В чем измеряется обмотка: Измерение сопротивления обмоток | Обмотчик электрических машин

Измерение сопротивления обмоток | Обмотчик электрических машин

Страница 72 из 84

Измерение сопротивления обмоток машин постоянного и переменного тока проводят на постоянном токе. Для измерения применяют измерительные мосты, электронные приборы — омметры или используют метод амперметра — вольтметра.

Измерительный мост представляет собой смонтированные в одном корпусе магазин калиброванных сопротивлений, источник питания — батарею на несколько вольт и стрелочный гальванометр. Выводные концы катушки или обмотки, сопротивление которой надо измерить, подключают к зажимам измерительного моста и поворотом ручек переключателей сопротивлений подбирают его сопротивление, равное измеряемому. Если это сопротивление отличается от сопротивления обмотки, то стрелка гальванометра при нажатии контрольной кнопки отклонится. По резкости и направлению отклонения стрелки судят о необходимости увеличить или уменьшить сопротивление моста и после необходимого переключения снова нанимают контрольную кнопку. Если стрелка неподвижна, то сопротивление моста равно измеряемому сопротивлению.
При работе с измерительным мостом следует быть осторожным, так как при большой разнице измеряемого сопротивления и сопротивления, подобранного в магазине моста, стрелка очень резко отклонится от среднего положения и, ударившись в ограничитель, погнется. Чтобы этого не случилось, на приборе размещают две контрольные кнопки. Около одной из них написано «Грубо», около другой — «Точно». При нажатии кнопки «Грубо» ток через гальванометр ограничивается и стрелка, несмотря на большую разницу сопротивлений, отклоняется незначительно. Кнопку «Точно» можно нажимать только после того, как сопротивление моста подобрано настолько точно, что при нажатии кнопки «Грубо» стрелка почти не движется. После того нажимают кнопку «Точно» и, изменяя положения ручек самых малых сопротивлений, окончательно выравнивают сопротивление моста и сопротивление катушки.

Измерения с помощью моста требуют длительного времени, так как при каждом измерении приходится несколько раз переставлять ручки переключателей и нажимать кнопки гальванометра. Значительно удобнее измерять сопротивление с помощью омметров, которые сразу показывают измеряемое сопротивление. Особенно удобны цифровые приборы, в которых значение измеряемого сопротивления высвечивается на шкале.
Для измерения малых сопротивлений используют специальные омметры или метод вольтметра — амперметра. Через измеряемую обмотку или катушку пропускают постоянный ток и измеряют падение напряжения в обмотке. Сопротивление обмотки рассчитывают по формуле закона Ома: R = U/I.
Если напряжение U измерить непосредственно на зажимах обмотки, то этим методом можно определить сопротивление только самой обмотки независимо от длины соединительных проводов. Для получения точных результатов постоянный ток должен быть стабильным, без колебаний, поэтому для питания схемы используют аккумуляторные батареи, а не выпрямительные установки.

Сопротивление провода зависит от его температуры. Поэтому измерения всегда проводят на остывшей машине при температуре обмоток, равной температуре окружающего воздуха. В протоколах измерений обязательно указывают температуру обмоток. В технической документации указывается сопротивление обмоток при 20°С, которое обозначают R20. Если измерения производились при другой температуре, то для сравнения результатов нужно привести полученное значение сопротивления к температуре 20°С. Зависимость сопротивления от температуры выражается следующей формулой: Rt2=Rt1(l+αt), где Rt1 — сопротивление обмотки при температуре t1; Rt2—сопротивление обмотки при температуре t2 причем t1<t2, ∆t — разность температур, °С; а — температурный коэффициент изменения сопротивления для многих чистых металлов (для меди и алюминия, равный 0,004 1/град).

Если по измерениям, проводимым при t1=15°С, сопротивление обмотки R15=0,95 Ом, то сопротивление, приведенное к 20°С, будет равно R20 =R15(1+α∆t) = 0,95[ 1+0,004(20 — 15)] = 0,97 Ом.

