результате которого определяется техническое состояние корпусной и междуфазной изоляции. Точным диагностическим параметром в этих условиях является сопротивление изоляции. На такую периодичность проверки может настраивается внешний таймер.
Результатом применения предлагаемого устройства является сокращение времени простоев электрооборудования и увеличение их ресурса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пахомов А.И. Диагностика асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве. Краснодар, 2008. - 241с.
2. Спиридонов А.А., Логачева О.В. К вопросу диагностирования асинхронных электродвигателей в условиях эксплуатации // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы Международной научно-практической конференции. Саратов.: изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2010. С. 292 - 296.
3. Пахомов А.И., Переверзев И.А... Кроневальд А.Ф.. Эксплуатационная надежность асинхронных двигателей // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № З.-С. 24-25.
THE ARRANGEMENT OF RESISTANCE ISOLATION CONTROL AND DRYING WINDINGS
OF ELECTRIC MOTORS
V.A. Bezik, Cand. Tech. Sci., P.A. Samorodskiy,, post-graduate student. Bryansk state agricultural academy. Bryansk area, Vigonichskiy region. Kokino. kafet@bgsha.com
The arrangement of resistance isolation control and drying windings of electric motors on the basis differential transformer is offered, allowing to support working capacity of the engine at decrease in isolation resistance of windings.
