СПОСОБ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОЙ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2001 года по МПК H02K15/12 H02K15/00 

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 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 дополнительно прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, устанавливая значение амплитуды пульсирующего напряжения 25-50% минимально допустимого значения и прямоугольную форму импульсов (SU 1619369, кл. H 02 K 15/12, 07.01.91).

При этом сушку осуществляют циклами продолжительностью 25-30 мин, а в начале каждого цикла изменяют частоту приложенного пульсирующего напряжения, при каждой частоте измеряют ток между обмоткой и корпусом и производят сушку в указанном цикле при частоте, соответствующей максимуму тока.

В известном способе путем изменения частоты и выбора оптимальных параметров интенсифицируют процесс электроосмотической сушки.

Однако подбор оптимальных параметров сушки с учетом исходного сопротивления влажной изоляции для достижения на обмотке импульсов тока с крутым фронтом требует временных затрат, что в конечном счете делает способ длительным и трудоемким.

Известен способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем наложения на постоянное электрическое поле пульсирующего напряжения той же полярности, представляющее собой последовательность пачек импульсов (RU 94012968, кл. H 02 K 15/12, 10.12.95). При этом для создания необходимого диапазона пульсирующего напряжения изменяют как период следования пачек импульсов, так и частоту заполнения импульсов в пачке. Получая таким образом необходимый спектр пульсирующего напряжения, который перекрывает спектр тока электроосмоса, что приводит к более интенсивному разрушению ионных оболочек молекул воды, что увеличивает подвижность последних при их направленном движении в сторону минуса.

Однако и в данном способе достигнуть на обмотке импульсов тока с крутым фронтом невозможно, а следовательно, процесс сушки остается достаточно длительным процессом.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем подключения источников постоянного и пульсирующего напряжения между проводниками обмоток и корпусом машины и создания постоянного напряжения и пульсирующего напряжения с прямоугольной формой импульсов и той же полярностью, что и постоянное напряжение (SU 1566445, кл. H 02 K 15/12, 23.05.90).

При этом положительный полюс источника постоянного напряжения и источника пульсирующего напряжения подключают к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, а значение амплитуды пульсирующего напряжения устанавливают равным 25-50% максимально допустимого значения напряжения сушки и форму импульсов устанавливают прямоугольной.

Известный способ обеспечивает значительную экономию электроэнергии за счет интенсификации сушки. Однако и в данном способе достигнуть на обмотке импульсов тока с крутым фронтом не удается.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является получение лучших показателей сушки за счет достижения резонанса напряжений, позволяющего получать на обмотке импульсов тока с крутым фронтом максимально приближенном к прямоугольной форме.

Этот результат достигается тем, что в способе электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем подключения источников постоянного и пульсирующего напряжений между проводниками обмоток и корпусом машины и создания постоянного напряжения и пульсирующего напряжения с прямоугольной формой импульсов и той же полярностью, что и постоянное напряжение, дополнительно подключают индуктивность последовательно источникам напряжения, при этом изменяют значения индуктивности до придания прямоугольной формы импульсам пульсирующего напряжения непосредственно на изоляции обмоток электрической машины.

При этом положительный полюс источника постоянного напряжения и источника пульсирующего напряжения подключают к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу.

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

Учитывая, что изоляция электродвигателей характеризуется сложной структурой, которая обеспечивает возникновение объемных зарядов при электроосмосе, необходимо через некоторое время, когда наблюдается замедление процесса электроосмотической сушки, интенсифицировать процесс сушки.

Авторы предлагают интенсифицировать процесс сушки за счет создания резонанса в цепи нагрузки за счет подключения индуктивности и разрушения объемных электрических зарядов, возникающих на границах раздела изоляционной системы электродвигателя, что в свою очередь обеспечивает более быстрое перемещение влаги по капиллярам.