Если результаты измерений сопротивления обмоток расходятся более чем на 5—10% с указанными в технической документации, то это показывает, что обмотка выполнена неверно. В то же время совпадение результатов не дает оснований для заключения о правильности выполнения обмотки.

Рассмотрим такой пример. Двухслойная обмотка из круглого провода намотана пятью проводниками, имеет шесть катушечных групп в каждой фазе (шестиполюсная машина) и соединена в две параллельные ветви. При соединении и пайке схемы обмотчик некачественно выполнил скрутку проводов и плохо ее спаял, один из проводников остался не соединенным с остальными, и ток в этой катушечной группе проходит только по четырем проводам, а не по пяти, как в других группах. Сопротивление этой катушечной группы увеличилось обратно пропорционально суммарному поперечному сечению проводников, т. е. в 5/4=1,25 раза. В то же время сопротивление всей фазы обмотки возросло только на 4%. Такое изменение сопротивления лежит в допустимых пределах и дефект при измерении сопротивлений фаз не может быть обнаружен. В то же время по дефектной катушечной группе протекает такой же ток, как и по остальным, но электрические потери в ее проводниках больше, чем в других группах, на 25% (пропорционально возросшему сопротивлению). Это неизбежно приведет к усилению нагрева проводников, ускорит старение их изоляции и выход машины из строя. Так же измерением сопротивления обмотки не может быть обнаружен, например, замкнутый виток обмотки из круглого провода. Отклонение результатов измерений сопротивлений по фазам обмотки не будет превышать 1—2%, в то же время наличие замкнутого витка приведет к выходу машины из строя из-за быстрого его нагрева и повреждения изоляции соседних витков и пазовой.

При ремонтных работах часто для обнаружения неисправностей обмотки измеряют и сравнивают между собой падение напряжения на нескольких одинаковых элементах обмотки при пропускании по ней тока. Так, например, если соединить все катушки обмотки возбуждения машины постоянного тока последовательно, пропустить по ним Ток и вольтметром измерить падение напряжения на катушке каждого полюса, то результаты измерения должны быть одинаковые или очень близкие друг к другу. Заметные отклонения в показаниях вольтметра при подключении его к какой-либо из катушек покажут, что эта катушка имеет дефект. Например, при большем числе витков падение напряжения на ней будет больше, чем на других, а при уменьшенном числе витков или при замыкании нескольких витков — меньшим. Для проведения таких измерений источник тока соединяют с зажимами обмотки постоянными контактами, а к зажимам вольтметра подключают переносные щупы с острыми концами, легкое нажатие на которые создает хороший контакт с проводом обмотки. Сопротивление катушек при этом не рассчитывают.
Подобный же метод применяют для контроля правильности соединения секций якоря машины постоянного тока с коллектором. Для этого собирают схему, показанную на рис. 182. Схема подключается рубильником через предохранители к источнику тока — аккумуляторной батарее. Измерения производят с помощью двойных щупов 1, в изолированных рукоятках которых укреплено по две иглы. Иглы 4 — измерительные, короткие, соединены с милливольтметром. Иглы 3 — токовые, более длинные, подвижные. Они опираются на пружины 5 и до измерений выдвинуты из рукояток больше, чем измерительные. Подвижные иглы соединены с источником тока через амперметр и регулировочный резистор.

Рис. 182. Схема соединения щупов для контроля обмотки якоря

Измерения проводят следующим образом. Включают источник питания и устанавливают подвижные токовые иглы щупов на соседние пластины коллектора 2. В цепи схемы появляется ток, замыкающийся через пластины коллекторов, выводные концы секций и обмотку якоря. Регулировочным резистором устанавливают определенный ток (обычно 1-2 А), чтобы не перегревались соединительные провода и токовые щупы. После того как ток установлен, его не меняют на протяжении всех измерений. Нажав на щупы, утапливают подвижные иглы и касаются измерительными иглами тех же коллекторных пластин, к которым присоединены подвижные иглы. По милливольтметру замечают и записывают напряжение между двумя соседними коллекторными пластинами. Потом переносят щупы на следующую пару пластин и после того, как амперметр покажет тот же ток в цепи, нажимают на них, чтобы коснуться пластин измерительными иглами. Таким образом последовательно обходят все пластины коллектора. Если все секции соединены с коллектором правильно и качество пайки их выводных концов с пластинами хорошее, то показания милливольтметра будут практически одинаковы, так как схемы обмоток якорей полностью симметричны. При ошибке в схеме или плохом контакте секции с коллектором, а также при замыкании витков в секции показания милливольтметра изменяются. Двойные щупы необходимы для того, чтобы случайно не вывести из строя милливольтметр, так как при плохом контакте между выводным концом секции и пластиной коллектора или при обрыве одной из секций напряжение между некоторыми коллекторными пластинами будет равно полному напряжению источника питания.

