Устройство для обнаружения замыканий при испытании изоляции обмоток электрических машин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАМЫКАНИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее измерительный датчик, постоян ный резистор, первый конденсатор, соединенный первым выводом с общей шиной устройства, второй конденсато соединенный первым выводом с первым входом индикатора, соединенного вто рым входом с общей шиной устройства переменный резистор, соединенный первым выводом с первым выводом индуктора , генератор импульсов, соединенный первым выходом с общей шин Фиг.1 устройства и с первым выводом индуктора о.тличающёеся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, в него введены высокочастотный трансформатор и третий конденсатор, причем, первьй вывод постоянного резистора соединен с первым входом индикатора и с первым выводом вторичной обмотки высокочастотного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторыми выводами первого конденсатора, второго конденсатора , постоянного резистора и с первым выводом измерительного датчика , соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, с первыми выводами третьего конденсатора и первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с вторым выводом третьего конденсатора и с вторым выводом переменного резистора, соединенного третьимвыводом с первым выводом индуктора и с вторым выходом генератора импульсов.

COl03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

3 511 G 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

""С =О ВЖР""

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д ""-"" = . ц ! Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3602819/18-21 (22) 09.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) В.С. Чмищенко к A.À . Барамзин (53) 621.313.799:3.042.21(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 174708, кл. С 01 R 31/06, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

У 721776, кл. G 01 R 31/02, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ЗАМЫКАНИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ ИЗОЛЯЦИИ

ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее измерительный датчик, постоянный резистор, первый конденсатор, соединенный первым выводом с общей шиной устройства, второй конденсатор, соединенный первым выводом с первым входом индикатора, соединенного вторым входом с общей шиной устройства, переменный резистор, соединенный первым выводом с первым выводом индуктора, генератор импульсов, соединенный первым выходом с общей шиной устройства и с первым выводом индуктора, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, в него введены высокочастотный трансформатор и третий конденсатор, причем, первый вывод постоянного резистора соединен с первым входом индикатора и с первым выводом вторичной обмотки высокочастотного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторыми выводами первого конденсатора, второго конденсатора, постоянного резистора и с первым выводом измерительного датчика, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, с первыми вы- а водами третьего конденсатора и первинной обмотки трансформатора, второй вывод которой соадинан с вторым вь С водом третьего конденсатора и с вторым выводом переменного резистора, соединенного третьим выводом с первым выводом индуктора и с вторым выходом генератора импульсов.

1114988

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов изоляции при испытании обмоток электрических машин.. 5

Известно устройство для испытания витковой изоляции якорей электрических машин, содержащее индуктор, под- ключенный к импульсному генератору, и датчик, соединенный с индикатором (12.

Однако данное устройство имеет низкую чувствительность к малым витковым замыканиям в якорях микромашин из-эа высокого уровня помех 15 и повышенные энергетические затраты для создания необходимых испытательных напряжений, Наиболее близким к изобретению является устройство для обнаружения 20 замыканий при испытании изоляции обмоток электрических машин, содержащее измерительный датчик, постоянный резистор, первый конденсатор, сое диненный первым выводом с общей шиной25 устройства, второй конденсатор, соединенный первым выводом с первым входом индикатора, соединенного вторым входом с общей шиной устройства, переменный резистор, соединенный 50 первым выводом с первым выводом индуктора, генератор импульсов, соединенный первым выходом с общей шиной устройства и с первым выводом индуктора, и фильтр (21.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнаружения замыканий при испытании изоляции обмо- 40 ток электрических машин, содержащее измерительный датчик, постоянный резистор, первый конденсатор, соединенный первым выводом с общей шиной устройства, второй конденсатор, сое- 45 диненный первым выводом с первым входом индикатора, соединенного вторым входом с общей шиной устройства, переменный резистор, соединенный первым выводом с первым выводом ин- 50 дуктора, генератор импульсов, соединенный первым выходом с общей шиной

