RU174465U1 - Устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области технической диагностики электрических машин и предназначена для диагностики состояния изоляции статорных обмоток электродвигателей и обмоток возбуждения электрических машин (ЭМ), в частности межвитковой и «корпусной» изоляции. Устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин содержит источник питания, измерительный прибор, соединенный с амплитудным детектором, конденсатор, зарядную цепочку из первого резистора и первого диода, которая соединена с плюсом источника питания, минус которого соединен с первой обкладкой конденсатора и с первым входом амплитудного детектора, а источником питания является генератор одиночных высоковольтных импульсов. Дополнительно введены второй диод, который соединен встречно с первым диодом, ключ, соединенный с третьим резистором, и третий диод, анод которого соединен с катодом первого диода, а катод является первым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к первому входу токоведущих элементов электрических машин. Первая обкладка конденсатора соединена с ключом и является вторым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к второму входу токоведущих элементов электрических машин. Выход третьего резистора является третьим выходом устройства, который предназначен для подключения к корпусу электрических машин. Техническим результатом является повышение оперативности, упрощение диагностирования изоляции обмоток электрических машин. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области технической диагностики электрических машин и предназначена для диагностики состояния изоляции статорных обмоток электродвигателей и обмоток возбуждения электрических машин (ЭМ), в частности межвитковой и «корпусной» изоляции.

Известно решение по а.с. СССР №1255965 «Устройство для контроля межвитковой изоляции обмоток электрических машин». Это устройство содержит соединенные последовательно источник переменного тока, контролируемую обмотку, диод, два балластных резистора, а также подключенные параллельно к соответствующему балластному резистору генератор импульсов и пороговый блок.

Недостатком этого устройства является низкая достоверность результатов измерения, обусловленная наличием балластных резисторов, ограничивающих ток намагничивания в контролируемой обмотке до значения, далекого от реального рабочего режима.

Известно решение по патенту РФ №2426139, заявл. 28.04.2010, где описано Устройство для контроля межвитковой изоляции обмоток», содержащее генератор импульсов, пороговый блок, диод, резисторы, источник постоянного тока, соединенный с емкостным накопителем, выход которого через ключ соединен с диагностируемой обмоткой, параллельно которой в прямом и обратном направлении через соответствующие диоды подключены интегрирующие цепочки, выходы которых подсоединены ко входам порогового блока, например, компаратора, выход которого соединен с индикатором, а управляющий вход ключа соединен с генератором импульсов. Это устройство повышает достоверность диагностирования за счет увеличения чувствительности устройства и точности измерения. Однако известное решение позволяет контролировать межвитковую изоляцию только качественно, по принципу «хорошо» - «плохо» - «витковое замыкание», что не всегда достаточно при диагностике состояния электрических машин. Это снижает достоверность контроля межвитковой изоляции.

Наиболее близким аналогом является решение по патенту России на полезную модель №157281, которое представляет собой Устройство для контроля корпусной изоляции обмоток ЭМ, содержащее источник питания и измерительный прибор, амплитудный детектор, зарядную цепочку из первого резистора и диода, которая соединена с конденсатором и. через второй резистор, с первым входом амплитудного детектора, второй вход которого подключен к минусу источника питания и второй обкладке конденсатора, при этом первый вход амплитудного детектора является первым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к токоведущим элементам электрических машин, второй вход амплитудного детектора является вторым выходом устройства, который предназначен для подключения к корпусу электрических машин, выход амплитудного детектора соединен с измерительным прибором, а источником питания является генератор одиночных высоковольтных импульсов.

Известное устройство с хорошей точностью и оперативностью контролирует корпусную изоляцию, то есть изоляцию между токоведущими частями (фазой) и корпусом механизма.

Однако для более полного контроля необходимо также точно и оперативно измерить межвитковую изоляцию. Использование дополнительных приборов усложняет процесс контроля, повышает время контроля, т.е. снижает технологичность и оперативность процесса. Для работы таких приборов часть требуется высокоточный стабилизированный источник питания на 500, 1000 или 1500В, что не всегда возможно в эксплуатационных условиях. Кроме того, точность измерения зависит от многих факторов (стабильности питания, точности измерительного прибора, внешнего механического воздействия, например, вибрации). Кроме того, высоковольтный источник постоянного тока небезопасен и требует высококвалифицированного профессионального обслуживания. Все вышесказанное усложняет диагностирование, снижает его оперативность.

Задачей предлагаемого решения является повышение оперативности, упрощение диагностирования изоляции обмоток электрических машин.

Эта задача решается тем, что, как и ближайший аналог, устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин содержит источник питания, измерительный прибор, соединенный с амплитудным детектором, конденсатор, зарядную цепочку из первого резистора и первого диода, которая соединена с плюсом источника питания, минус которого соединен с первой обкладкой конденсатора и с первым входом амплитудного детектора, а источником питания является генератор одиночных высоковольтных импульсов.