Изменение значений индуктивности позволяет изменять величину индуктивного сопротивления и добиваться его равенства с емкостным сопротивлением, которым является изоляция электродвигателя. В процессе электроосмотической сушки резонанс возникает на очень короткое время, исчисляемое микросекундами, ввиду того, что емкостное сопротивление в процессе сушки непрерывно изменяется. Моменту резонанса, т.е. появлению чисто активного сопротивления в цепи, соответствует прямоугольный характер импульсов напряжения на экране осциллографа, подключенного к нагрузке.

Контролировать изменение сопротивления изоляции ЭД удобнее по изменению осциллограммы тока в цепи. Известно, что в электрической цепи, в которую включен ЭД с очень влажной изоляцией, осциллограмма тока показывает наличие гармоник с большой амплитудой. По мере обезвоживания, выбросы тока становятся все слабее и величина тока электроосмоса уменьшается. Это свидетельствует о росте сопротивления изоляции.

Резонанс напряжений на электрической емкости изоляции электрической машины и катушке индуктивности достигают изменением значений индуктивности как в сторону увеличения индуктивности от начального значения, так и в сторону ее уменьшения от начального значения индуктивности до достижения импульсами пульсирующего напряжения прямоугольной формы на изоляции обмоток электрической машины непосредственно. Контроль за появлением импульсов прямоугольной формы осуществляют на осциллографе, включенном между обмотками и корпусом электродвигателя.

Заявленный способ реализован на асинхронном ЭД мощностью 1,1 кВт и 2,2 кВт, а также на трансформаторах мощностью ТС-630 и ТС-800.

Технологические параметры предложенного способа электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин (примеры 1-4) представлены в таблице.

Процесс электроосмотической сушки продолжают до достижения допустимого норматива значения сопротивления изоляции. Согласно нормам минимально допустимое R_из. для включения ЭД в сеть должно быть не менее 500 кОм.

Таким образом, в таблице 1 представлены технические параметры осуществления предложенного способа, исходное сопротивление изоляции электрических машин (ЭД, трансформатор) и достигнутый уровень сопротивления изоляции, позволяющий включать ЭД в сеть.

Анализ таблицы показывает, что предлагаемый способ сушки за счет достижения резонанса напряжений, позволяющего получать на обмотке импульсы тока с крутым фронтом, максимально приближенным к прямоугольной форме, позволяет получить лучшие показатели сушки, а именно достигнуть нормативное значение сопротивления изоляции, необходимое для включения ЭД в сеть, за время вдвое меньше, чем по способу-прототипу (пример 1 - время сушки 35 мин; пример 5 (прототип) - время сушки 65 мин.).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при электроосмотической сушке изоляции обмоток электрических машин при их эксплуатации, а также для предупреждения увлажнения изоляции обмоток электрических машин во время технологической паузы. Сущность изобретения состоит в следующем. В способе электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем подключения источников постоянного и пульсирующего напряжений между проводниками обмоток и корпусом машины, создания постоянного напряжения и пульсирующего напряжения с прямоугольной формой импульсов и той же полярностью, что и постоянное напряжение, согласно изобретению, дополнительно подключают индуктивность последовательно источникам напряжения. При этом изменяют значения индуктивности до придания прямоугольной формы импульсам пульсирующего напряжения непосредственно на изоляции обмоток электрической машины. Технический результат от использования данного изобретения состоит в уменьшении времени сушки за счет достижения резонанса напряжений, позволяющего получить на обмотке импульсы тока с крутым фронтом. 1 табл.

Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем подключения источников постоянного и пульсирующего напряжений между проводниками обмоток и корпусом машины и создания постоянного напряжения и пульсирующего напряжения с прямоугольной формой импульсов и той же полярностью, что и постоянное напряжение, при этом положительный полюс источника постоянного напряжения и источника пульсирующего напряжения подключают к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу машины, отличающийся тем, что подключают индуктивность последовательно источникам постоянного и пульсирующего напряжений и изменяют значения индуктивности до придания прямоугольной формы импульсам пульсирующего напряжения непосредственно на изоляции обмоток электрической машины.