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发布时间: 2023-04-17 21:02 更新时间: 2023-10-26 04:00


   电机绝缘电阻测量一般分为三个部分:电机绕组对地绝缘测量、电机绕组相间绝缘测量和电机外绕组层间(匝间)绝缘测量,用ZC25-3型兆欧表测量绕组对地绝缘和绕组相间绝缘,用外用表测量外绕组层间(匝间)绝缘。电工学习网小编与您分享电机绝缘测量方法及注意事项。

    在介绍电机绝缘测量方法之前小编首先介绍所要用到的仪表(兆欧表)的基本知识及兆欧表使用方法,只有正确使用兆欧表才能取得准确的电机绝缘电阻测试数据。
兆欧表接线须知
    在测量时,要注意兆欧表的正确接线,否则将引起不必要的误差甚至错误。兆欧表的接线柱共有三个:一个为“L”即线端,一个“E”即为地端,再一个“G”即屏蔽端(也叫保护环),一般被测绝缘电阻都接在“L”和“E”端之间,但当被测绝缘体表面漏电严重时,必须将被测物的屏蔽环或不须测量的部分与“G”端相连接。这样漏电流就经由屏蔽端“G”直接流回发电机的负端形成回路,而不在流过兆欧表的测量机构(动圈)。这样就从根本上消除了表面漏电流的影响,特别应该注意的是测量电缆线芯和外表之间的绝缘电阻时,一定要接好屏蔽端钮“G”,因为当空气湿度大或电缆绝缘表面又不干净时,其表面的漏电流将很大,为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成的影响,一般在电缆外表加一个金属屏蔽环,与兆欧表的“G”端相连。   
    当用兆欧表摇测电器设备的绝缘电阻时,一定要注意“L”和“E”端不能接反,正确的接法是:“L”线端钮接被测设备导体,“E”地端钮接地的设备外壳,“G”屏蔽端接被测设备的绝缘部分。如果将“L”和“E”接反了,流过绝缘体内及表面的漏电流经外壳汇集到地,由地经“L”流进测量线圈,使“G”失去屏蔽作用而给测量带来很大误差。另外,因为“E”端内部引线同外壳的绝缘程度比“L”端与外壳的绝缘程度要低,当兆欧表放在地上使用时,采用正确接线方式时,“E”端对仪表外壳和外壳对地的绝缘电阻,相当于短路,不会造成误差,而当“L”与“E”接反时,“E”对地的绝缘电阻同被测绝缘电阻并联,而使测量结果偏小,给测量带来较大误差。   
兆欧表使用方法及注意事项
    兆欧表在工作时,自身产生高电压,而测量对象又是电气设备,所以必须正确使用,否则就会造成人身或设备事故。
1、测量前,应将兆欧表保持水平位置,左手按住表身,右手摇动兆欧表摇柄,转速约120r/min,指针应指向无穷大(∞),否则说明兆欧表有故障。
2、测量前,应切断被测电器及回路的电源,并对相关元件进行临时接地放电,以保证人身与兆欧表的安全和测量结果准确。
3、对可能感应出高压电的设备,必须消除这种可能性后,才能进行测量。
4、被测物表面要清洁,减少接触电阻,确保测量结果的正确性。
5、兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方,且远离大的外电流导体和外磁场。
6、测量时必须正确接线。兆欧表共有3个接线端(L、E、G)。测量回路对地电阻时,L端与回路的裸露导体连接,E端连接接地线或金属外壳;测量回路的绝缘电阻时,回路的首端与尾端分别与L、E连接;测量电缆的绝缘电阻时,为防止电缆表面泄漏电流对测量精度产生影响,应将电缆的屏蔽层接至G端。
7、摇动兆欧表后,各接线柱之间不能短接,以免损坏。
8、兆欧表接线柱引出的测量软线绝缘应良好,两根导线之间和导线与地之间应保持适当距离,以免影响测量精度。
9、摇动兆欧表时,不能用手接触兆欧表的接线柱和被测回路,以防触电。
10、摇动兆欧表后,时间不要久。
11、转速大约120r/min时,指针所指读数即为绝缘电阻值。
    由此可见,要想准确地测量出电气设备等的绝缘电阻,必须对兆欧表进行正确的使用,否则,将失去了测量的准确性和可靠性。做好上述准备工作后就可以进行测量了。

ZC25-3兆欧表

    正确掌握兆欧表使用及接线后,下面分别介绍电机绕组对地绝缘电阻测量、电机绕组相间绝缘电阻测量和电机外绕组层间(匝间)绝缘电阻测量方法。
电机绕组对地绝缘测量
1、测量电机绕组对地绝缘时,要把电机的接线全都拆掉。
2、检查ZC25-3型兆欧表的好坏,做开路、短路试验。
3、摇表没问题后,用摇表一个表笔接电机外壳,转动摇把,达到120转/分,此时另一个表笔接绕组的一端,当读数稳定时,就是这个绕组的对地绝缘阻值。三个绕组要分别测量三次,有的电机是已经把星型连接接好了的,只引出三根出线,那就只需摇测一次就行。
电机绕组相间绝缘测量
    相间绝缘就是绕组之间的绝缘,把表笔先接在一个绕组上,然后转表、测量另一个绕组与它的阻值。*低要求是每伏一千欧姆,即1kΩ/V。380V的电机是380kΩ。一般要求电机相间绝缘电阻>0.5MΩ。
电机绕组层间(匝间)绝缘电测量
    电机绕组层间(匝间)绝缘测量要使用万用表测量。就是通过比较三个绕组的直流电阻值来判断绕组是否存在层间(匝间)短路的故障。当测量后有一组数值明显偏小时,就怀疑这组层间有问题了。
采用500V兆欧表(俗称的摇表),先测绕组对机壳的绝缘电阻值,数值越大越好;测量绕组之间的绝缘电阻值(需要把3个绕组的接线拆开,然后两两分别测量),也是数值越大越好。测量的绝缘电阻值为0或者小于0.4MΩ就说明绝缘损坏或不合格,需要处理。
    电机测量电阻前要放电没听说过,自己测也没放过。万用表测量小电阻,摇表测的是绝缘电阻。交流电机一般有六个个接线柱,万用表测绕组的通断,摇表主要是测绕组匝间短路及绕组的对地电阻。
测量三相电机绕组电阻时不需要放电,直接用万用表的电阻档测量,电机功率较大的用1欧档,功率较小的用10欧,分别测量三相绕组的阻值,正常为三相阻值相同。测量电机的绝缘电阻则使用摇表(兆欧表),分别测量相间绝缘电阻及对地绝缘电阻,其阻值大于1MΩ/kV为合格。(http://www.diangon.com/版权所有)三相电机:用1档测三相绕组的电阻值,正常应三相阻值相同,相间没短路,相间绝缘电阻及对地绝缘电阻应大于1MΩ/kV(绝缘电阻用兆欧表测量较准确)。
    如果是380v的应选择500v的兆欧表每分钟120转的转速测量,对地电阻大于1兆欧可以用,正常是接近无穷大的。

福禄克万用表


电机测量电阻前要放电吗?万用表和摇表分别怎么测呢?
    测线圈电阻只有一种情况需要放电:单相电机的主绕组开路,就是不通。在这种情况下给电机通电断开后会在电容里面蓄上电,电压从0到220V,此时必须将电机的两根引线短接一下。
    万用表一般测量线圈电阻,阻值较低。单相电机高的也只有100多Ω。用高阻挡(20M)也可以测绝缘电阻,但是因为万用表电压不高,测量结果会有误差,可能万用表测出来绝缘良好,摇表测出来却漏电,因为摇表的电压有500V和1000V,能够击穿较弱的绝缘。
    380V电机接线柱一般6根线,板上标注有U1、V1、W1、W2、U2和V2,测线圈电阻是否平衡用万用表低阻档(200Ω)分别测量U1与U2、V1与V2、W1与W2,绝缘用摇表测三相互相之间的电阻和三相对地电阻,大于0.5MΩ即可。
    220V电机的接线柱有多种:有6线的,有4线的,有3线的,有直接2线的。

 

 1.投入并联的条件

  同步发电机并联投入电网时,为避免发生电磁冲击和机械冲击,总体要求就是发电机端各相电动势的瞬时值要与电网端对应相电压的瞬时值完全一致。具体分解开来包含以下五点:

  (1) 波形相同。

  (2) 频率相同。

  (3) 幅值相同。

  (4) 相位相同。

  (5) 相序相同。

图1 并联运行时的等效电路

  前四点是交流电磁量恒等的基本条件,*后一点是多相系统相容的基本要求。

  设电网端和发电机端分别用下标 1 和 2 区别。可以想象,若二者波形不同,如 u1为正弦波,而 e02非正弦,则并联后在电机与电网间势必要产生一系列高次谐波环流,波形相同了,若频率不等,即 f1≠f2,则相量U1和 E02 之间存在相对运动,且周而复始,从而产生差频环流,在电机内引起功率振荡。

  频率和波形都一致了,但若是幅值或相位不相等,即U1≠ E02 ,也会在电机与电网间产生环流。特别地,若在极性相反,即相位相差 180°时合闸,则冲击电流可达(20~30)IN,从而产生巨大的电磁力,损坏定子绕组的端部,甚至于损坏转轴。

  以上条件都满足了,若相序不同,合闸也是绝不允许的。因为仅一相符合条件,但是另两相之间巨大的电位差产生的巨大环流和机械冲击,将严重危害电机安全,毁坏电机。由于条件(1)和(5)是电机设计、制造和安装予以保证的,因此,在实际并联操作中,主要是注意条件(2)-(4)的满足。这其中,条件(2),即频率条件的满足又是*基本的。

