Moderní elektrická zařízení zpravidla obsahují měděné vodiče, spolehlivě chráněné izolačním pláštěm. Výjimkou nejsou ani elektromotory používané v průmyslu a každodenním životě. Ale pro efektivní provoz těchto jednotek je důležité zajistit, aby izolace vodičů byla udržována v perfektním stavu a zachovala si své ochranné vlastnosti.

elektromotory různých konstrukcí

Proč je nutný test izolačního odporu?

Pokud nekontrolujete pravidelně izolační odpor elektromotorů – po určité době může vyschnout nebo se velmi opotřebovat a přestat plnit své ochranné funkce. A tato situace je plná vážných následků, z nichž nejnepříjemnější je zkrat. Důsledkem je často vznícení izolace a jiných hořlavých materiálů, které se postupně rozvine v celoplošný požár.

Měření izolačního odporu motoru

Proto je organizování a provádění měření izolačního odporu elektromotoru primárním úkolem služeb odpovědných za udržování elektrického zařízení v provozuschopném stavu. Jeho včasná realizace v souladu se schváleným harmonogramem prací zabrání vážným následkům (zabrání selhání drahého zařízení).

Normy izolačního odporu

Stejně jako u jiných prvků elektrického zařízení, i pro elektromotory a podobné stejnosměrné stroje existují mezní hodnoty vodivosti ochranné izolace. Pokud se při měření ukáže, že skutečný indikátor je pod přípustným limitem, jednotka se vyřadí z provozu.

Normy pro asynchronní motory

Podle PUE by se při měření izolačního odporu vinutí elektromotoru mělo vzít v úvahu konkrétní provedení a deklarovaný výkon jednotky. Teprve po zohlednění všech těchto faktorů můžete začít měřit kontrolovaný parametr

Vezmeme-li v úvahu tyto faktory, musí kontrolovaný ukazatel odpovídat následujícím hodnotám:

  • Pro vinutí statoru – nejméně 0,5 mOhm;
  • Pro rotor motoru – nejméně 0,2 mOhm;
  • Indikátor pro teplotní senzory není standardizován.

Další informace: Přibližný odhad, často používaný v praxi měření, je založen na hodnotě tohoto ukazatele ne nižší než 1 mOhm.

Jeho pokles na 0,5 mOhm například ukazuje na drobné odchylky od normy, které však časem vedou k vážným následkům. Pokud je zjištěn výrazný pokles tohoto ukazatele, je nejlepší odeslat spornou jednotku k vyšetření do specializované dílny.

Normy pro stejnosměrné stroje

Zkušební techniky pro stejnosměrné stroje se poněkud liší od postupů již diskutovaných pro asynchronní motory. Zde budete muset nejprve vyjmout kartáče z držáků kartáčů (případně pod jejich tělo umístit kus izolační hmoty).

Kontrola minimálního izolačního odporu je organizována mezi následujícími uzly a prvky obvodu:

  • mezi všemi budícími vinutími a kolektorem;
  • mezi držákem kartáče a základnou (tělem) jednotky;
  • mezi kolektorem kotvy a základnou;
  • stejně jako mezi budicími vinutími a tělem jednotky.

Důležité! Během testu jsou budicí cívky elektricky odpojeny od ostatních součástí a každá je kontrolována jednotlivě.

Přípustný izolační odpor je určen řadou faktorů, z nichž hlavními jsou provozní napětí jednotky a teplota vzduchu. S průměrem 20°C to odpovídá následujícím hodnotám:

  1. při napájení 220 V – 1,85 mOhm;
  2. při 380 nebo 440 voltech – 3,7 mOhm;
  3. v případě napětí 660 voltů – 5,45 mOhm (stejný indikátor je k dispozici pro vysokonapěťové stroje 6 kV nebo 10 kV).
ČTĚTE VÍCE
Je 1 2 silná překližka vhodná na podklad?

Kromě uvažovaných uzlů je řízena odolnost obvazů. Měří se mezi ním a pouzdrem a navíc mezi ním a pevným vinutím motoru. Tento indikátor nesmí být menší než 0,5 mOhm.

Metody průzkumu

Při testování asynchronních motorů bude nutné demontovat statorová vinutí zapojená do hvězdy nebo trojúhelníku a zkontrolovat všechny cívky, které jsou v nich obsaženy. Následně se provedou měření požadovaného parametru ve vztahu k tělu a k sobě navzájem. K tomu se používají různé metody, hlavní jsou uvedeny níže:

  • Pomocí speciálního měřicího zařízení – megaohmmetru.
  • Použití voltmetru a analogového ampérmetru.
  • Pomocí měřicího můstku nebo moderního digitálního ohmmetru.
  • Zkouška vysokým napětím.
  • Pomocí běžného multimetru.