• Назад
• Вперёд

Измерение сопротивления изоляции обмоток

Подробности

Категория: Электрические машины

• эксплуатация
• диагностика и измерения
• изоляция
• обмотки

Для измерения сопротивления изоляции применяют мегаомметры логометрической системы с источником постоянного напряжения на 250, 500, 1000 и 2500 В. Измерение сопротивления изоляции вспомогательных измерительных цепей, электрически не соединенных с рабочими цепями объекта измерения, заложенных и встроенных температурных индикаторов, термометров сопротивления, термопар и т. п. производят мегаомметром на 250 В. Мегаомметры напряжением 500 В применяют при измерении сопротивления изоляции обмоток с номинальным напряжением до 500 В включительно; мегаомметры напряжением 1000 В — для обмоток выше 500 В. Мегаомметры напряжением 2500 В применяют для измерения сопротивления изоляции обмоток статоров крупных машин переменного тока с напряжением 6000 В и выше. При измерении сопротивления изоляции крупных машин рекомендуется применять мегаомметр с электроприводом. Измерение сопротивления изоляции производят при отсутствии электрического напряжения по методике, изложенной в разд. 3 справочника.

После окончания измерений сохранившийся на обмотке потенциал высокого напряжения следует разрядить путем замыкания ее на корпус проводником, предварительно соединенным с корпусом. Продолжительность разряда для обмоток с номинальным напряжением 3000 В и выше должна быть не менее 15 с для машин до 1000 кВт и 60 с для машин больше 1000 кВт.
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками производят поочередно для каждой электрически независимой цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом машины

Рис. 1. Зависимость сопротивления изоляции Rn обмотки относительно корпуса от .времени приложения напряжения мегаомметра.

1 — при сухой изоляции; 2 — при увлажненной изоляции.
.

Показания мегаомметра зависят от времени приложения напряжения к проверяемой обмотке. Чем больше время, прошедшее от момента приложения напряжения к изоляции до момента отсчета (15 и 60 с), тем больше получается измеренное значение сопротивления изоляции (рис. 1).
При измерении сопротивления изоляции необходимо измерять и температуру обмотки. С повышением температуры сопротивление изоляции уменьшается. Измерение сопротивления изоляции следует выполнять при температуре обмотки, соответствующей номинальному режиму работы машины или приведенной к температуре 75 °С. Температура обмотки в холодном состоянии не должна быть ниже 10 °С. Если температура ниже указанной, то обмотку перед измерением необходимо подогреть. Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции электрических машин относительно корпуса и между обмотками при рабочей температуре и через 60 с после приложения напряжения определяются
(1)
где Uя — номинальное напряжение обмотки, В; Ря — номинальная мощность машины: постоянного тока, кВт, переменного тока, кВ-А.

Допустимое значение сопротивления изоляции, подсчитанное по (1), должно быть не меньше 0,5 МОм. В случае измерения сопротивления изоляции при температуре ниже рабочей, полученное по (1) сопротивление изоляции следует удваивать на каждые 20 °С (полные и неполные) разности между рабочей
температурой и той температурой, при которой выполнено измерение.

Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции Re о для машин постоянного тока приведены в табл. 1, для машин переменного тока напряжением выше 1000 В — в табл. 2.
Таблица 1

Допустимые сопротивления изоляции R60 машин постоянного тока

Таблица 2

Допустимые сопротивления изоляции R60 машин переменного тока напряжением выше 1000 В

Для машин переменного тока напряжением ниже 1000 В сопротивление изоляции обмотки статора 0,5 МОм при температуре 10— 30 °С; обмотки ротора 0,2 МОм.