  如果发电机和电网的相序不同,则**不能投入并联运行

  2.投入并联的方法

  1.准确同步法

  将发电机调整到完全符合并联条件后的合闸并网操作过程称为准确同步法。调整过程中,常用同步指示器来判断条件的满足情况。*简单的同步指示器由三组相灯组成,并有直接接法和交叉接法两种。

  直接接法

  即电机各相端与电网同相端对应,则每组灯上的电压 ΔU 相同。现假定发电机与电网的电压幅值相同,但频率不等,即 U2=U1,f2≠f1,将之用三相形式绘于同一相量图上,如图所示。由于发电机侧相量角频率 ω2=2πf2,电网侧相量角频率 ω1=2πf1,设 f2>f1,则U2相对于U1以角速度 ω2-ω1旋转。当U2与U1重合时,ΔU=0;而U2与U1反相时,ΔU=2U1,表明ΔU 以频率 f2-f1在(0~2)U1之间交变,即三组相灯以频率 f2-f1闪烁,同亮同暗。

图2 直接接法的电路图和相量图

  综上可知,采用直接接法并网可按以下步骤进行:把要投入并联运行的发电机带动到接近同步转速,加上励磁并调节至端电压与电网电压相等。此时,若相序正确,则在发电机频率与电网频率相差时,三组相灯会同时亮、暗。调节发电机转速使灯光亮、暗的频率很低,并在三组灯全暗时刻,迅速合闸,完成并网操作。

  并网的步骤:

  1) 调节发电机的转速,使发电机的频率接近于电网频率(调整直流电动机的励磁,从指示灯的明暗变化快慢判断转速是否接近同步转速)。

  2) 调节同步发电机的励磁,使发电机的电压等于电网的电压(从示零电压表或指示灯判断)。

  3) 重复1)和2)。

  4) 当指示灯熄灭,示零电压表读数为零,迅速合上并网开关,将发电机并联到电网上。

  上述操作保证了合闸时刻 ΔU≈0,所以没有明显的电流冲击。但是,合闸前灯光毕竟仍在极缓慢地亮、暗变化,说明 f2和 f1还不是严格相等,也就是说,合闸后 ΔU 依然存在。然而,分析表明,正是由于 ΔU 的存在所产生的自整步作用,才使得电机*终能同步运行,并使 f2=f1的并联运行条件*终得以满足。具体说明如下。

  设 f2>f1,则合闸后U2将超前U1,如下图(a)所示。显然,ΔU 产生环流。由于同步电抗远大于电阻,故环流 Ih滞后ΔU 大约 90°,亦滞后U2(用角度 表示)。对发电机来说,这就等于是输出电功率,因此电机转轴上要承受制动性质的电磁转矩,使速度降低,直至严格同步运转,f2=f1,ΔU=0,Ih=0,并*终实现电机的并网空载运行。同理,可分析 f2<f1 的情况,见下图 b。此时环流对发电机产生电动机作用(吸收电功率),拖动性质的电磁转矩使转子加速至 f2=f1,*终实现同步运行。

图3 电机并联后的自整步作用

  (2)灯光旋转法

图4 交叉接法的电路图

  频率不等时

  即发电机和电网的角速度ωs, ωG不相等,其中,令UAs ,UBs ,UCs表示电网电压,UAG,UBG,UCG表示发电机电压。

图5 交叉接法各组灯亮度的变化

  正因为我们所看到的是旋转的灯光因此叫做灯光旋转法。这显然不是我们所希望看到的,可以通过调整发电机的转速,以达到改变频率的目的

  B、相序不同时:进行并网运行时,如果我们看到的是三个灯同时明暗,则可断定发电机和电网的相序肯定不同。因为我们采用的是交叉接法,如果相序是对的,应该是依次旋转的,而现象却是同时明暗,这就证明实际上是直接接法,这时只需调换发电机接到开关K上B、C两相的接法,就可以改正相序。

  3)自整步(自同步)法

  利用同步指示灯进行并联的方法,在现代的电厂中已不再采用,而代之以各种半自动或全自动的并车装置,不过它们的基本功能还是一致的。

  合闸瞬间必须注意的是:励磁绕组必须通过一限流电阻短接起来;

  因为励磁绕组如果开路,将在励磁绕组中感应出危险的高电压;

  励磁绕组如果直接短路,将在定、转子绕组中产生很大的冲击电流。

  自同步法的优缺点

  优点:操作简单,能在紧急情况下将发电机迅速并入电网;

  缺点:合闸时有冲击电流。

1.相电动势平衡方程式

  隐极机 

  凸极机 

  通用  

  2.功率平衡方程式

  输入功率:

  电磁功率: 

  功率平衡: 

  在发电机中,定子铜耗是极小的一部分,为了分析简单,常常忽略,因此:

图1 同步发电机的功率平衡

  3.转矩平衡关系式

  

  稳定运行时,驱动转矩=制动转矩

  非稳态时,含有一惯性转矩J

  


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