Každá z těchto metod vyžaduje podrobné zvážení.

Megaohmmetr

Testování pomocí meggeru se provádí za následujících podmínek:

  • s napájecím napětím do 500 voltů se používá zařízení s odpovídajícím jmenovitým výkonem;
  • při vysokých napětích je vybrán megohmetr s provozními hodnotami až 1000 voltů.

Upozornění: Je-li elektrické zařízení navrženo pro 600 voltů, je předepsáno používat zařízení 2500 voltů.

Kontroly ve vztahu ke skříni motoru a mezi vinutími se provádějí postupně pro každý z obvodů s různými svorkami. V tomto případě jsou všechny ostatní konce připojeny k tělu jednotky. Stejné postupy pro vinutí třífázového motoru zapojeného do hvězdy nebo trojúhelníku se provádějí pro všechny tři komponenty.

Měření izolačního odporu motoru

Prvky v obvodu, které jsou trvale připojeny k tělu jednotky (například ochranné kondenzátory nebo izolovaná vinutí), jsou během testování odpojeny. Pro měření prováděná na elektromotorech, jejichž vinutí je chlazené vodou, bude zapotřebí zařízení s ochranným štítem. Jeho svorky jsou před měřením připojeny ke stacionárnímu nebo přenosnému uzemňovacímu zařízení. Po dokončení měření je zbytkový náboj odstraněn z každého z testovaných obvodů dotykem s uzemněným tělem stroje.

Měřicí můstek a digitální ohmmetr

Měření pomocí této metody se provádějí v souladu s pokyny dodávanými se zařízeními. Obvod měřicího můstku obsahuje dva konstantní odpory a jeden proměnný. Jsou spojeny tak, že tvoří dvě unikátní „ramena“ v podobě 2 řetízků.V druhé polovině je v neobsazeném prostoru zapnut odpor, který je potřeba změřit.

měřící můstek

V úhlopříčce mostu je zahrnut číselník. Změnou hodnoty proměnlivého odporu obsluha dosáhne rovnováhy obou řetězců, když rameny protéká stejný proud. Požadovaný odpor se určí z poměru, do kterého se dosadí hodnoty tří

ČTĚTE VÍCE
Jak rozdělit jednopokojový byt na dva pokoje?

digitální ohmmetr

odpory (2 konstantní a jeden proměnný, získané jako výsledek měření).

Digitální ohmmetr je moderní elektronické zařízení, které umožňuje měřit odpor v širokém rozsahu (foto vpravo).

Pomocí ampérmetru plus voltmetru

Požadované hodnoty pro vinutí můžete poměrně přesně najít měřením napětí a proudu. Za tímto účelem budete muset provést následující operace:

  1. Připojte voltmetr mezi vinutí centrálního jádra motoru a jeho tělo a nainstalujte ampérmetr do série v tomto řetězci.
  2. Aplikujte malé napětí na výsledný obvod a poté změřte proud a napětí v něm.
  3. Pomocí klasického vzorce R=U/I určete odpor.
  4. Proveďte stejné operace, postupně zvyšujte napětí na maximální hodnotu.
  5. Na základě získaných dat vypočítejte aritmetický průměr.

Poté musíte provést stejné operace pro ostatní vinutí a prvky elektromotoru.

Použití vyššího střídavého napětí

K provedení takových testů bude zapotřebí zvýšené napětí získané z lineárního převodníku (transformátoru). Ten je vybaven seřizovacím zařízením, které vám umožní získat požadovanou úroveň testovacího potenciálu. Instalační schéma navíc obsahuje spínač s viditelným přerušením a proudovou ochranou. S jeho pomocí se transformátor automaticky vypne při poruše sekundárních obvodů nebo při zničení izolační ochrany.

Měření izolačního odporu motoru

Doba aplikace napětí během testování se volí rovna 1 minutě pro hlavní izolaci a 5 minutám pro izolaci mezi závity. Krátkodobá aplikace vysokonapěťového potenciálu neovlivňuje stav izolace (nezhoršuje její ochranné vlastnosti).

Důležité! Napětí lze libovolně zvýšit na 1/3 zkušební hodnoty, aniž by se brala v úvahu dynamika procesu.

Jakmile je této úrovně dosaženo, měla by být plynule zvyšována rychlostí, která umožňuje vizuální odečítání hodnot z číselníku. Při stejných operacích s elektrickými stroji nesmí být čas nárůstu napětí z 1/2 na maximální hodnotu kratší než 10 sekund.

