如何通過電阻來判斷交流電機繞組的溫度

電機預熱測試期間的繞組溫度測量

繞組的溫度通過測試電機的加熱來確定。進行發熱測試以確定額定負載下電機繞組或部件相對於冷卻介質溫度的絕對溫度或溫升。用於電機構造的電絕緣材料會老化並逐漸失去其電氣和機械強度。這種老化的速度主要取決於絕緣工作的溫度。

大量實驗表明,如果絕緣的工作溫度比給定耐熱等級的極限高 6-8°C,則絕緣的耐久性(使用壽命)會減少一半。

GOST 8865-93 確定了以下電絕緣材料的耐熱等級及其特性極限溫度:

耐熱等級——Y A E B F H C 極限溫度分別為——90、105、120、130、155、180、超過180克。小號

如何通過電阻來判斷交流電機繞組的溫度加熱測試可以在直接負載和間接負載(鐵芯損耗加熱)下進行。它們在負載幾乎不變的情況下進行到設定的溫度。考慮穩態溫度,其在 1 小時內的變化不超過:1 °C。

作為加熱測試中的負載,使用了各種設備,其中最簡單的是各種制動器(制動器、制動器等),以及由變阻器運行的發電機提供的負載。

在加熱測試期間,不僅要確定絕對溫度,還要確定繞組高於冷卻介質溫度的溫升。

表2 發動機部件的最大允許溫升

電動機零件

最大允許預升溫,°C,帶絕緣材料耐熱等級

測溫方式

 

 

A

V

F

H

 

電機變繞組電流5000kV-A及以上或鐮刀房長度1m及以上

60

70

80

100

125

由凹槽佈置的檢測器中的電阻或溫度

相同但小於 5000 kV A 或 s 芯長 1m 及以上

50*

65*

70**

85**

105***

溫度計或組合

異步轉子電機的桿狀繞組

65

80

90

110

135

溫度計或組合

滑環

60

70

80

90

110

揚聲器中的溫度計或溫度

鐵芯和其他鋼件、接觸線圈

60

75

80

110

125

溫度計

相同,無觸點與繞組分離

這些部件的溫升不得超過可能對絕緣材料或其他相關材料造成損壞的值

* 用電阻法測量時,允許溫度升高 10°C。 ** 相同,在 15°C 時。 *** 相同,在 20°C 時。

從表中可以看出,GOST提供了不同的溫度測量方法,這取決於具體的條件和被測機器的部件。

溫度計法用於確定應用點的表面溫度。 (外殼表面、軸承、繞組)、環境溫度和進出電機的空氣。使用水銀和酒精溫度計。在強交變磁場附近只能使用酒精溫度計,因為它們含有水銀 感應渦流測量結果失真。為了更好地將熱量從節點傳遞到溫度計,後者的罐用箔包裹,然後壓在加熱的節點上。為了溫度計的隔熱,在箔片上塗上一層脫脂棉或毛氈,這樣箔片就不會落入溫度計和發動機加熱部分之間的空間。

測量冷卻介質的溫度時,溫度計必須放在一個封閉的金屬杯中,裡面裝滿油,並保護溫度計免受周圍熱源和機器本身發出的輻射熱以及意外氣流的影響。

當測量外部冷卻介質的溫度時,幾個溫度計位於被檢機器周圍的不同點,高度等於機器高度的一半,距離機器 1-2 m。這些溫度計讀數的算術平均值即為冷卻介質的溫度。

廣泛用於測量溫度的熱電偶方法主要用於交流電機廣泛用於溫度測量的熱電偶方法主要用於交流電機。熱電偶放置在線圈層與槽底部的縫隙中,以及其他難以到達的地方。

為了測量電機中的溫度,通常使用由銅和康銅線組成的直徑約為 0.5 毫米的銅-康銅熱電偶。在一對中,熱電偶的末端焊接在一起。接點通常放置在需要測量溫度的地方(“熱接點”),第二對端直接連接到靈敏毫伏表的接線端 內阻高… 在康銅線的未加熱端與銅線連接的點(在測量裝置的端子或轉換端子處),形成所謂的熱電偶“冷端”。

