RU2382372C1 - Method for assessment of electric insulation condition by nondestructive check method - Google Patents

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention is related to the field of electric engineering, in particular to control and instrumentation equipment and may be used for assessment of electric insulation condition in electric machines and devices in process of their operation. Electrophysical characteristics of insulation are measured in dry and wet condition. Insulation quality is assessed by value of ratio between parametre value in wet condition to parametre value in dry condition.

EFFECT: simplified detection of insulation condition.

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для оценки состояния электрической изоляции обмоток электрических изделий.The invention relates to the field of instrumentation and can be used to assess the state of electrical insulation of the windings of electrical products.

Известен способ обнаружения нарушений герметичности электрической изоляции изделия, заключающийся в том, что изделие помещают в прозрачную камеру, заполненную технической жидкостью, и сообщают физическое воздействие на него, а о наличии нарушений герметичности судят по возникновению пузырьков газа, выходящего из пор изделия (заявка РФ №2003136636/28).There is a method of detecting imperfections in the electrical insulation of an article, which means that the article is placed in a transparent chamber filled with technical fluid and its physical effect is reported, and leakage is judged by the occurrence of gas bubbles emerging from the pores of the article (RF application No. 2003136636/28).

Известный способ применить для крупных машин затруднительно по причине необходимости их разборки, наличия большой прозрачной емкости и последующего удаления технической жидкости, остатки которой будут способствовать запылению и загрязнению поверхности изделия.The known method is difficult to use for large machines because of the need to disassemble them, the presence of a large transparent container and the subsequent removal of technical fluid, the remains of which will contribute to dusting and contamination of the surface of the product.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения состояния и ресурса изоляции электроустановки (заявка РФ №93016114/10), заключающийся в том, что определяют тангенс угла диэлектрических потерь на разных частотах, эталонное значение частоты максимума тангенса угла диэлектрических потерь и градуировочные характеристики при различных температурах для образцовой электроустановки, рабочую температуру электроустановки, находят разность упомянутых значений и по градуировочной характеристике устанавливают выработанный и остаточный ресурс изоляции.Closest to the technical nature of the present invention is a method for determining the state and resource of insulation of an electrical installation (RF application No. 93016114/10), which consists in determining the dielectric loss tangent at different frequencies, the reference frequency value of the maximum dielectric loss tangent, and calibration characteristics at different temperatures for an exemplary electrical installation, the operating temperature of the electrical installation, find the difference between the mentioned values and according to the calibration characteristic establish the worked out and residual resource of isolation.

Недостаток способа: отсутствие у потребителя оборудования для измерения тангенса диэлектрических потерь на разных частотах и отсутствие градуировочных характеристик для данного электрического изделия.The disadvantage of this method: the lack of consumer equipment for measuring the dielectric loss tangent at different frequencies and the absence of calibration characteristics for this electrical product.

Задача изобретения - упрощение определения состояния изоляции.The objective of the invention is to simplify the determination of the state of insulation.

Поставленная задача решается тем, что в известный способ оценки неразрушающим методом состояния электрической изоляции, заключающийся в измерении электрофизических характеристик, по которым судят о ее качестве, введены новые признаки: измерения электрофизических характеристик осуществляют в сухом и влажном состоянии изоляции, а о ее качестве судят по величине отношения значений измеренного параметра во влажном состоянии к значению измеренного параметра в сухом состоянии.The problem is solved in that in a known method for assessing the state of electrical insulation by a non-destructive method, which consists in measuring the electrophysical characteristics by which its quality is judged, new features are introduced: measurements of the electrophysical characteristics are carried out in the dry and wet state of the insulation, and its quality is judged by the ratio of the values of the measured parameter in the wet state to the value of the measured parameter in the dry state.

При изучении поведения системы изоляции в процессе эксплуатационного старения (теплового, механического, климатического воздействий) установлено, что новая качественная система изоляции, состоящая из изоляционных материалов, пропитанных лаками или компаундами, имеет практически одинаковые электрофизические характеристики.When studying the behavior of the insulation system during operational aging (thermal, mechanical, climatic influences), it was found that a new high-quality insulation system, consisting of insulating materials impregnated with varnishes or compounds, has practically the same electrophysical characteristics.

