2017-10-25
2281
Организация обслуживания электрических машин
| В процессе эксплуатации важное место занимают обслуживание машин перед вводом их в эксплуатацию, перед пуском, в процессе работы, после остановки; плановое проведение текущих и капитальных ремонтов и профилактические (межремонтные) испытания. Профилактические испытания позволяют обнаружить неисправности, которые не всегда можно выявить внешним осмотром, поскольку они не имеют внешних проявлений. При этих испытаниях проверяют сопротивление изоляции электрических машин и пуекорегулирующей аппаратуры, срабатывание защиты машин напряжением до 1000 В в сетях с заземленной нейтралью и устройства защитного отключения. При проверке сопротивления изоляции электрических машин напряжением до 1000 В используются мегаомметры класса 1000 В, при более высоком напряжении—класса 2500 В. В связи с большим разнообразием работ по техническому обслуживанию ограничимся лишь типовым объемом, который включает в себя: ежедневный надзор за выполнением правил эксплуатации и инструкций завода-изготовителя (контроль нагрузки, температуры отдельных узлов электрической машины, температуры охлаждающей среды при замкнутой системе охлаждения, наличия смазки в подшипниках, отсутствия повышенных шумов и вибраций, чрезмерного искрения на коллекторе и контактных кольцах и др.); ежедневный контроль за исправностью заземления; отключение электрических машин в аварийных ситуациях; мелкий ремонт, осуществляемый во время перерывов в работе основного технологического оборудования и не требующий специальной остановки электрических машин (подтяжка контактов и креплений, замена щеток, регулирование траверс, подрегулировка пуекорегулирующей аппаратуры и системы защиты, чистка доступных частей машины и т. д.); приемо-сдаточные испытания после монтажа, ремонта и наладки электрических машин и систем их защиты и управления; плановые осмотры эксплуатируемых машин по утвержденному главным энергетиком графику с заполнением карты осмотра. Большое влияние на работу электрических машин оказывает рабочая температура отдельных узлов. Так как элементы электрических машин выполняются из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, то при больших нагревах в изоляции могут появляться большие термомеханические напряжения, вызывающие соответственно большие механические деформации изоляции обмоток. Особенно чувствительна к нагреву изоляция на органической основе (бумага, пряжа, тканые материалы). На практике применяются два метода контроля за нагревом — косвенный и непосредственный. Косвенный метод контроля. При использовании этого метода следят не за самой температурой (превышением температуры) отдельных узлов электрической машины, а за нагрузкой и температурой охлаждающей среды. Обычно если нагрузка не превосходит номинальную и температура охлаждающей среды не выше допустимой, то при эксплуатации не следует опасаться недопустимых перегревов. Этот метод контроля широко применяется для машин малой и средней мощности. Непосредственный метод контроля. Этот метод основан на измерении температуры (превышении температуры) отдельных частей машины с помощью индикаторов различного вида — термометров, терморезисторов, термопар. Можно использовать для этих целей и измерения сопротивления обмоток на постоянном токе и по величине сопротивления обмотки судить о ее температуре. Все указанные методы должны удовлетворять требованию о возможности их применения на работающем оборудовании. |
Виды и причины износов электрических машин
|
|
|
|
|
|
| В процессе эксплуатации электрические машины изнашиваются и условно можно выделить три вида износа по характеру физических процессов, лежащих в его основе: механический, электрический и моральный. Механический износ. Этот вид износа является следствием длительных знакопостоянных или знакопеременных механических воздействий на отдельные части и детали электрических машин. В результате этих воздействий их первоначальные формы и качество ухудшаются. Например, износ трущихся деталей электрических машин — коллектора, контактных колец, подшипников, шеек валов и др. Электрический износ. Такой вид износа приводит к невосстановимой потере электроизоляционными материалами своих изоляционных свойств и ему подвержены изоляция проводов, пазовая, лобовых частей и выводов электрических машин. Электрическому износу способствует высокая рабочая температура, наличие в окружающей среде химически активных веществ, пыли и т. п. В результате этих воздействий происходит пробой изоляции, а на частях электрооборудования, не находящихся нормально под напряжением, могут появляться высокие электрические потенциалы. Устранение этих повреждений требует, как правило, капитального ремонта машины. Моральный износ. Этот вид износа обусловлен появлением нового оборудования, имеющего более высокие технико-экономические показатели. В этих условиях дальнейшая эксплуатация устаревшего оборудования является нецелесообразной, так как приводит к увеличению стоимости выпускаемой на нем продукции. Изменением конструкции и улучшением технических показателей такого оборудования при капитальном ремонте в процессе модернизации можно продлить сроки его экономически оправданной эксплуатации. Приведенная классификация износов электрооборудования является условной, так как все три типа износа нельзя рассматривать изолированно друг от друга. На механический износ токо- ведущих частей сильное влияние оказывают уровни электромагнитных нагрузок, определяющих уровень механических вибраций и усилий; на электрический износ изоляции значительное влияние оказывают чисто механические факторы (давление щетки, внешние вибрации, абразивный износ изоляции и др.). Степень механического и электрического износа, с другой стороны, определяет и степень морального износа, поскольку определяет энергетические характеристики электрических машин. Тем не менее раздельный анализ видов износа позволяет более четко выявить физические факторы, лежащие в основе этих явлений, с целью выработки мероприятий, направленных на ослабление их влияния на работу машины. |