О степени влажности изоляции судят по так называемому коэффициенту абсорбции 6а, который представляет собой отношение показаний мегаомметра после приложения напряжения через 15 и 60 с·

Рис. 2. Зависимость коэффициента абсорбции от температуры машины.

1 — для крупных машин при сухой изоляции; V — для крупных машин при увлажненной изоляции; 2, 2* — для машин средней и малой мощности при сухой и увлажненной изоляции, соответственно.

Следует учесть, что значение кя даже при хорошем состоянии изоляции в значительной степени зависит от температуры машины и вида применяемых изоляционных материалов. С повышением температуры коэффициент абсорбции для машин, имеющих неувлажненную изоляцию, уменьшается (рис. 2).

Для неувлажненной обмотки при температуре 10—30 °С ha = 1,34-2,0; для увлажненной обмотки коэффициент абсорбции близок к единице.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Эл. машины
• Разборочно-сборочные работы при ремонте электродвигателей АЭС

Еще по теме:

• Испытание электрической прочности изоляции обмоток машин
• Ремонт обмотки статора с микалентной изоляцией
• Контроль и оценка состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию
• Установка изоляции и обмоток после ремонта. Подпрессовка обмоток
• Контроль состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию

Объяснение измерения сопротивления обмотки трансформатора — статьи

В этом руководстве представлены общие сведения о методах и процедурах измерения сопротивления обмотки трансформатора. Фото: TestGuy

Измерение сопротивления обмотки является важным диагностическим инструментом для оценки возможного повреждения трансформаторов в результате неправильной конструкции, сборки, обращения, неблагоприятных условий окружающей среды, перегрузки или плохого обслуживания.

Основной целью этого испытания является проверка существенных различий между обмотками и обрывов в соединениях. Измерение сопротивления обмоток трансформатора гарантирует правильность подключения каждой цепи и герметичность всех соединений.

Сопротивление обмотки в трансформаторах будет изменяться из-за короткого замыкания витков, ослабленных соединений или износа контактов в переключателях ответвлений. Независимо от конфигурации измерения сопротивления обычно выполняются между фазами, и показания сравниваются друг с другом, чтобы определить, являются ли они приемлемыми.

Измерения сопротивления обмотки трансформатора получают путем пропускания известного постоянного тока через испытуемую обмотку и измерения падения напряжения на каждой клемме (закон Ома). Современное испытательное оборудование для этих целей использует мост Кельвина для достижения результатов; набор для проверки сопротивления обмотки можно представить как очень большой омметр с низким сопротивлением (DLRO).

Содержание руководства

• Подключение испытательного комплекта
• Подключение к трансформатору
• Измерение сопротивления обмотки
• Сопротивление обмотки устройства РПН
• Результаты испытаний
• Формула коррекции температуры
• Трансформатор размагничивания

Будьте осторожны при тестировании

Перед проведением испытания сопротивления обмотки трансформатора важно соблюдайте все предупреждения по технике безопасности и принимайте надлежащие меры предосторожности. Убедитесь, что все тестируемое оборудование надлежащим образом заземлено, и рассматривайте все высоковольтное силовое оборудование как находящееся под напряжением до тех пор, пока не будет доказано обратное с помощью надлежащих процедур блокировки/маркировки.

Во время испытания важно не отсоединять токоведущие провода или провода напряжения, пока через трансформатор протекает ток. Это приведет к возникновению чрезвычайно высокого напряжения в точке разрыва тока, что может привести к летальному исходу.