Отличие состоит в том, что устройство дополнительно содержит второй диод, который соединен встречно с первым диодом, а анод через второй резистор соединен со второй обкладкой конденсатора и со вторым входом амплитудного детектора, а также содержит дополнительно ключ, соединенный с третьим резистором, и третий диод, анод которого соединен с катодом первого диода, а катод является первым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к первому входу токоведущих элементов электрических машин, первая обкладка конденсатора соединена с ключом и является вторым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к второму входу токоведущих элементов электрических машин, а выход третьего резистора является третьим выходом устройства, который предназначен для подключения к корпусу электрических машин.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство. Устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин содержит источник питания 1, измерительный прибор 2 (омметр), соединенный с амплитудным детектором 3, конденсатор С, зарядную цепочку из первого резистора R1 и первого диода D1, которая соединена с плюсом источника питания 1, минус которого соединен с первой обкладкой конденсатора С и с первым входом амплитудного детектора 3. Устройство содержит второй диод D2, который соединен встречно катодами с первым диодом D1, а анод через второй резистор R2 соединен со второй обкладкой конденсатора С и со вторым входом амплитудного детектора 3, а также содержит ключ 4, соединенный с третьим резистором R3, и третий диод D3, анод которого соединен с катодом первого диода D1, а катод является первым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к первому входу токоведущих элементов (обмотки или фазы А, В или С) ЭМ, первая обкладка конденсатора С соединена с ключом 4 и является вторым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к второму входу токоведущих элементов (обмотки или фазы А, В или С) ЭМ. Выход третьего резистора R3 является третьим выходом устройства, который предназначен для подключения к корпусу ЭМ. Сопротивление R4 - входное сопротивление амплитудного детектора 3, которое может быть составной частью этого амплитудного детектора, или, для лучшей работы устройства, его можно подключить как дополнительный элемент.

Элементы, используемые в устройстве, стандартные. В качестве источника питания используют генератор одиночных высоковольтных (500-1500 В) импульсов. Амплитудный детектор 3 (пиковый) детектор может быть выполнен, как описано в книге Нестеренко Б.К., Интегральные операционные усилители, Москва, Энергоиздат, 1982, с. 88. Амплитудный детектор 3 следит за амплитудой входного сигнала до момента достижения сигналом максимального значения, который сохраняется на выходе амплитудного детектора до поступления следующего импульса. Нагрузкой амплитудного детектора является измерительный прибор - омметр 2, на котором и отражается величина измеренного значения сопротивления корпусной изоляции.

Устройство для диагностики изоляции обмоток ЭМ работает следующим образом. Подключают обмотку ЭМ (одну из фаз А, В или С) к первому и второму выходам устройства, корпус ЭМ подключают к третьему выходу. Включением источника питания на обмотку подают одиночный импульс 0,5-1 кВ (цепь: источник питания, R1, D1, D3, обмотка ЭМ A1-А2, источник питания). В обмотке A1-А2 возникает ответный (реактивный) импульс ЭДС самоиндукции противоположного направления, заряжающий конденсатор С (цепь: А2, С, R2, D2, D3, А1), который является источником питания для амплитудного детектора 3. Таким образом, на входах амплитудного детектора 3 появляется информация о величине амплитуды ответного импульса на диагностируемой обмотке A1-А2. При высоком значении сопротивления межвитковой изоляции амплитуда ответного импульса максимальна и уменьшается при ухудшении состояния межвитковой изоляции. Амплитудный детектор 3 следит за амплитудой входного сигнала до момента достижения сигналом максимального значения, который сохраняется на выходе амплитудного детектора до поступления следующего импульса. Нагрузкой амплитудного детектора является измерительный прибор 2 - омметр, на котором и отражается величина измеренного значения сопротивления межвитковой изоляции.

Для измерения корпусной изоляции ЭМ ключом 4 обкладку конденсатора С соединяют через высокоомный третий резистор R3 с корпусом ЭМ и снова подают импульс с источника питания 1. Высоковольтный импульс (500 В) заряжает конденсатор С также, как в предыдущем случае. После окончания высоковольтного импульса происходит разряд конденсатора С по двум цепям: через «корпусную» изоляцию, R3, фазу А ЭМ и через амплитудный детектор, выходным элементом которого является измерительный прибор 2. При высоком значении корпусной изоляции фаз А, В, С ЭМ конденсатор С будет разряжаться через R2, амплитудный детектор, при низком - частично или полностью через R3. В зависимости от конкретного значения сопротивления корпусной изоляции происходит ее измерение с помощью амплитудного детектора 3.

Таким образом, упрощается диагностирование состояния изоляции обмоток электрических машин и повышается оперативность измерения.

Claims (1)

1. Устройство для диагностики изоляции обмоток электрических машин, содержащее источник питания, измерительный прибор, соединенный с амплитудным детектором, конденсатор, зарядную цепочку из первого резистора и первого диода, которая соединена с плюсом источника питания, минус которого соединен с первой обкладкой конденсатора и с первым входом амплитудного детектора, а источником питания является генератор одиночных высоковольтных импульсов, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй диод, который соединен встречно с первым диодом, а анод через второй резистор соединен со второй обкладкой конденсатора и со вторым входом амплитудного детектора, а также содержит дополнительно ключ, соединенный с третьим резистором, и третий диод, анод которого соединен с катодом первого диода, а катод является первым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к первому входу токоведущих элементов электрических машин, первая обкладка конденсатора соединена с ключом и является вторым выходом устройства, который предназначен для подсоединения к второму входу токоведущих элементов электрических машин, а выход третьего резистора является третьим выходом устройства, который предназначен для подключения к корпусу электрической машины.

Images