Сушка электрических машин

Сушка электрических машин

Общие положения. При эксплуатации, транспортировке и хранении изоляционные конструкции электрических машин подвергаются воздействию окружающей среды и увлажняются. Попадание влаги в обмотку приводит к ухудшению диэлектрических характеристик изоляции и преждевременному выходу электрической машины из строя.

Степень увлажнения обмоток электрических машин напряжением до 500 В следует контролировать по изменению сопротивления изоляции . Сопротивление изоляции измеряют мегомметром напряжением 500...1000 В между фазами и между фазами и корпусом. 
Согласно ГОСТ 183—74, сопротивление (МОм) изоляции обмоток при температуре +75°С должно быть не ниже

где —номинальное напряжение машины, В; —номинальная мощность машины, кВт.

Если перед пуском сопротивление изоляции обмоток окажется ниже нормированного, то машину следует подсушить. Существует несколько способов сушки:

• конвективная (в сушильных шкафах);
• токовая;
• потерями в стали статора и др.

В процессе сушки обмоток любым способом необходимо контролировать температуру сушки и сопротивление изоляции. При этом температура должна быть не выше предельно допустимой для данного класса нагревостойкости.

В первый период сушки сопротивление изоляции обмоток несколько снижается, если изоляция была увлажнена. Затем когда начинается удаление влаги из изоляции, сопротивление возрастает и при достижении равновесной влажности стабилизируется. Изменение температуры и сопротивления изоляции увлажненной обмотки при сушке показано на  рисунке 20.1. Сушка считается оконченной, если значение сопротивления изоляции остается неизменным в течение 1.. .2 ч.

Рис. 20.1 Изменение температуры и сопротивления изоляции обмоток электрических машинпри сушке.

 

Если обмотка электрической машины сильно увлажнена и сопротивление изоляции после сушки остается ниже нормы, следует провести циклическую сушку. В этом случае процесс сушки складывается из периодических нагреваний и охлаждений обмотки. При охлаждении обмотки влага переходит от более нагретых внутренних участков к поверхности и процесс сушки ускоряется.

Конвективный способ сушки. Эту сушку осуществляют в специальных сушильных шкафах. В качестве источников тепла используют пар, электроэнергию или газ. Во всех случаях теплоносителем является нагретый воздух. При этом способе сушки тепло передается от статора к обмотке, поэтому наружные ее слои высыхают быстрее, чем внутренние. Для более равномерного удаления влаги из изоляции следует температуру в сушильном шкафу поднимать постепенно.

Токовый способ сушки. Он заключается в пропускании по обмоткам электрического тока пониженного напряжения (15... 20%) . Значение напряжения питания зависит от схемы соединения обмоток. При этом тепло генерируется непосредственно в проводниках обмотки и влага первоначально удаляется из центра изоляционной конструкции. Сушке может быть подвергнута собранная машина или один статор. Источник питания может быть как постоянного, так и переменного тока. При сушке переменным током тепло дополнительно выделяется в стали статора за счет потоков рассеяния.

Токовую сушку можно вести однофазным или трехфазным током. Одна из схем соединения обмоток статора асинхронного двигателя при сушке приведена на рисунке 20.2.

Токовый метод значительно сокращает продолжительность сушки по сравнению с конвективным.

Сушка способом индукционных потерь (потерями в стали статора). При этом способе машину нагревают индукционными токами, возникающими при пропускании переменного тока по специальной намагничиваю- 
щей обмотке, намотанной на статор. Намагничивающую обмотку выполняют изолированным проводом и для регулирования температуры нагрева секционируют. 
Схема сушки статора приведена на рисунке 20.3. Число витков намагничивающей обмотки:

 

Здесь — напряжение источника питании. В; — частота, Гц; — 
магнитная индукции в спинке статора, — площадь  поперечного сечения спинки статора, м2.

 

Где - коэффициент заполнения пакета сталью; - полная длина сердечника, м;  - число и ширина вентиляционных каналов; - высота спинки статора, м.

 

 

Рис. 20.2 Схема токовой сушки изоляции обмоток электрических машин:

1 – обмотка; 2 – потенциал  – регулятор.

 

 

Рис. 20.3. Схема сушки изоляции обмоток электрических машин потерями в стали: 1 – статор машины; 2 – намагничивающая обмотка.

 

Ток в намагничивающей обмотке определяют по формуле:

 

 

Здесь Н — напряженность стали при максимальной магнитной индукции, А/м (табл. 20.1); D0— средний диаметр, соответствующий середине спинки статора, м,

 
где Den— внешний диаметр активной стали, м.

 

 

 

 

Т а 6 л и ц а 20.1

Индукция, В, Т	Напряженность Н (А/м) электротехнических сталей марок
	Э11…Э13	Э41…Э43
0,5	225	280
0,6	287	331
0,7	319	382
0,8	334	445
1,0	382	554

 

 

Мощность сушки (Вт)

 

где —удельные потери в стали статора на 1 кг стали, Вт/кг; — масса активной стали статора без зубцового слоя, кг,

Индукция, В, Т	Значение удельных потерь в стали Вт/кг
0,5	0,55
0,6	0,79
0,7	1,1
0,8	1,4
1,0	2,2

 

 

В первый момент сушки для ускорения разогрева статора нужно увеличивать индукцию до 0,7 ... 0,9 Т, а затем при достижении необходимой температуры переключением на большее число витков уменьшить ее до 0,4 ... 0,5 Т.