Подключение испытательного комплекта

Оборудование для измерения сопротивления обмотки доступно в различных исполнениях в зависимости от конкретного применения. Испытательный комплект, используемый для силового трансформатора, сильно отличается от комплекта, разработанного для небольших измерительных трансформаторов. Независимо от типа тестеры сопротивления обмоток всегда оснащены токовым выходом, измерением напряжения и измерителем сопротивления. Фото: Testguy

Как первичные, так и вторичные клеммы трансформатора должны быть изолированы от внешних соединений, а измерения должны выполняться на каждой фазе всех обмоток. Подключения испытательного оборудования должны выполняться в следующем порядке:

1. Заземление . Убедитесь, что трансформатор сначала заземлен непосредственно на заземление местной станции, а затем подключите заземление испытательного комплекта.
2. Аксессуары – Подключайте любые необходимые аксессуары, такие как пульты дистанционного управления, сигнальные маячки, ПК и т. д.
3. Тестовые провода — Отсоединив тестовые провода от тестируемого устройства, подключите провода тока и напряжения к испытательному комплекту и проверьте герметичность всех соединений.
4. Подключение к трансформатору . Каждая конфигурация трансформатора требует различных тестовых подключений, некоторые примеры приведены в следующем разделе. Особое внимание следует уделить , чтобы предотвратить падение выводов во время тестирования или подключение выводов сверху или слишком близко друг к другу. Провода напряжения всегда должны располагаться внутри (между) токоподводами и трансформатором.
5. Входная мощность – Подключите тестовый комплект. Перед выполнением этого подключения убедитесь, что заземление источника питания имеет низкоомный путь к заземлению локальной станции.

Подключение к тестируемому трансформатору

Для однофазных и простых конфигураций треугольник-звезда можно использовать следующие соединения. Имейте в виду, что каждая конфигурация трансформатора отличается, и ваша конкретная настройка может не относиться к тому, что показано ниже. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству пользователя, прилагаемому к вашему тестовому комплекту.

Пример однофазного трансформатора

Соединения для проверки сопротивления обмоток трансформатора — одинарная обмотка. Фото: TestGuy

Пример трехфазной обмотки треугольником

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — трехфазная обмотка треугольником. Фото: TestGuy

3-фазная вторичная обмотка по схеме «звезда» Пример

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — 3-фазная обмотка по схеме «звезда». Фото: TestGuy

Пример испытания двойной обмотки (однофазный)

Чтобы сэкономить время при испытании двухобмоточных трансформаторов, первичную и вторичную обмотки можно проверить одновременно, используя соединения, показанные ниже:

Сопротивление обмотки трансформатора Тестовые соединения — двойная обмотка. Фото: TestGuy

Пример испытания двойной обмотки (трехфазный)

Соединения для испытания сопротивления двухобмоточного трехфазного трансформатора. Фото: TestGuy

Чтобы уменьшить время насыщения сердечника, перемычка, используемая для соединения обеих обмоток, должна быть подключена к противоположным полярностям трансформатора. Если положительный вывод для тока подключен к положительному выводу первичной обмотки, тестовый ток возбуждения от первичной обмотки h3 перескочил на положительный вывод вторичной обмотки Х1.

Примечание: Если сопротивление между двумя обмотками больше, чем в 10 раз, может оказаться желательным получить более точные показания, проверяя каждую обмотку отдельно.

Пример трансформатора тока

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора тока. Фото: TestGuy

Измерение сопротивления обмоток

При измерении сопротивления обмоток показания следует наблюдать и записывать после стабилизации значения сопротивления . Значения сопротивления сначала будут «дрейфовать» из-за индуктивности трансформатора, которая более распространена в больших обмотках, соединенных треугольником.

Для небольших трансформаторов дрейф длится всего несколько секунд; для однофазных высоковольтных трансформаторов дрейф может длиться менее минуты; для больших трансформаторов требуемое время дрейфа может составлять пару минут и более. Любое изменение тока приведет к изменению значения сопротивления.

Сопротивление обмотки устройства РПН

Многие силовые и распределительные трансформаторы оборудованы РПН для увеличения или уменьшения коэффициента трансформации в зависимости от напряжения питания. Поскольку изменение передаточного числа включает в себя механическое перемещение из одного положения в другое, каждый отвод должен быть проверен во время испытания сопротивления обмотки.

Во время планового обслуживания не всегда возможно проверить каждую отводку из-за нехватки времени или других факторов. В таких случаях допустимо измерять сопротивление каждой обмотки только в указанном положении ответвления.