Устройства и с первым выводом индуктора, введены высокочастотный трансформатор и третий конденсатор, причем 55 первый вывод постоянного резистора соединен с первым входом индикатора и с первым выводом вторичной обмотки высокочастотного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторыми выводами первого конденсатора, второго конденсатора, постоянного резистора и с первым выводом измерительного датчика, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, с первыми выводами третьего конденсатора и первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой сое-, динен с вторым выводом третьего конденсатора и с вторым выводом переменного резистора, соединенного третьим выводом с первым выводом индуктора и с вторым выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - амплитуда (е) сигналов измерительного датчика при испытаниях соответственно годного и дефектного якорей на первой „, третьей 3 1п и пятой 5 „ гармониках.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, индуктор 2, первый конденсатор 3, переменный резистор 4, третий конденсатор 5, высокочастотный трансформатор 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, индикатор 9, второй конденсатор 10, постоянный резистор 11, измерительный датчик 12.

Индуктор 2 и датчик 12 расположены над пазами испытуемого якоря 13.

Первый вывод первого конденсатора 3 соединен с общей шиной устройства, первый вывод второго конденсатора 10 соединен с первым входом индикатора

9, соединенного вторым входом с общей шиной устройства, первый вывод переменного резистора 4 соединен с первым выводом индуктора 2, первый выход генератора 1 импульсов соединен с общей шиной устройства и с первым выводом индуктора 2. Первый вывод постоянного резистора 11 соединен с первым входом индикатора 9 и с первым выводом вторичной обмотки 8 высокочастотного трансформатора 6, второй вывод которой соединен с вторыми выводами первого конденсатора 3, второго конденсатора 19, постоянного резистора 11 и с первым выводом измерительного датчика 12, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, с первыми выводами третьего конденсатора 5 и первичной обмотки 7 трансформатора 6, второй вывод которой соединен с вторым выводом пез 1114 ременного резистора 4, соединенного третьим выводом с первым выводом индуктора 2 и с вторым выходом генератора 1 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Для испытания якорь .13 устанавливают между близко расположенными индуктором 2 и датчиком 12, разделенными электромагнитными экранами, и 50 вращают с постоянной скоростью.

С помощью индуктора 2, питаемого от генератора 1, вырабатывающего высокочастотные прямоугольные импульсы, создают периодические импульсы маг- 15 нитного поля с крутыми фронтами нарастания и спадания потока частотой

4=3 оэп f oýî первая р частота обмотки якоря 13), которые 20 пронизывают обмотку испытуемого якоря 13. Во время вращения в катушках якоря 13 последовательно трансформируется ЗДС, содержащая нечетные гар,моники, которая в различных областях 25 частот возбуждает в обмотке якоря 13 разные по характеру высокочастотные процессы.

В предрезонансной области первые гармоники ЗДС и тока, совпадающие по частоте с первой гармоникой напряжения генератора 1, имеют в возбуждаемых катушках малые значения и создают в годном якоре 13 небольшой уровень первой гармоники поля.

В резонансных областях третья и пятая гармоники ЗДС трансформации возбуждают в обмотке якоря 13 устойчивые резонансные процессы, создающие в ней соответствующие гармоники 40 повышенных напряжений (межвитковых и межсекционных), токов и поля. Напряженность собственного поля годного якоря определяется третьей и пятой гармониками f„, значительно превыша- 45 ющнми первую иэ них.

В обмотках некачественного якоря

13 повышенные за счет резонансов напряжения способствуют улучшению за.мыканий и их развитию при пробоях 50 в микропромежутках между проводниками с поврежденной изоляцией или заусенцами на соседних ламелях коллектора. Под воздействием импульсного поля индуктора 2 и возникающих ко- 55 роткоэамкнутых контурах появляются ток и поле, содержащие первую, третью, пятую и другие нечетные гармо988 4 ники. Первая гармоника поля коротко замкнутых витков или секций превышает соответствующую гармонику собственного поля якоря 13, что вызывает в зонах над пазами якоря с дефектной катушкой усиление первой гармоники

его поля, возрастающей с увеличением числа замкнутых витков в катушке.