Неисправности электрических машин
| Электрические машины чаще всего повреждаются из-за недопустимо длительной работы без ремонта, плохого хранения, обслуживания и нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Отказы можно разделить на электрические и механические. Электрические отказы. К ним относятся отказы из-за пробоя изоляции на корпус и между фазами, обрыва проводников в обмотке, замыкания между витками обмотки, нарушения контактов и соединений (паяных и сварных), недопустимого снижения сопротивления изоляции вследствие ее старения или чрезмерного увлажнения, нарушения межлистовой изоляции магнитопрово- дов, чрезмерного искрения в коллекторных машинах. Если часть обмотки ротора замкнута на корпус (пробой изоляции на корпус), то при пуске асинхронного двигателя медленно увеличивается частота вращения, а сам ротор сильно нагревается даже при небольшой нагрузке. К тем же явлениям приводит нарушение изоляции между контактными кольцами и валом ротора. Пробой изоляции между фазами приводит к короткому замыканию в обмотке, при коротком замыкании обмотки статора наблюдается сильные вибрации двигателя переменного тока, низкочастотный шум, несимметрия токов в фазах и быстрый нагрев отдельных участков обмотки. В случае короткого замыкания обмотки фазного ротора наблюдается такой же эффект, как при нарушении изоляции между контактными кольцами и валом. При обрыве проводников в обмотке статора асинхронного двигателя наблюдаются несимметрия токов и быстрый нагрев одной из фаз (крайний режим — обрыв фазы, в этом случае ротор не вращается или его скорость мала). Обрыв стержня короткого замкнутой обмотки ротора приводит к повышенным вибрациям, уменьшению частоты вращения под нагрузкой, пульсациям тока статора последовательно во всех фазах. Витковое короткое замыкание обмотки статора или ротора приводит к повышенному перегреву электрической машины при номинальной нагрузке. Нарушение контактов паяных или сварных соединений в асинхронных двигателях эквивалентно по своему проявлению обрыву витков стержней короткозамкнутых обмоток или фазы обмотки в зависимости от места нахождения данного соединения. Нарушение контакта в цепи щеток приводит к повышенному искрению между контактными кольцами и щетками. Недопустимое снижение сопротивления изоляции может быть следствием ее сильного загрязнения, увлажнения и частичного разрушения вследствие старения. Нарушение межлистовой изоляции сердечников магнитопро- водов приводит к недопустимому превышению температуры отдельных участков магнитопровода и всего магнитопровода в целом, повышенному нагреву обмоток, выгоранию части магнитопровода (пожар в стали). Механические отказы. К ним относятся отказы из-за выплавки баббита в подшипниках скольжения, разрушения сепаратора, шариков или роликов в подшипниках качения, деформации вала ротора, образования глубоких дорожек на поверхности коллектора или контактных колец, ослабления крепления сердечников полюсов и статоров к станине, обрыва бандажей или их сползания, ослабления прессовки сердечников, ухудшения охлаждения машины из-за засорения охлаждающих каналов. Неисправности и повреждения электрических машин, вызывающие отказ, не всегда удается обнаружить путем внешнего осмотра, так как некоторые из них (в основном электрические) носят скрытый характер и могут быть обнаружены только после соответствующих испытаний и разборки машины, т. е. в процессе дефектации (см. подробнее § 7.5). Выплавка баббита в подшипниках скольжения и чрезмерный износ подшипников качения приводят к нарушению соосности валов электрической машины и механизма, к появлению эксцентриситета ротора. Первая из причин вызывает повышение вибраций электрической машины, которые не исчезают после отключения ее от сети, вторая приводит к появлению больших сил одностороннего притяжения, в результате чего двигатель не развивает номинальной скорости, а его работа сопровождается низкочастотным шумом. Повышенные вибрации могут являться также следствием нарушения уравновешенности вращающихся частей (ротора, полумуфт или шкива). Деформация вала ротора приводит к появлению эксцентриситета ротора и появлению больших сил одностороннего притяжения. Ослабление крепления полюсов и сердечников статоров приводит к повышенным вибрациям, исчезающим после отключения машины от сети. Ослабление прессовки магнитопровода вызывает появление низкочастотного шума машины и ее повышенные вибрации. Засорение охлаждающих (вентиляционных) каналов приводит к недопустимым перегрезам электрической машины в целом и (или) ее отдельных частей. Выработка коллектора и контактных колец приводит к ухудшению коммутации, быстрому износу щеток и повышенному нагреву контактных колец и коллектора. Как видно из анализа приведенных возможных неисправностей электрических машин и их влияния на рабочие свойства последних, одни и те же эффекты могут быть вызваны различными причинами. Это часто не позволяет однозначно назвать неисправность электрической машины по ее внешнему проявлению, а ограничиться перечнем возможных неисправностей, которые будут уточняться при дефектировке с целью последующего их устранения. |
|
|
|
|
|
|