Для ответвлений «без нагрузки» трансформатор должен быть разряжен между переключениями ответвлений. Устройства РПН и регуляторы напряжения могут эксплуатироваться с включенным испытательным комплектом при переходе от РПН к РПН, что не только экономит время, но и позволяет проверить функцию включения перед размыканием устройства РПН.

Связанный: Трансформаторные переключатели ответвлений: объяснение основных принципов и испытаний

Результаты испытаний

Интерпретация результатов сопротивления обмоток обычно основана на сравнении каждого значения сопротивления с каждой соседней обмоткой на одном ответвлении. Если все показания отличаются друг от друга в пределах одного процента, считается, что образец прошел испытание.

Сравнения также можно проводить с исходными данными испытаний, измеренными на заводе, с использованием значений с поправкой на температуру, учитывая, что испытания сопротивления в полевых условиях не предназначены для дублирования протокола испытаний производителя, которые, скорее всего, проводились в контролируемой среде при время изготовления.

Пример данных испытаний

В зависимости от размера испытуемой обмотки трансформатора показания сопротивления будут выражены в омах, миллиомах или микроомах. В приведенной ниже таблице показано, как могут быть записаны данные испытаний для простого трехфазного трансформатора 13 200–208/120 В с тремя обесточенными первичными положениями переключателя ответвлений.

Температурная коррекция

Поскольку сопротивление зависит от температуры, при сравнении результатов для данных тренда необходимо использовать скорректированные значения. Очень важно оценить температуру обмотки во время измерения.

Если трансформатор оборудован датчиком температуры обмотки, используйте эти показания, в противном случае предполагается, что температура обмотки равна температуре масла. Если трансформатор измеряется без масла, температура обмотки обычно принимается такой же, как температура окружающего воздуха.

Измеренное сопротивление должно быть приведено к общепринятой температуре, такой как 75°C или 85°C, по следующей формуле:

где:

• R _C – скорректированное сопротивление
• R _M измеренное сопротивление
• C _F — поправочный коэффициент для медных (234,5) или алюминиевых (225) обмоток
• C _T скорректированная температура (75°C или 85°C)
• W _T температура обмотки (°C) во время испытания

Размагничивание трансформатора

После завершения всех испытаний выполните операцию размагничивания трансформатора. Этот шаг имеет решающее значение для бесперебойной работы при вводе трансформатора в эксплуатацию.

Размагничивание трансформатора устраняет остаточный магнитный поток, вызванный пропусканием поляризованного постоянного тока через обмотки во время испытания сопротивления. Фото: Викимедиа.

Если не выполнить операцию размагничивания, избыточный остаточный поток в сердечнике трансформатора может вызвать большие пусковые токи на первичной стороне, которые могут привести к срабатыванию защитных реле. Размагничивание трансформатора достигается за счет пропускания нескольких циклов уменьшенного тока через обмотку как в положительном, так и в отрицательном направлении (переменный постоянный ток).

Размагничивание необходимо выполнять только на одной обмотке после завершения всех испытаний на сопротивление. При использовании современных испытательных комплектов с функцией размагничивания рекомендуется подключать проводники тока и напряжения к обмотке высокого напряжения для процесса размагничивания.

Для трансформаторов тока выполните тест насыщения для размагничивания ТТ по завершении всех тестов сопротивления обмоток.

Каталожные номера

• Руководство по эксплуатации Megger MTO210
• Техническое обслуживание и испытания электроэнергетического оборудования — Пол Гилл
• Стандарты приемочных испытаний ANSI/NETA 2017 г.
• Стандарты эксплуатационных испытаний ANSI/NETA 2015 г.

Почему мы измеряем сопротивление обмотки трансформатора?

Введение

Измерение сопротивления обмотки трансформатора имеет принципиальное значение для следующих целей:

• Расчет I ² R составляющей потерь в проводниках.
• Расчет температуры обмотки в конце цикла температурных испытаний.
• В качестве основы для оценки возможного ущерба в полевых условиях.

