繞組是電機的心臟。為了保證電機的正常運行,除了繞組參數的正確性外,還必須保證繞組的絕緣性能,主要包括接地絕緣、相間絕緣(三相電機)和電機匝間絕緣;接地和相間絕緣可用電壓測試儀檢查,而許多電機修理廠用絕緣電阻測試儀檢查,但繞組匝間絕緣很難檢查,尤其是電機修理廠,只能在電機組裝后進行最終檢查,更糟糕的是,只能在實際運行中進行效果驗證。
繞組散裝時,可能會因壓線板跳動過大或用力過大而造成匝間絕緣損壞和匝間短路故障,尤其是槽滿率較高時。一般在繞組后匝間邊緣嵌入時,直接對被測繞組施加電壓更方便。但當繞組處于工頻(50Hz)時,電抗不大,增加試驗電壓可能會產生不可接受的大電流。因此,只有增加測試電源的頻率或在繞組中插入鐵芯,才能增加繞組電抗,達到匝間測試電壓。
隨著時代的發展,匝間測試儀被廣泛應用于三相電機繞組的匝間絕緣檢測。但是在沒有匝間測試儀或者不適合的情況下,如何檢查繞組的匝間絕緣,Ms參與分享幾種測試方法。
1穿入鐵心法
將無繞組的轉子鐵芯(開式繞組轉子)插入定子鐵芯孔中,并在三相繞組端部施加1.3倍額定電壓3分鐘。如果匝間短路,短路匝會產生較大的短路電流,造成線圈局部過熱、變色甚至冒煙;同時造成三相電流不平衡,電磁噪聲異常。為了使測試電流不超過額定電流,定子和轉子鐵芯必須對齊,間隙不應太大(約0.5毫米)。該方法簡單,可與三相電流平衡試驗一起進行。但是鐵芯裝卸麻煩,所以只適合小容量電機。生產穩定,漆包線強度高的產品匝間短路少,可在總裝后進行此項試驗。
2中頻電源法
為了減小中頻發電機的負載電流和內部壓降,被測繞組與電容并聯,使負載功率因數接近容性0.9。測試時,將被測三相繞組中的一個連接到中頻發電機的輸出端,逐漸增加發電機的勵磁電流,使其輸出電壓達到規定值,保持10秒左右,讀取電流值,然后減小并切斷勵磁電流。按照相同的方法測試其他兩個階段。如果三相繞組的最大電流和最小電流之比超過平均值的3%,或者繞組局部過熱甚至冒煙,則表明存在短路。在測試中,因為未測試的兩相繞組也有感應電壓,所以它們的輸出端不能短路。
中頻發電機額定頻率為1000~2500Hz時,不得將鐵芯插入被測繞組,測試電壓一般為額定電壓的兩倍。
3短路偵察器法
短路檢測器法是使線圈產生感應電壓來檢查匝間短路。所謂短路檢測器,就是硅鋼片做成的開芯。鐵芯的一端做成適合定子的內圓;并且另一端被制成適合于轉子的外徑。使用時,將它跨在被檢線圈的槽口上,接通36V交流電源,在被檢線圈另一側的槽口上放一片薄鐵皮。如果線圈短路,由于感應短路電流,鐵片會振動并產生噪音。雖然這種方法簡單易行,但由于靈敏度低,只能在導線匝間短路嚴重時才能檢測到。為了提高短路檢測器的靈敏度,近年來,許多單位開發了匝間短路電子偵察儀器