Multimetr

Pomocí multimetru není možné přesně změřit izolaci vinutí motoru. Pokud je k dispozici, lze pouze přibližně odhadnout jeho kvalitu. Jinými slovy, v tomto případě se můžete pouze ujistit, že nedošlo například ke zkratu. V této situaci nemůže být řeč o přesných hodnotách požadovaného ukazatele.

Důvody nízkého odporu

Za normálních podmínek zůstává izolační odpor motorových vodičů pokrytých ochrannou fólií po dlouhou dobu nezměněn. Ale během provozu je ovlivněna řadou destruktivních faktorů, z nichž hlavní jsou:

  • Mechanické namáhání.
  • Zvýšená vlhkost prostředí.
  • Vystavení agresivním látkám v něm obsaženým.
  • Prudké výkyvy teplot.

Další informace: Přehřátí motoru pracujícího v abnormálním režimu má také významný vliv na stav pláště kontejnmentu.

Všechny tyto faktory vedou ke snížení izolačního odporu s možností následného průrazu vinutí do pouzdra nebo mezifázového zkratu.

ČTĚTE VÍCE
Jak vybrat stříkací pistoli pro malování stěn a stropů?

Kliknutím na jedno z tlačítek zjistíte, zda článek pomohl nebo ne.

Elektromotory spotřebují více než 70 % veškeré elektrické energie vyrobené na světě a jako součást systémů elektrického pohonu se používají jak v sítích stejnosměrného (nebo usměrněného) napětí, tak v sítích střídavého napětí (jednofázové i třífázové). Elektromotory jsou vysoce spolehlivé a mohou fungovat desítky let, ale to vyžaduje pravidelnou údržbu a plánovanou preventivní údržbu. Jednou z povinných součástí údržby elektropohonů je spolu s údržbou mechanických částí měření izolačního odporu vinutí elektromotoru.

Konstrukce asynchronního elektromotoru

Hlavní konstrukční prvky asynchronního elektromotoru jsou znázorněny na obrázku a nejkritičtější elektrickou částí každého motoru jsou jeho vinutí.

Zařízení indukčního motoru

Asynchronní elektromotory jsou v průmyslu nejrozšířenější díky jednoduchosti konstrukce a vysoké spolehlivosti. Stator asynchronního stroje se skládá z pouzdra a jádra, ve kterém je uloženo třífázové vinutí. Jádro statoru je vrstvené, to znamená sestavené z tenkých plechů z elektrooceli. To umožňuje výrazně snížit vířivé proudy indukované v jádře v důsledku vlivu magnetického pole statoru, které rotuje s frekvencí 50 Hz.

Statorové vinutí asynchronního motoru

Statorové vinutí je uloženo v drážkách jádra a skládá se z vnitřní (štěrbinové) části a vnějších (čelních) částí, které jsou umístěny vně jádra.

Čelní a štěrbinové části vinutí asynchronního motoru

Vinutí se skládá ze tří částí odpovídajících fázím a je položeno tak, že všechny tři fáze jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů. To je nutné, aby při průchodu proudu vinutím v nich vzniklo rotující magnetické pole. Když pole protíná otáčky rotoru, indukuje se v nich EMF, v důsledku čehož začne uzavřenými závity rotoru protékat elektrický proud. Proud rotoru vytváří vlastní magnetické pole, které je v záběru s polem statoru, díky čemuž vzniká krouticí moment a rotor se začíná otáčet ve stejném směru jako pole statoru.

Pro každou fázi vinutí existuje několik sekcí. Vinutí jsou vyrobena z izolovaného měděného drátu, jehož průřez určuje výkon stroje a délka z hlediska počtu závitů určuje počet otáček (rychlost). Při navíjení kotvy se vinutí umístí do drážek a vývody vinutí se zasunou do svorkovnice. Vinutí je celkem 6 – tři na začátku a tři na konci. Začátky vinutí jsou připojeny k síti, ve které bude elektrický stroj pracovat, a konce jsou spojeny hvězdou nebo trojúhelníkem přímo ve svorkovnici.

ČTĚTE VÍCE
Mohou dospělí používat dětský zubní kartáček?

Pokládání vinutí kotvy

Drát je po položení vinutí potažen lakem. Pak následuje dlouhý proces jeho sušení. Potažení drátu lakem umožňuje elektricky izolovat jednotlivé závity od sebe a zabránit tak vzájemnému zkratu. Kvalita tohoto procesu určuje izolační odpor vinutí jakéhokoli elektromotoru.

Proč je nutné hlídat izolační odpor elektromotorů?