Трансформаторы подвержены вибрации. Проблемы или неисправности возникают из-за плохой конструкции, сборки, обращения, плохих условий эксплуатации, перегрузки или плохого обслуживания. Измерение сопротивления обмоток гарантирует правильность соединений, а измерение сопротивления указывает на отсутствие серьезных несоответствий или обрывов. Многие трансформаторы имеют встроенные отводы. Эти краны позволяют увеличивать или уменьшать соотношение на доли процента. Любое изменение отношения связано с механическим перемещением контакта из одного положения в другое. Эти переключения ответвлений также проверяются во время испытания сопротивления обмотки.

Независимо от конфигурации (звезда или треугольник) измерения выполняются фаза к фазе. Сравнения проводятся, чтобы определить, сопоставимы ли показания. Целью испытания является проверка грубых различий между обмотками и обрывов в соединениях. Испытания не проводятся для дублирования показаний изготовленного устройства, которое было испытано на заводе в контролируемых условиях и, возможно, при других температурах.

Характеристики трансформатора

Трансформатор — это пассивное устройство, способное накапливать и отдавать ограниченное количество энергии. Все трансформаторы используют магнитный материал для формирования магнитных полей, которые действуют как среда для передачи энергии. Связь между магнитным полем и электрическими цепями, с которыми оно взаимодействует, играет важную роль в описании работы устройства. Магнитный материал определяет размер и возможности оборудования и вводит ограничения из-за насыщения и потери производительности.

Трансформатор состоит из двух или более обмоток, связанных между собой взаимным магнитным полем. Эти обмотки представляют собой катушки проводов и катушки индуктивности. Характеристики трансформатора теперь можно анализировать с помощью простых формул. Напряжение на катушке индуктивности пропорционально скорости изменения тока через нее во времени.

В = L di/dt

Следует также отметить, что резкое изменение тока индуктора также требует резкого изменения энергии, запасенной в индукторе, и это резкое изменение энергии требует в этот момент бесконечной мощности; бесконечная мощность не существует в реальных приложениях. Нельзя допускать, чтобы ток дросселя мгновенно перескакивал с одного значения на другое. Если будет предпринята попытка разомкнуть физический индуктор, через который протекает конечный ток, на переключателе возникнет дуга. Это полезно в системе зажигания автомобиля, но никому не хочется наблюдать при проверке обмоток трансформатора.

Энергия, запасенная в индукторе с циркулирующим током, может быть представлена ​​формулой:

Ш (т) = 1/2 I ² Д,

где,

w(t) = Энергия как функция времени,

I = ток в амперах,

L = индуктивность в генри

Прежде чем желаемый испытательный ток сможет протекать через обмотку, это требование к энергии должно быть выполнено. Это означает, что потребуется некоторое время, прежде чем можно будет провести измерение. Это требование времени относится только к времени зарядки. Перед проведением измерения необходимо дать дополнительное время для стабилизации тока.

Общее время, необходимое для снятия показаний, ограничено задержкой во времени между подачей постоянного тока и моментом, когда намагниченность сердечника становится стабильной. В зависимости от размера и конструкции трансформатора время испытаний может быть очень коротким для небольших трансформаторов или очень длительным для более крупных трансформаторов с высокой индуктивностью.

Испытательное оборудование

До появления современного цифрового электронного оборудования использовался мост Кельвина. Батарейки, выключатели, гальванометры, амперметры и регулировочные ползунки использовались для измерения сопротивления трансформатора. Регуляторы тока были сконструированы и вставлены между батареей и мостом. Входное напряжение на регулятор 12 В постоянного тока от автомобильной аккумуляторной батареи обеспечивало переменные ступенчато выходные токи, соответствующие максимальному номинальному току моста на наиболее применяемых на трансформаторах диапазонах. Регулятор тока увеличил как скорость, так и точность показаний моста. Приблизительное наличие 11 В использовалось для ускорения начального нарастания тока и снижалось примерно до 5 В непосредственно перед тем, как был достигнут выбранный ток и началось регулирование.

Когда началось регулирование, ток был практически постоянным, несмотря на индуктивность обмоток и колебания напряжения батареи или сопротивления выводов.

