Способ контроля наличия короткозамкнутых витков в катушке индуктивности

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения короткозамкнутых витков в катушках индуктивности различных электротехнических устройств (трансформаторов, электродвигателей и т.п.). Способ заключается в то м, что параллельно катушке индуктивности устанавливают резистор, подают в нее постоянный ток, затем его отключают, интегрируют и регистрируют импульс напряжения, по величине которого судят о наличии или отсутствии короткозамкнутых витков. Данный способ позволяет выявить наличие короткозамкнутых витков в катушках индуктивности различных электротехнических устройств в оперативных условиях без их разборки для определения пригодности устройств к работе. При этом время контроля составляет 1,5-2,0 мин, а точность определения позволяет выявить наличие как "явных", так и "скрытых" короткозамкнутых витков. Техническим результатом данного способа является также безопасность проведения контрольных работ. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения короткозамкнутых витков в катушках индуктивности различных электротехнических устройств, например трансформаторов, электродвигателей и т.п.

Определение наличия короткозамкнутых витков необходимо для оценки работоспособности различных электротехнических устройств, содержащих катушки индуктивности, и установления пригодности их для дальнейшего использования.

Известны (авторские свидетельства NN 1511717, 1449943, 287186, 5979933, МКИ G 01 R 31/02) способы контроля короткозамкнутых витков путем определения омического сопротивления катушек индуктивности, когда измеренное сопротивление сравнивают с заданным. Недостатком их является невозможность определения наличия короткозамкнутых витков при малом их количестве по сравнению с общим числом витков катушки из-за незначительной разницы сопротивлений.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения наличия короткозамкнутых витков путем введения тока в катушку и определения параметра, характеризующего наличие короткозамкнутых витков (Б.П.Асеев, Колебательные цепи, Москва, 1955, стр. 171- 172), который выбран за прототип.

Способ осуществляется следующим образом.

В катушку индуктивности электротехнического устройства, в которой необходимо определить наличие короткозамкнутых витков, подают переменный ток заданной величины, который зависит от конструкции и технических характеристик катушки, затем определяют и регистрируют величину эквивалентного сопротивления, которая пропорциональна числу короткозамкнутых витков.

Недостатком указанного способа являются длительность определения наличия короткозамкнутых витков и малая точность, особенно при наличии "скрытых" короткозамкнутых витков.

Длительное время определения наличия короткозамкнутых витков обусловлено тем, что при использовании способа по прототипу необходимо производить разборку электротехнического устройства, содержащего катушку. Способ по прототипу практически не позволяет также определять наличие "скрытых" короткозамкнутых витков, поскольку при его применении необходимо создавать большие рабочие напряжения, что очень сложно осуществить в конструктивном плане.

Задачей настоящего изобретения является создание способа определения наличия короткозамкнутых витков, обеспечивающего снижение времени и повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что в способе контроля наличия короткозамкнутых витков в катушке индуктивности путем подачи в нее тока заданной величины, определения и регистрации параметра, характеризующего наличие короткозамкнутых витков, параллельно катушке подключают резистор, подают постоянный ток, затем его отключают, интегрируют и регистрируют импульс напряжения, по величине которого судят о наличии или отсутствии короткозамкнутых витков.

При установке резистора его сопротивление R выбирают таким, что R >> R_к, где R_к - активное сопротивление катушки.

При подаче постоянного тока в катушке индуктивности, не имеющей короткозамкнутых витков, накапливается энергия, а при наличии короткозамкнутых витков в ней не происходит накопления энергии, при этом ее индуктивность стремится к нулю и импульс напряжения не генерируется.

Данный способ позволяет определить наличие короткозамкнутых витков в катушках устройств без разборки последних, потому что в этом случае при отключении тока, протекающего через катушку, в ней генерируется импульс напряжения, по величине которого определяют наличие или отсутствие короткозамкнутых витков.

Повышение точности контроля наличия короткозамкнутых витков обеспечивается тем, что сгенерированный импульс напряжения интегрируют, вследствие чего выявляются скрытые короткозамкнутые витки.

Предлагаемый способ прост в применении и не требует использования дополнительной техники и приспособлений, необходимых для разборки электротехнических устройств, вследствие чего значительно повышается безопасность проведения контрольных работ.

Пример осуществления способа.

Параллельно катушке индуктивности трансформатора 3 мощностью 320 кВт устанавливают резистор с сопротивлением 200 Ом (см. фиг. 1 - блок-схема осуществления способа). При замыкании ключа 2 от источника постоянного тока 1 в катушку подают постоянный ток величиной 2 А, затем размыкают ключом 2 цепь и сгенерированный импульс напряжения, равный 400 В, интегрируют интегратором 4 во времени, регистрируют устройством 5 и по его величине, которая в данном случае равна 400 В, определяют наличие короткозамкнутых витков в катушке.

В случае, когда - нет короткозамкнутых витков, максимальное напряжение на интеграторе приблизительно равно напряжению на катушке и составляет около 400 В, - имелись "явные" короткозамкнутые витки, напряжение на интеграторе равнялось нулю; - имелись "скрытые" короткозамкнутые витки, напряжение на интеграторе составляло около 15 В.

Определение наличия короткозамкнутых витков заняло 1,5 - 2,0 мин, тогда как определение по известному способу (прототипу) занимает не менее 3 часов. При этом способ позволяет определить все короткозамкнутые витки, в том числе и "скрытые".

На фиг. 2 показаны временные характеристики при осуществлении данного способа: на графике 1 - ток (J) в катушке, на графике 2 - напряжение (U) на катушке в момент контроля, на графиках 3, 4, 5 - выходные напряжения при отсутствии, наличии "явных" и "скрытых" короткозамкнутых витков.

Данный способ был применен с положительным результатом на предприятии, ремонтирующем трансформаторы. Были проверены трехфазные трансформаторы мощностью от 0,1 до 630 кВт. Полученные результаты были подтверждены последующей разборкой трансформаторов. Способ позволил определить наличие короткозамкнутых витков в конкретной обмотке из 6 имеющихся. Положительные результаты были получены и при проверке электродвигателей, а также отдельных катушек индуктивности.

Таким образом, данный способ позволяет выявлять наличие короткозамкнутых витков в катушках индуктивности различных электротехнических устройств в оперативных условиях без разборки устройств и определять при этом пригодность устройств к дальнейшей работе. При этом значительно снижается время контроля с 3 часов до 1,5-2 минут и повышается точность определения наличия короткозамкнутых витков при обеспечении безопасности проведения контрольных работ.

Формула изобретения

Способ контроля наличия короткозамкнутых витков в катушке индуктивности путем подачи в нее тока заданной величины, определения и регистрации параметра, характеризующего наличие короткозамкнутых витков, отличающийся тем, что параллельно катушке устанавливают резистор, подают в нее постоянный ток, затем его отключают, интегрируют и регистрируют импульс напряжения, по величине которого судят о наличии или отсутствии короткозамкнутых витков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2