По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 658.382.3

Индукционный контроль дефектности изоляции эмалированных проводов

Смирнов Г. В. д-р техн. наук, профессор, директор, Научно-исследовательский институт электронного технологического оборудования и систем связи Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск
Смирнов Д. Г. канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, Научно-исследовательский институт электронного технологического оборудования и систем связи Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск

В статье исследованы возможности применения контактных датчиков дефектов для контроля изоляции обмоточных проводов, при использовании в качестве информационного сигнала наведенной в жиле контролируемых проводов ЭДС. Разработан способ контроля дефектности эмалевой изоляции проводов, позволяющий определять количество и протяженность дефектных участков в эмальизоляции движущегося с любыми переменными скоростями провода. Предложена схема измерителя дефектности и рассмотрен принцип его работы. Выявлена систематическая погрешность при контроле протяженности дефектов, обусловленная конечными размерами датчика дефектов и приведен способ ее устранения.

Литература:

1. Курбатова О. А., Павлюченко В. М. Монтаж и ремонт горных машин и электрооборудования. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. – 286 с.

2. Смирнов Г. В., Смирнов Д. Г. Пропитка обмоток электрических машин магнитодиэлектрическим композитом с ультрадисперсным никель-цинковым наполнителем // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2016. – Т. 19. – № 2. – С. 99–102.

3. Gupta В. Risk in surge testing of turn insulation in windings of rotating machines / B Gupta // Electrical Insulation Conference and Electrical Manufacturing & Coil Winding Technology Conference. – 2003. – P. 459–462.

4. Bellomo J. P. The effect of pulsed voltages on dielectric material properties / J. P. Bellomo, P. Castelan, T. Lebey // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. – 1999. – V. 6. – N 2. – P. 20–26.

5. Bohm F. R. A new generation of wire enamel for the production of magnet wires with outstand-ing corona resistance / F. R. Bohm, K. Nagel, H. Schindler // Electrical Insulation Conference and Electrical Manufacturing & Coil Winding Technology Conference. – 2003. – P. 109–113.

6. Bonnett A. H. Cause and analysis of stator and rotor failures in three phase squirrel-cage induction motors / A. H. Bonnett, G. C. Soukup // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1992. – V. 28. – N 4. – P. 921–937.

7. Смирнов Г. В. Надежность изоляции обмоток электротехнических изделий – Томск.: Изд-во Томского государственного университета, 1990. – 192 с.

8. Применение магнитодиэлектрического композита на основе ультрадисперсного порошка никель-цинковых частиц для ресурсосберегающей технологии пропитки обмоток электрических машин / Г. В. Смирнов, О. Л. Хасанов, Д. Г. Смирнов, В. В. Полисадова, М. С. Петюкевич, З. Г. Бикбаева // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326. – № 11. – С. 106–117.

9. PDIV characteristics of twistedpair of magnet wires with repetitive impulse voltage / K. Kimura, S. Ushirone, T. Koyanagi, M. Hikita // IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Ins. – Chicago, June 2007. – V. 14. – N 3. – P. 744–750.

10. Похолков Ю. П., Бесперстов П. П., Пыхтин В. В. Исследование влияния технологического процесса изготовления обмоток на дефектность витковой изоляции асинхронных двигателей // Известия Томского политехнического института. – 1975. – Т. 222. – С. 52–65.

11. Leonov A. P. Estimation of winding insulation resistance to the corona discharges / A. P. Leonov, V. V. Redko, E. Yu. Soldatenko // OP Conference Series: Materials Science and Engineer-ing. – 2014. – V. 66. – P. 1–5.

12. Melfi M. Effect of surge voltage risetime on the insulation of low voltage machines fed by PWM converters / M. Melfi, A. M. J. Sung, S. Bell, G. L. Skibinski // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1997. – V. 1. – P. 239–246.

13. Schemmel F. Reliability and statistical lifetimeprognosis of motor winding insulation in lowvoltage power drive systems / F. Schemmel, K. Bauer, M. Kaufhold // IEEE Electrical Insulation Magazine. – 2009. – V. 25. – N 4. – P. 6–13.