Время тестирования значительно сократилось за счет использования современных контрольно-измерительных приборов на базе микропроцессоров. Прямые показания доступны с цифровых счетчиков с автоматической индикацией, показывающей, когда доступно хорошее измерение. На некоторых тестерах доступны два измерительных канала, что позволяет проводить два измерения сопротивления одновременно.

Предупреждение: Из-за огромного количества энергии, которое может накапливаться в магнитном поле, перед отсоединением измерительных проводов от тестируемого трансформатора следует принять меры предосторожности. Никогда не отсоединяйте провода во время процесса тестирования и всегда давайте достаточно времени для полной разрядки тестируемого трансформатора. Для разрядки больших трансформаторов может потребоваться несколько минут. Сегодня большинство новых тестеров сопротивления обмоток имеют индикаторы, которые показывают, когда безопасно отсоединять провода.

Принципы работы

Основная идея состоит в том, чтобы подавать постоянный ток через измеряемую обмотку, а затем считывать падение напряжения на этой обмотке.

Приборы для электрических испытаний пропускают постоянный ток через обмотку и внутренний эталонный токовый шунт. После измерения обоих падений постоянного напряжения выполняется расчет сопротивления, и его значение отображается на передней панели прибора. Этот метод позволяет не учитывать сопротивление выводов, поскольку показания не зависят от тока. Кроме того, не потребуется никаких коэффициентов умножения при изменении текущих диапазонов.

Источник постоянного тока должен быть очень стабильным. Формула для постоянного напряжения на трансформаторе приведена ниже:

В = I * R + (L di/dt)

где,

В = напряжение на обмотке трансформатора

I = постоянный ток через обмотку трансформатора

R = сопротивление обмотки трансформатора

L = индуктивность обмотки трансформатора

ди/дт = изменение значения тока (пульсация)

Предположим, что тестер имеет очень стабильный источник тока (т. е. отсутствие пульсаций), тогда di/dt равно нулю, а L di/dt становится равным нулю.

Устройство переключения ответвлений

Переключатели ответвлений делятся на два типа: под нагрузкой и без нагрузки. Устройство РПН позволяет изменять передаточное отношение во время работы трансформатора. Это означало бы, что передаточное отношение трансформатора может быть изменено, пока мощность все еще проходит через него. Наиболее распространенным примером устройства РПН этого типа является регулятор напряжения.

Устройство РПН

При тестировании устройств РПН прибор необходимо оставлять включенным при переходе от РПН к РПН. Это позволяет оператору проводить измерения очень быстро, не разряжая и не перезаряжая трансформатор при каждом ответвлении. Тестер сопротивления обмотки должен балансироваться после каждого переключения ответвлений.

Если кран неисправен (открыт) или если есть хотя бы часть времени, когда цепь разомкнута, тестер сопротивления обмотки автоматически перейдет в цикл разрядки. Это дает оператору четкое указание на возможную неисправность в устройстве РПН. В этом состоянии разомкнутой цепи испытательный комплект не повредит трансформатор.

Переключатель ответвлений без напряжения

Этот тип устройства РПН требует, чтобы устройство РПН разряжалось между переключениями РПН. Для замены отводов трансформатор должен быть выведен из эксплуатации.

Тестер сопротивления будет по-прежнему работать с этим переключателем, но измерение необходимо остановить и перезапустить между переключениями ответвлений.

Безопасность

Хотя некоторые виды диагностики трансформатора могут быть выполнены без обесточивания трансформатора, измерение сопротивления обмотки к ним не относится. Для обеспечения максимальной безопасности работника от трансформатора должны быть отсоединены как высоковольтные, так и низковольтные провода. Желательно, чтобы между зажимами трансформатора и линиями высокого и низкого напряжения был видимый разрыв. Прибор для измерения сопротивления обмотки должен быть должным образом заземлен во время испытания. Также рекомендуется во время измерения заземлить одну сторону испытуемой обмотки.

Заключение

Трансформаторы

являются очень надежными устройствами, которые могут служить в течение длительного времени при регулярном обслуживании и обслуживании. Отказы трансформаторов, если они случаются, обычно носят серьезный характер, что может потребовать дорогостоящего ремонта и длительного простоя.