Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин

 

Изобретение относится к области электротехники и касается способов электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин при их эксплуатации, а также для предупреждения увлажнения изоляции обмоток электрических машин во время технологической паузы. Сущность изобретения состоит в том, что в процессе электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, а последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное. Каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения. При этом согласно данному изобретению процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте пульсирующего напряжения 1000-1500 Гц в течение 40-60 мин, а второй при частоте пульсирующего напряжения 20-50 Гц в течение 10-60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного. Технический результат от использования данного изобретения состоит в интенсификации процесса электроосмотической сушки путем выбора оптимальных параметров. 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизоляционной технике, и может быть использовано для электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин при их эксплуатации, а также для предупреждения увлажнения изоляции обмоток электрических машин во время технологической паузы.

Известен способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин, при котором прикладывают постоянное и пульсирующее напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения и источника пульсирующего напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу (SU 1566445, кл. H 02 K 15/12, 1990). При этом значение амплитуды пульсирующего напряжения устанавливают равным 25 - 50% максимально допустимого значения напряжения сушки, форму импульсов устанавливают прямоугольной, а частоту 20 - 100 Гц.

Известный способ обеспечивает значительную экономию электроэнергии за счет интенсификации сушки.

Известен способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин, при котором между проводниками обмоток и корпусом прикладывают напряжение, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам и отрицательный полюс источника переменного напряжения, последовательно соединенного с указанным источником, к корпусу, в процессе сушки измеряют сопротивление изоляции, по результатам измерений увеличивают приложенное напряжение до максимально допустимого, увеличивая амплитуду пульсирующего напряжения, и при этом напряжении продолжают процесс сушки до необходимого значения сопротивления изоляции (SU, 1713029, кл. H 02 K 15/12, 1990).

При этом указанное увеличение амплитуды осуществляют в соответствии с нижеприведенной формулой: где U_~i - амплитуда пульсирующего напряжения, В; R_изi - величина сопротивления изоляции при каждом i-м измерении, кОм; U_i - величина приложенного напряжения, соответствующая каждому измеренному сопротивлению изоляции, В; i - число измерений сопротивления изоляции.

Данный способ позволяет интенсифицировать процесс сушки, за счет корреляции текущих значений сопротивления изоляции со значениями приложенного напряжения и амплитуды пульсирующего напряжения.

Известен также способ электроосмотической сушки системы изоляции электрических машин, в котором приложение пульсирующего напряжения осуществляют циклически, при этом перед каждым циклом на постоянном напряжении производят контроль спектра тока, выявляют частоту гармоники, имеющей наибольшую амплитуду, а частоту пульсирующего напряжения устанавливают равной частоте гармоники (SU, 1760606, кл. H 02 K 15/15, 1990).

Известный способ за счет корреляции частоты гармоники, выявленной при контроле спектра тока, с частотой пульсирующего напряжения также позволяет интенсифицировать процесс сушки, а соответственно снизить расход электроэнергии на сушку системы изоляции электрических машин.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле которого прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, при этом каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения (SU, 1619369, кл. H 02 K 15/12, 1991).

При этом уровень пульсирующего напряжения составляет 25 - 50% от максимального, обусловленного исходным сопротивлением влажной изоляции; форма импульса прямоугольная, частота повторения импульсов 10 - 1000 Гц; время каждого цикла 25 - 30 мин, а величина частоты пульсирующего напряжения - 20, 60, 120, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 7000, 10000 Гц.

Способ позволяет путем выбора оптимальных параметров интенсифицировать процесс электроосмотической сушки.

Однако подбор оптимальных параметров сушки с учетом исходного сопротивления влажной изоляции требует временных затрат, что в конечном счете делает способ длительным и трудоемким.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является интенсификация процесса и достижение более высокого уровня сопротивления изоляции.

Этот результат достигается тем, что в способе электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле которого прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, при этом каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения, процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте импульсного напряжения 1000 - 1500 Гц в течение 40 - 60 минут, а второй при частоте импульсного напряжения 20 - 50 Гц в течение 10 - 60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного.

При этом значение амплитуды пульсирующего напряжения устанавливают равным 25 - 50% максимально допустимого значения напряжения сушки; форму импульсов устанавливают прямоугольной.

Известно, что электроосмос - перемещение большого количества влаги по микрокапиллярам под действием внешнего электрического поля.

Исходя из этого следует ожидать, что обезвоживание изоляции должно происходить практически мгновенно, во всяком случае очень быстро.

Однако, изоляция электродвигателя (ЭД) характеризуется сложностью структуры, что обусловливает возникновение явлений абсорбции и под действием электрического поля - абсорбционных токов.

Возникающие междуслойная поляризация и объемные заряды у электродов замедляют процесс электроосмоса и в определенный момент делают его чрезвычайно не эффективным.

Изоляцию статора ЭД можно рассматривать как своего рода конденсатор, обладающий электрической емкостью, индуктивностью и активной составляющей общего сопротивления.

Электроосмос в изоляции электродвигателя сопровождается образованием объемных зарядов в первую очередь за счет слоистости структуры изоляции.

Процесс зарядки реальных конденсаторов заканчивается через 30 - 60 минут. На практике мы также наблюдаем замедление процесса электроосмотической сушки через этот промежуток времени.

Чтобы интенсифицировать процесс сушки, авторы предлагают резко изменить частоты с 1000 - 1500 Гц на 20 - 50 Гц.

На начальной стадии электроосмоса в изоляции необходимо иметь как можно больший ток утечки, это достигается применением f = 1000 - 1500 Гц.

Рассеивание объемных зарядов при f = 20 - 50 Гц позволяет изменить параметры R, L, C изоляции и обеспечивает резонанс в цепи нагрузки и позволяет ускорить процесс электроосмоса.

Предложенная последовательность операций предлагаемого способа приводит к увеличению подвижности и проникающей способности молекул воды при их направленном движении в сторону отрицательного электрода за счет устранения междуслойной поляризации и разрушения объемных зарядов у электродов, что позволяет интенсифицировать процесс электроосмотической сушки.

Заявленный способ реализован на асинхронном ЭД мощностью 1,1 кВт (только статор) и на асинхронном ЭД мощностью 22 кВт (в сборке), установленных в камере влажности со 100-процентной относительной влажностью воздуха.

Процесс электроосмотической сушки продолжают до достижения допустимого нормами значения сопротивления изоляции.

В таблице представлены технические параметры осуществленного способа, исходное сопротивление изоляции и достигнутый уровень изоляции, позволяющий включение ЭД в сеть.

Испытания предложенного способа подтверждают его эффективность, как в сборном, так и разобранном состоянии электродвигателя.

Формула изобретения

Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле которого прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, при этом каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения, отличающийся тем, что процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте пульсирующего напряжения 1000-1500 Гц в течение 40-60 мин, а второй при частоте пульсирующего напряжения 20-50 Гц в течение 10-60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного.

РИСУНКИ

Рисунок 1