МЕТОДЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ УВЛАЖНЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И СУШКИ ОБМОТОК ДВИГАТЕЛЯ
О влажности изоляции судят по величине сопротивления. В соответствии с «Системой мероприятий по выполнению планово-предупредительных работ электрооборудования в сельском хозяйстве» (ППРЭСХ) изоляция электродвигателей должна иметь сопротивление не менее 0,5 МОм. В противном случае ее требуется сушить.
Как было сказано выше, при работе на открытом воздухе с высоким содержанием влаги двигатели общего назначения быстро увлажняются. Двигатели, имеющие влагостойкую изоляцию, менее подвержены действию влаги, но их изоляция также требует контроля и при необходимости сушки обмоток. Для предупреждения выхода из строя необходимо прежде всего исключить там, где это возможно, прямое попадание влаги. В некоторых случаях этого можно достичь правильным выбором места установки двигателя. Часто причиной увлажнения является неправильное хранение. Поэтому перед включением в работу двигателя, не работавшего в течение длительного времени, необходимо проверить состояние его изоляции. Включение двигателя под напряжение сопровождается возникновением кратковременных импульсов напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции в местах, ослабленных действием влаги. Сушка позволяет восстановить изоляцию.
В условиях эксплуатации используют несколько методов сушки обмоток. Если на пункте технического обслуживания имеется специальный сушильный шкаф, двигатель снимают и сушат в этом шкафу. Процесс сушки считается законченным, если сопротивление изоляции станет выше допустимого значения (~0,5 МОм). Такой метод восстановления изоляции требует специального оборудования, для подготовки к работе которого требуется много времени.
Для сушки можно использовать и электрические методы. В стенде МИИСП предусмотрено устройство для сушки обмоток путем пропускания выпрямленного тока. Обмотки двигателя присоединяют к трансформатору ТР-2 (рис. 25). Выпрямленный ток пониженного напряжения от обмоток трансформатора через диоды подается в обмотки двигателя. Величину тока выбирают в зависимости от мощности двигателя и схемы соединения [7]. Температуру изоляции в процессе сушки контролируют путем измерения сопротивления обмоток. Сопротивления R1, R2, R3 и сопротивление обмоток двигателя образуют мостовую схему, к одной диагонали которого подведено выпрямленное напряжение, а в другую диагональ через сопротивление R4 и переключатель включен милливольтметр mV. По мере нагрева сопротивление обмоток изменяется. Вначале сушки устанавливают ток требуемой величины, регулируя напряжение на первичной обмотке трансформатора ТР-1. Устанавливают стрелку милливольтметра на нуль при помощи сопротивлений R1 и R3. В процессе сушки по стрелке милливольтметра контролируют температуру обмоток. Время сушки обмоток одного двигателя 3 — 4 ч. При сушке группы двигателей, когда токи в обмотках некоторых двигателей не превышают 0,4Iн, время сушки можно увеличить до 7 ч.
При отсутствии специального стенда можно сушить током пониженного напряжения. В качестве источника питания в этом случае используют сварочный трансформатор. Обмотки двигателя, соединенные последовательно, присоединяют к зажимам низкого напряжения. Величину тока регулируют регулятором сварочного трансформатора, она не должна быть более номинальной, так как при неподвижном роторе охлаждение двигателя ухудшается. Состояние обмоток контролируют, периодически измеряя сопротивление изоляции.
Для предупреждения увлажнения изоляции предложено несколько устройств подогрева двигателя в те периоды, когда он не работает. Установлено, что если температура корпуса двигателя на несколько градусов выше окружающей среды, то, несмотря на высокую влажность, сопротивление изоляции не уменьшается. Это явление используют для подсушки обмоток, не разбирая двигатель и не отсоединяя его от рабочей машины. Иногда в двигатели большой мощности встраивают специальные нагревательные устройства.
 |
| Рис. 27. Принципиальная схема устройства для подсушки обмоток без отключения от сети. |
Предложен оригинальный метод предупреждения увлажнения изоляции [9]. Сущность его заключается в том, что в нерабочее время последовательно с двигателем включают конденсаторы и оставляют их подключенными к сети. По обмоткам протекает небольшой ток, который подогревает всю обмотку. Опыты показали, что таким образом можно предупредить увлажнение изоляции двигателей общего назначения при 100%-ной влажности окружающей среды. Сопротивление изоляции без подогрева через несколько часов становится ниже нормы. В рабочем режиме двигателя конденсаторы повышают его коэффициент мощности.
На рисунке 27 представлена одна из возможных схем такого устройства. При замкнутых контактах магнитного пускателя конденсаторы оказываются соединенными по схеме «треугольник» и служат компенсаторами реактивной мощности. При разомкнутых контактах конденсаторы оказываются соединенными последовательно с обмотками двигателя. Двигатель остается под напряжением. Небольшой ток, протекающий по обмоткам, подогревает их во время паузы, предотвращая увлажнение изоляции. Экспериментально установлено, что Для поддержания сопротивления изоляции на допустимом уровне необходимо поддерживать превышение температуры обмоток над температурой окружающей среды в пределах 7 — 8°. Как показали опыты, сопротивление изоляции двигателя АОЛ2-32-4 при температуре окружающей среды 20°С и влажности 100% без подогрева через 8 — 10 ч становится ниже нормы (менее 0,5 МОм), а с подогревом — не уменьшается ниже 2 МОм.
Для создания нужного превышения температуры требуется мощность подогрева 5 — 9 Вт на 1 кВт установленной мощности. Меньшее значение относится к двигателям большей мощности (7,5 — 10 кВт), а большее значение — к двигателям меньшей мощности (до 0,8 кВт).
Для защиты изоляции двигателей общего назначения, работающих в атмосфере с повышенной влажностью и агрессивными газами, в НИПТИМЭСХ Северо-Запада разработан метод капсулирования обмоток, заключающийся в герметизации обмоток эпоксидным компаундом. Таким образом, окружающий воздух не оказывает действия на изоляцию. Компаунд состоит из 100 весовых частей эпоксидной смолы ЭД-5, 50 частей отвердителя ММф и 180 — 220 частей наполнителя ПК-3. Перед капсулированием двигатель разбирают и из статора удаляют клинья. Внутрь статора устанавливают форму и помещают его на 3 ч в печь с температурой 80 — 90°С. Затем заливают обмотки компаундом, температура которого не должна превышать 20 — 40°С. После удаления формы из статора электродвигатель можно собирать. Испытания показали, что сопротивление изоляции не уменьшается ниже 500 МОм в среде, содержащей аммиак и водяные пары. Срок службы двигателей общего назначения увеличивается в 3 — 4 раза [10].