在兩種金屬(康銅和銅)的接觸表面上,會出現與接觸點溫度成正比的 EMF,在康銅上形成負號,在銅上形成正號。 EMF 出現在熱電偶的“熱”和“冷”連接處。但是,由於結點的溫度不同,那麼EMF值也不同,而且由於在熱電偶和測量裝置形成的電路中,這些EMF是相互指向的,所以毫伏表總是測量EMF的差異對應於溫差的“熱”和“冷”接點。

實驗發現,銅-康銅熱電偶的 EMF 為 0.0416 mV 每 1°C 的“熱”和“冷”接點之間的溫差。因此,毫伏表的刻度可以用攝氏度來校準。由於熱電偶僅記錄溫差,要確定絕對“熱”結溫度,請將用溫度計測得的“冷”結溫度加到熱電偶讀數上。

電阻法——根據繞組的直流電阻確定繞組的溫度通常用於測量繞組的溫度。該方法基於眾所周知的金屬電阻隨溫度變化的特性。

為了確定溫升,在冷態和熱態下測量線圈的電阻並進行計算。

應該牢記的是,從發動機關閉的那一刻到開始測量,一段時間過去了,在此期間線圈有時間冷卻。因此,為了正確確定停機時繞組的溫度,即在發動機的運行狀態下,在關閉機器後,如果可能的話,定期(根據秒錶),進行多次測量.這些間隔不應超過從關機時刻到第一次測量的時間。然後通過繪製 R = f (t) 來推斷測量結果。

繞組電阻的測量採用電流表-電壓表法。對於功率高達 10 kW 的機器,在發動機關閉後 1 分鐘內進行第一次測量,對於功率為 10-100 kW 的機器,在 1.5 分鐘後進行,在 2 分鐘後,對於功率為功率超過 100 kW。

如果第一次電阻測量距離斷開時刻不超過 15 - 20,則前三個測量值中的最大值作為電阻。如果在關閉機器後超過 20 秒進行第一次測量,則設置冷卻修正。為此,進行 6-8 次電阻測量並繪製冷卻過程中電阻變化的圖表。在縱坐標軸上繪製了相應的測量電阻,在橫坐標上是從電動機關閉到第一次測量所經過的時間(完全按比例),測量之間的間隔和圖中所示的曲線作為實線。然後這條曲線繼續向左,保持其變化的性質,直到它與 y 軸相交(如虛線所示)。從與虛線的交點開始沿縱軸的線段以足夠的精度確定熱態下電機繞組的期望電阻。

安裝在工業企業中的電機的主要術語包括 A 類和 B 類絕緣材料。例如,如果採用B級雲母基材料對槽進行絕緣,並用A級絕緣棉繞製PBB線,則電機屬於耐熱級。到 A 類。如果冷卻介質的溫度低於 40°C(表中給出了標準),那麼對於所有絕緣等級,允許的溫度升高可以增加與溫度相同的度數冷卻介質低於 40 °C,但不超過 10 °C。如果冷卻介質的溫度為 40 — 45 °C,則表中所示的最大允許溫度升高對於所有類別的絕緣材料都減少 5 °C,冷卻介質溫度為 45-50°C — 10°C。冷卻介質的溫度通常取周圍空氣的溫度。

對於電壓不超過 1500 V 的封閉式電機,功率小於 5000 kW 或鐵芯長度小於 1 m 的電動機定子繞組的最大允許溫升,以及來自用電阻法測量溫度的棒轉子可升高5°C。當用電阻法測量繞組溫度時,確定繞組的平均溫度。實際上,當發動機運轉時,各個繞組區域往往具有不同的溫度。因此,決定絕緣耐久性的繞組最高溫度總是略高於平均值。

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