14. Stone G. C. Stator insulation problems associated with low voltage and medium voltage PWM drives / G. C. Stone, I. M. Culbert, B. A. Lloyd // IEEE Cement Industry Technical Conference Record. – 2007. – P. 187–192.

15. Смирнов Г. В., Смирнов Д. Г. Неразрушающий контроль дефектности изоляции обмоточных проводов // Дефектоскопия. – 2016. – № 8. – С. 63–74.

16. ГОСТ IEC 60851–5–2011. Провода обмоточные. Методы испытаний. Ч. 5. Электриче-ские свойства. – М.: Стандартинформ, 2014. – 19 с.

17. Датчик для непрерывного контроля электрической прочности изоляции проводов: Авт. св-во СССР № 1449949; заявл. 13.02.87; опубл. 07.01.87. Бюлл. № 1. – 2 с.

18. Способ контроля эмалевой изоляции проводов: Патент РФ № 2511229; заявл. 18.06.2012; опубл. 10.04.2014. Бюлл. № 10. – 18 с.

19. Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов: Патент РФ № 2505830; заявл.18.06.2012; опубл. 27.01.2014. Бюлл. № 3. – 11 с.

20. Астахов А. А., Каримбаев Д. Д., Мисюнас А. О., Христюков В. Г. Оптимизация тепловых режимов в конструкциях световых приборов на полупроводниковых источниках света // Доклады ТУСУРа. – 2011. – Ч. 2. – № 2 (24). – С. 81–89.

21. Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов: Патент РФ №2587532; заявл. 11.03.2015; опубл.20.06.2016. Бюлл. № 17. – 8 с.

В настоящее время установлено, что основная доля отказов электрических машин приходится на витковую изоляцию их обмоток [1–15], роль которой выполняет эмалевая изоляция обмоточных проводов. Слой изоляции на проводах не является идеально однородным. Существуют небольшие дефекты, трещины и микроотверстия, которые делают возможным контакт окружающей атмосферы и металлической жилы и являются основной причиной отказа обмоток электрических машин [7], поэтому необходимо осуществлять контроль дефектности проводов не только на стадии их производства, но и в процессе изготовления из них намоточных изделий [16].

В настоящее время для контроля дефектности эмалевой изоляции проводов используют ГОСТ IEC 60851-5-2011 [17]. В соответствии с этим документом целостность изоляции выражается числом точечных повреждений на проводе определенной длины, зафиксированных с помощью электрического испытательного устройства. Точечные повреждения для проводов с жилой, номинальным диаметром до 0,050 мм включительно, определяют при помощи датчика, состоящего из двух фетровых пластин, погруженных в электролитический раствор сернокислого натрия Na2 SO4 в воде (концентрация 30 г/л), между которыми со скоростью (275±25) мм/с протягивается контролируемый провод. При этом между жилой провода и раствором, соединенными в электрическую цепь, прикладывают испытательное напряжение постоянного тока (50±3) В. Точечные повреждения фиксируют соответствующим реле со счетчиком.

Для проводов с диаметром жилы, лежащей в диапазоне от 0,050 до 0,25 мм, используют электрод – датчик, выполненный в виде двух роликов, и контролируемый провод протягивается через 4 ролика, два из которых являются направляющими, а два других – электродами датчика. Для проводов с диаметром, лежащим в диапазоне от 0,25 до 1,600 мм, этот датчик уже не применим, и взамен него используют один высоковольтный электрод большего диаметра. При таком контроле провод многократно перегибается. Это приводит к высоким механическим нагрузкам на изоляцию провода со стороны роликов, что вызывает не только ослабление механической и электрической прочности изоляции контролируемого провода, но и приводит к появлению дополнительных дефектов в изоляции провода.

Для Цитирования:
Смирнов Г. В., Смирнов Д. Г., Индукционный контроль дефектности изоляции эмалированных проводов. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: