Jak zkontrolovat izolační stav vinutí elektromotoru?

Pro elektromotory do 1000 V se používá protokol pro měření izolačního odporu elektrických zařízení, kabelových vedení a elektrických rozvodů do 1000 V.
Doporučuje se provádět měření za následujících podmínek:
v prakticky studeném stavu zkušebního stroje – před zahájením jeho zkoušení podle příslušného programu;
bez ohledu na teplotu vinutí – před a po testování izolace vinutí na elektrickou pevnost vůči tělu stroje a mezi vinutími střídavým napětím.
Měření izolačního odporu vinutí by mělo být provedeno: při jmenovitém napětí vinutí do 500 V včetně pomocí 500 V megaohmmetru; při jmenovitém napětí vinutí nad 500 V použijte megaohmmetr alespoň 1000 V.
Měření izolačního odporu vzhledem k tělu stroje a mezi vinutími by se mělo provádět postupně pro každý obvod, který má samostatné svorky, s elektrickým připojením všech ostatních obvodů k tělu stroje.
Měření izolačního odporu vinutí třífázového proudu těsně spojených do hvězdy nebo trojúhelníku se provádí pro celé vinutí vzhledem k pouzdru.
Izolovaná vinutí a ochranné kondenzátory, jakož i další zařízení trvale připojená k tělu stroje musí být při měření jejich izolačního odporu od těla stroje odpojena.
Měření izolačního odporu vinutí s přímým vodním chlazením by mělo být provedeno pomocí megohmetru s vnitřním stíněním; v tomto případě by měla být megohmetrová svorka připojená k cloně připojena ke sběračům vody, které by neměly mít kovové spojení s externím napájecím systémem vinutí destilátu.
Po dokončení měření izolačního odporu každého obvodu by měl být vybit elektrickým připojením k uzemněnému rámu stroje.
Při použití 2500 V megaohmmetru musí být doba spojení s pouzdrem minimálně 3 minuty bez ohledu na výkon stroje.
Měření izolačního odporu vestavěných odporových tepelných měničů by mělo být provedeno 500 V megaohmmetrem.

Izolační odpor Riz je hlavním ukazatelem izolačního stavu statoru a rotoru elektromotoru.

Příprava měřicího zařízení:
Zkontrolujte úroveň nabití baterie nebo akumulátoru pro megaohmmetr typu MIC-2500.
Nastavte hodnotu zkušebního napětí.
Pokud používáte ukazovací zařízení typu ESO202, nainstalujte jej vodorovně.
Pro ES0202 nastavte požadovaný limit měření, stupnici přístroje a hodnotu zkušebního napětí meggeru.
Zkontrolujte funkčnost megaohmmetru. K tomu je potřeba propojit měřicí sondy k sobě a začít otáčet rukojetí generátoru rychlostí 120-140 ot./min. Jehla nástroje by měla ukazovat „0“. Otevřete měřicí sondy a začněte otáčet rukojetí generátoru rychlostí 120-140 ot./min. Šipka zařízení by měla ukazovat „104 MOhm“.
Před měřením je nutné otevřít vstupní zařízení elektromotoru (bor), otřít izolátory od prachu a nečistot a připojit megaohmmetr.
U motoru, jehož vinutí jsou zapojena do hvězdy nebo trojúhelníku uvnitř krytu, není možné provést borové spojení. V tomto případě je megaohmetr připojen k libovolné svorce statoru elektromotoru a izolační odpor je měřen pro celé vinutí bezprostředně vzhledem k pouzdru.
Pokud je to možné, měří se izolační odpor na elektromotoru pro každou část vinutí zvlášť, přičemž ostatní části vinutí (které se aktuálně nezpracovávají) se zkratují a připojují k zemi.
Při měření izolačního odporu se odečet megaohmmetru provádí každých 15 sekund a výsledkem je odpor napočítaný 60 sekund po zahájení měření.
U elektromotorů se jmenovitým napětím 0,4 kV (elektromotory do 1000 V) je jednominutové měření izolace megaohmetrem 2500 V ekvivalentní vysokonapěťové zkoušce.
U synchronních elektromotorů je při měření izolačního odporu vinutí statoru (vinutí statoru) nutné vinutí rotoru zkratovat a uzemnit. To musí být provedeno, aby se vyloučila možnost poškození izolace rotoru.

© Všechny materiály jsou chráněny autorským zákonem Ruské federace a občanským zákoníkem Ruské federace. Úplné kopírování je bez povolení správy zdrojů zakázáno. Částečné kopírování je povoleno s přímým odkazem na zdroj. Autor článku: tým inženýrů z JSC Energetik

Elektromotory spotřebují více než 70 % veškeré elektrické energie vyrobené na světě a jako součást systémů elektrického pohonu se používají jak v sítích stejnosměrného (nebo usměrněného) napětí, tak v sítích střídavého napětí (jednofázové i třífázové). Elektromotory jsou vysoce spolehlivé a mohou vydržet desítky let, ale to vyžaduje pravidelnou údržbu a plánovanou preventivní údržbu. Jednou z povinných součástí údržby elektropohonů je spolu s údržbou mechanických částí měření izolačního odporu vinutí elektromotoru.

Konstrukce asynchronního elektromotoru

Hlavní konstrukční prvky asynchronního elektromotoru jsou znázorněny na obrázku a nejkritičtější elektrickou částí každého motoru jsou jeho vinutí.

Asynchronní elektromotory jsou v průmyslu nejrozšířenější díky jednoduchosti konstrukce a vysoké spolehlivosti. Stator asynchronního stroje se skládá z pouzdra a jádra, ve kterém je uloženo třífázové vinutí. Jádro statoru je vrstvené, to znamená sestavené z tenkých plechů z elektrooceli. To umožňuje výrazně snížit vířivé proudy indukované v jádře v důsledku vlivu magnetického pole statoru, které rotuje s frekvencí 50 Hz.

Statorové vinutí je uloženo v drážkách jádra a skládá se z vnitřní (štěrbinové) části a vnějších (čelních) částí, které jsou umístěny vně jádra.

Vinutí se skládá ze tří částí odpovídajících fázím a je položeno tak, že všechny tři fáze jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů. To je nutné, aby při průchodu proudu vinutím v nich vzniklo rotující magnetické pole. Když pole protíná otáčky rotoru, indukuje se v nich EMF, v důsledku čehož začne uzavřenými závity rotoru protékat elektrický proud. Proud rotoru vytváří vlastní magnetické pole, které je v záběru s polem statoru, díky čemuž vzniká krouticí moment a rotor se začíná otáčet ve stejném směru jako pole statoru.

Pro každou fázi vinutí existuje několik sekcí. Vinutí jsou vyrobena z izolovaného měděného drátu, jehož průřez určuje výkon stroje a délka z hlediska počtu závitů určuje počet otáček (rychlost). Při navíjení kotvy se vinutí umístí do drážek a vývody vinutí se zasunou do svorkovnice. Vinutí je celkem 6 – tři na začátku a tři na konci. Začátky vinutí jsou připojeny k síti, ve které bude elektrický stroj pracovat, a konce jsou spojeny hvězdou nebo trojúhelníkem přímo ve svorkovnici.

Drát je po položení vinutí potažen lakem. Pak následuje dlouhý proces jeho sušení. Potažení drátu lakem umožňuje elektricky izolovat jednotlivé závity od sebe a zabránit tak vzájemnému zkratu. Kvalita tohoto procesu určuje izolační odpor vinutí jakéhokoli elektromotoru.

Proč je nutné hlídat izolační odpor elektromotorů?

Při provozu elektrických pohonných systémů může dojít ke zhoršení izolačního odporu vinutí vlivem různých faktorů – vnějších vlivů, mechanického poškození, teplotních změn, vlhkosti a agresivních látek obsažených v prostředí. Největší vliv na snížení izolačního odporu vinutí v motorech má přehřívání způsobené přetížením elektrických strojů v důsledku abnormálních provozních podmínek. To může vést ke zkratu vinutí k zemi (k rámu, který je obvykle uzemněn) nebo ke zkratu mezi fázemi, což způsobí selhání motoru.