Při provozu elektrických pohonných systémů může dojít ke zhoršení izolačního odporu vinutí vlivem různých faktorů – vnějších vlivů, mechanického poškození, teplotních změn, vlhkosti a agresivních látek obsažených v prostředí. Největší vliv na snížení izolačního odporu vinutí u motorů má přehřívání způsobené přetížením elektrických strojů v důsledku abnormálních provozních podmínek. To může vést ke zkratu vinutí k zemi (k rámu, který je obvykle uzemněn) nebo ke zkratu mezi fázemi, což způsobí selhání motoru.

Otočný zkrat vinutí elektromotoru

Měření izolačního odporu motoru

Před uvedením elektrického pohonu do provozu je nutné před uvedením do provozu změřit izolační odpor elektromotoru. Pokud byl motor odeslán do opravy (běžné nebo větší), nebo za podmínek jeho normálního provozu, při plánovaných kontrolách každé 3 roky, je také sledován stav izolace. Pravidla pro zkoušení elektrických strojů, požadavky na metrologické vlastnosti zařízení, zkušební metody a techniky pro sledování izolačního stavu vinutí jsou upraveny PUE a příslušnými státními normami.

Metody měření izolačního odporu asynchronního elektromotoru

Měření izolačního odporu vinutí elektromotoru v souladu s pravidly pro elektrické instalace se provádí v určitém pořadí pomocí:

  • megaohmmetr;
  • nepřímá měření pomocí voltmetru-ampérmetru;
  • měřící můstek;
  • moderní digitální ohmmetr;
  • multimetr;
  • zdroj vysokého napětí.

Podívejme se dále, jak měřit izolační odpor vinutí elektromotoru pomocí megaohmmetru, protože se jedná o nejběžnější metodu měření.

Megaohmmetr

Megohmetr (hovorově megometr) je zařízení pro měření vysokých odporů, které se od běžného ohmmetru liší tím, že vysoké napětí je do měřicího obvodu přiváděno přes vestavěný generátor. Často se používají indukční megaohmmetry, jejichž hlavní výhodou je, že není potřeba připojovat se k síti ani vestavěné vysokokapacitní baterie.

Megaohmmetr

U elektromotoru s napětím menším než 660 V, pracujícího v třífázových sítích 380 V, se zkouška provádí pomocí megohmetru s generátorem dodávajícím do měřicího obvodu napětí 1000 V. U asynchronního elektromotoru s el. napětí vyšší než 660 V, například 6 kV nebo více, napětí generátoru by již mělo být 2500 V.

ČTĚTE VÍCE
Proč je v systému zásobování studenou vodou potřeba expanzní nádoba?

Před měřením je nutné provést vizuální kontrolu elektrického stroje, zda nedošlo k poškození krytu. Před měřením odporu by měl být motor vysušen a vyčištěn. Jak již bylo zmíněno dříve, ve svorkovnici jsou vinutí zapojena do hvězdy nebo trojúhelníku. Pro měření izolačního odporu vinutí elektromotoru pomocí megohmetru je potřeba jeho měřicí sondy připojit ve dvojicích k počátečním svorkám vinutí, které jsou umístěny ve svorkovnici.

Měření izolačního odporu pomocí megaohmmetru

Pokud střídavě připojíte měřicí sondy megaohmmetru ke svorce odpovídající fáze na jedné straně a krytu motoru na straně druhé, zkontroluje se izolační odpor vinutí elektromotoru mezi fází a krytem (zem).

Měření izolačního odporu mezi fází a pouzdrem

Pro měření se rukojeť generátoru, která je součástí megaohmmetru, otáčí rychlostí asi 120 ot./min. Získané výsledky měření se zaznamenávají 60 sekund poté, co se jehla „uklidní“. Po dokončení měření je nutné vybít měřicí obvod a odstranit náboj nahromaděný po přivedení napětí na generátor megaohmmetru.

Normy izolačního odporu elektromotoru

V závislosti na typu elektromotoru se výrazně liší typ proudu v síti, úroveň napětí a normy izolačního odporu vinutí elektrického stroje. Tato norma odporu stanovuje mezní hodnotu odporu. Pokud hodnota získaná jako výsledek měření překročí normalizovanou hodnotu, znamená to, že další provoz takového elektromotoru není možný.

Normy pro střídavé motory

PUE reguluje, jaký minimální izolační odpor musí mít asynchronní elektromotor, aby mohl být dále provozován bez zastavení z důvodu údržby nebo oprav (plánované, generální opravy). Všechny tyto normy pro teploty 10–30 °C jsou uvedeny v tabulce níže.