В процессе эксплуатации в системах изоляции происходит деструкция лаков и компаундов, образование микро- и макротрещин, которые способствуют проникновению влаги и резкому ухудшению качества изоляции, ведущему к отказу системы. Предложенный способ позволяет упростить определение состояния изоляции и тем самым предотвратить отказ.During operation in insulation systems, the destruction of varnishes and compounds, the formation of micro- and macrocracks, which contribute to the penetration of moisture and a sharp deterioration in the quality of insulation, leading to a failure of the system. The proposed method allows to simplify the determination of the state of insulation and thereby prevent failure.

Экспериментальная проверка способа оценки состояния изоляции проведена на двух различных системах изоляции, выполненных на макетах, имитирующих пазовую часть якорных катушек электродвигателя с рабочим напряжением 3 кВ. Макеты подвергались десяти циклам теплового старения при (250±2)°С по 96 часов в каждом цикле.An experimental verification of the method for assessing the state of insulation was carried out on two different insulation systems made on mock-ups simulating the groove part of the anchor coils of an electric motor with an operating voltage of 3 kV. The models were subjected to ten cycles of thermal aging at (250 ± 2) ° C for 96 hours in each cycle.

В исходном состоянии и после 3, 5, 8, 10 циклов теплового старения отбиралась партия макетов для измерений электрофизических параметров.In the initial state and after 3, 5, 8, 10 cycles of thermal aging, a batch of mock-ups was selected for measurements of electrophysical parameters.

Измерялась электрическая емкость изоляции в сухом (С_сух) и увлажненном состоянии (С_вл) при напряжении значительно ниже рабочего и частоте 1000 Гц, а также измерялось пробивное напряжение изоляции образцов до и после увлажнения (U_cyx и U_вл) соответственно.The electrical capacitance of the insulation was measured in the dry (C _dry ) and wetted state (C _vl ) at a voltage significantly lower than the operating voltage and a frequency of 1000 Hz, and the breakdown voltage of the insulation of the samples before and after wetting (U _cyx and U _vl ), respectively, was measured.

Увлажнение макетов проводилось в течение 15÷60 мин.Moistening of the models was carried out for 15 ÷ 60 min.

Для иллюстрации в таблице приведены значения отношенийFor illustration, the table shows the relationship values

и

и коэффициенты корреляции (r) между K₁ и К₂.

and

and correlation coefficients (r) between K ₁ and K ₂ .

№ циклаCycle number Система изоляцииInsulation system АBUT БB K₁ K ₁ К₂ K ₂ rr K₁ K ₁ К₂ K ₂ rr 00 1,931.93 1one   1,431.43 1one   33 2,852.85 0,90.9   6,026.02 0,670.67   55 3,473.47 0,80.8 -0,96-0.96 13,8513.85 0,40.4 -0,78-0.78 88 4,04.0 0,670.67   15,115.1 0,360.36   1010 4,54,5 0,610.61   20,120.1 0,180.18  

Высокое значение коэффициентов корреляции позволяет считать возможным, определив K₁, иметь представление о состоянии системы изоляции. Способ был опробован на якоре (габаритные размеры: диаметр - 700 мм, длина - 1400 мм) тягового двигателя НБ-501 после эксплуатации. Закономерности способа сохраняются и для натурных изделий. Допустимый уровень снижения качества изоляции предопределяется величиной рабочего напряжения, величиной коммутационных перенапряжений, вероятностью увлажнения системы изоляции в процессе эксплуатации, требованиями к показателям надежности.The high value of the correlation coefficients allows us to consider it possible, having determined K ₁ , to have an idea of the state of the insulation system. The method was tested at anchor (overall dimensions: diameter - 700 mm, length - 1400 mm) of the traction motor NB-501 after operation. The patterns of the method are preserved for full-scale products. The permissible level of reduction in the quality of insulation is determined by the magnitude of the operating voltage, the magnitude of the switching overvoltages, the probability of wetting the insulation system during operation, and the requirements for reliability indicators.

Claims (1)

Способ оценки неразрушающим методом состояния электрической изоляции, заключающийся в измерении электрофизических характеристик, по которым судят о ее качестве, отличающийся тем, что измерения осуществляют в сухом и влажном состоянии изоляции, а о ее качестве судят по величине отношения значений параметра во влажном состоянии к значению измеренного параметра в сухом состоянии. A method for assessing the state of electrical insulation by a non-destructive method, which consists in measuring the electrophysical characteristics that are used to judge its quality, characterized in that the measurements are carried out in the dry and wet state of the insulation, and its quality is judged by the ratio of the values of the parameter in the wet state to the measured value parameter in the dry state.