Měření izolačního odporu motoru

Před uvedením elektropohonu do provozu je nutné před uvedením do provozu změřit izolační odpor elektromotoru. Pokud byl motor odeslán do opravy (běžné nebo větší), nebo za podmínek jeho normálního provozu, při plánovaných kontrolách každé 3 roky, je také sledován stav izolace. Pravidla pro zkoušení elektrických strojů, požadavky na metrologické vlastnosti zařízení, zkušební metody a techniky pro sledování izolačního stavu vinutí jsou upraveny PUE a příslušnými státními normami.

Metody měření izolačního odporu asynchronního elektromotoru

Měření izolačního odporu vinutí elektromotoru v souladu s pravidly pro elektrické instalace se provádí v určitém pořadí pomocí:

• megaohmmetr;
• nepřímá měření pomocí voltmetru-ampérmetru;
• měřící můstek;
• moderní digitální ohmmetr;
• multimetr;
• vysokonapěťový zdroj.

Dále uvažujme, jak měřit izolační odpor vinutí elektromotoru pomocí megaohmmetru, protože se jedná o nejběžnější metodu měření.

Megaohmmetr

Megohmetr (hovorově megometr) je zařízení pro měření vysokých odporů, které se od běžného ohmmetru liší tím, že vysoké napětí je do měřicího obvodu přiváděno přes vestavěný generátor. Často se používají indukční megaohmmetry, jejichž hlavní výhodou je, že není potřeba připojovat se k síti ani vestavěné vysokokapacitní baterie.

U elektromotoru s napětím menším než 660 V, pracujícího v třífázových sítích 380 V, se zkouška provádí pomocí megohmetru s generátorem dodávajícím napětí 1000 V do měřicího obvodu U asynchronního elektromotoru s a napětí vyšší než 660 V, například 6 kV nebo více, napětí generátoru by již mělo být 2500 V.

Před měřením je nutné provést vizuální kontrolu elektrického stroje, zda nedošlo k poškození krytu. Před měřením odporu by měl být motor vysušen a vyčištěn. Jak již bylo zmíněno dříve, ve svorkovnici jsou vinutí zapojena do hvězdy nebo trojúhelníku. Pro měření izolačního odporu vinutí elektromotoru pomocí megohmetru je potřeba jeho měřicí sondy připojit ve dvojicích k počátečním svorkám vinutí, které jsou umístěny ve svorkovnici.

Pokud střídavě připojíte měřicí sondy megaohmmetru ke svorce odpovídající fáze na jedné straně a krytu motoru na straně druhé, zkontroluje se izolační odpor vinutí elektromotoru mezi fází a krytem (zem).

Pro měření se rukojeť generátoru, která je součástí megaohmmetru, otáčí rychlostí asi 120 ot./min. Získané výsledky měření se zaznamenávají 60 sekund poté, co se jehla „uklidní“. Po dokončení měření je nutné vybít měřicí obvod a odstranit náboj nahromaděný po přivedení napětí na generátor megaohmmetru.

Normy izolačního odporu elektromotoru

V závislosti na typu elektromotoru se výrazně liší typ proudu v síti, úroveň napětí a normy izolačního odporu vinutí elektrického stroje. Tato norma odporu stanovuje mezní hodnotu odporu. Pokud hodnota získaná jako výsledek měření překročí normalizovanou hodnotu, znamená to, že další provoz takového elektromotoru není možný.

Normy pro střídavé motory

PUE reguluje, jaký minimální izolační odpor musí mít asynchronní elektromotor, aby mohl být dále provozován bez zastavení z důvodu údržby nebo oprav (plánované, generální opravy). Všechny tyto normy pro teploty 10–30 °C jsou uvedeny v tabulce níže.

Hodnota přípustného izolačního odporu elektromotoru

Elektromotory s napětím do 1000 voltů

Ne méně než 1.0 MOhm

Ne méně než 10 MOhm na každých 1000 voltů napětí (fáze-fáze)