Остальные гармоники их поля, например третья, пятая, наоборот уменьшают соответствующие гармоники собственного поля якоря 13 вплоть до их полного ослабления при крупных замыканиях, когда резонансные процессы в обмотке дефектного якоря полност"ю подавляются.

При подготовке устройства к работе проводят испытания годного якоря

13. В датчике 12 появляется сложный сигнал помехи, по мощности превышающей полезные сигналы. Его спектр содержит гармоники ЗДС,.индуктированные импульсным полем рассеяния.индуктора 2 и собственным полем якоря 13, и затухающих напряжений собственной частоты датчика 12, возникающих в результате ударного воздействия на

его обмотку импульсов поля якоря 13.

С помощью резонансного контура, j образованного датчиком 12 и конденсатором 3, иэ этого сигнала выделяют первую гармонику, подавляя остальные мешающие гармоники,что исключает влияние помех на результат контроля.

Одновременно с помощью резонансного контура, образованного первичной обмоткой 7 трансформатора 6 и конденсатором 5, иэ поступающего от генератора 1 импульсного напряжения, регулируемого по амплитуде переменным резистором 4, выделяют первую гармонику, которую после трансформации в трансформаторе 6 и дополнительной амплитудно-фазовой подстройки в корректирующей цепи, образованной резистором 11 и конденсатором 10, устанавливают равной по амплитуде и противоположной по фазе первой гармонике контролируемого сигнала.

В результате их взаимной компенсации показания индикатора 9 практически отсутствуют, что свидетельствует о годности обмотки эталонного якоря 13.

При испытании дефектного якоря,13 характер сигнала в датчике 12 изменяется в соответствии с изменениями его поля.

1114988 е

lardy

/ao

100

Ял 5f юг. Г

Составитель В. Дворкин

Редактор И. Шулла Техред M .Кузьма

Корректор В. Бутяга

Заказ 6764/32 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

По информативным гармоническим составляющим сигналов измерительного датчика 12, отражающим изменения напряженности поля в зонах над контролируемыми пазами качественного и 5 дефектного якорей, видно (фиг. 2 и 3), что при малых замыканиях амплитуда (e) первой гармоники сигнала увеличивается в 2-2,5 раза, амплитуды третьей и пятой гармоник уменьшаются в 1 2-1,3 раза по сравнению с амплитудами соответствующих гармоник в сигналах, характерных для качественных якорей.

По сравнению с другими первая rap- >S моника сигнала датчика 12 является более информативной и чувствительной к замыканиям в обмотке якоря.

После частотной селекции из полученного сигнала датчика 12 первой информативной гармоники и устранения ее начального уровня соотношение,между амплитудами полезного и мешающего сигналов, контролируемых индикатором

9, возрастает до значений 10-12, что значительно выше, чем в известном устройстве.

Ввиду высокой чувствительности устройства по показаниям индикатора

9 определяют наличие в дефектном яко-30 ре не только малых и крупных металлических замыканий, но и различных замыканий через повышенные переходные сопротивления в местах касания, участков проводников с поврежденной изоляцией или в микропромежутках между ними. Оптимальный выбор частоты воздействующего импульсного поля и использование его высших нечетных гармоник, возбуждающих в обмотках якорей устойчивые резонансные процессы, позволяют создавать в них необходимые повьш енные испытательные напряжения с наименьшими энергетическими затратами.

Контроль дефектов по значениям низшей нечетной гармоники поля якоря (с учетом ее начального уровня) повышает чувствительность устройства к замыканиям в многосекционных обмотках якорей микромашин и, следо" вательно, достоверность результатов испытаний, Таким образом, использование резонансных контуров, образованных конденсаторами и первичной и вторичной обмотками трансформатора, позволяет осуществить более полйую компенсацию помех на эталонном якоре, а также увеличить амплитуду полезного сигнала (о дефекте) при испытании дефектного якоря, что повышает досто верность результатов испытаний.