Сушке подвергаются электрические машины при увлажнении изоляции обмоток и других токоведущих частей, например, при транспортировке, хранении, монтаже и ремонте, а также при длительном останове агрегата.
Сушка изоляции обмоток электрических машин без особой необходимости вызывает дополнительные неоправданные расходы, а при неправильном ведении режима сушки, кроме того, происходит порча обмотки.
Назначение сушки - удаление влаги из изоляции обмоток и повышение сопротивления до значения, при котором электрическую машину можно поставить под напряжение. Абсолютное сопротивление, МОм, изоляции для электрических машин, прошедших капитальный ремонт, должно быть не менее 0,5 МОм при температуре 10 - 30° С.
Для вновь установленных электрических машин это значение должно быть не ниже значений, приведенных в табл. 2, а у электродвигателей напряжением выше 2 кВ или более 1000 кВт, кроме того, необходимо определить мегаомметром коэффициент абсорбции ka6c или отношение R60/ R15.
Если полученные данные указывают на неудовлетворительное состояние изоляции, электрические машины подвергаются сушке.
Удаление влаги из изоляции обмотки электрической машины происходит за счет диффузии, вызывающей перемещение влаги в направлении потока тепла от более нагретой части обмотки к более холодной.
Перемещение влаги происходит вследствие перепада влажности в разных слоях изоляции, из слоев с большей влажностью влага перемещается в слои с меньшей влажностью. Перепад влажности в свою очередь создается перепадом температуры. Чем больше температурный перепад, тем интенсивнее происходит сушка изоляции. Например, нагревая внутренние части обмотки током, можно создать перепад температуры между внутренними и внешними слоями изоляции и тем ускорить процесс сушки.
Для ускорения сушки обмотки, нагретые до предельной температуры, целесообразно периодически охлаждать до температуры окружающей среды. Пои этом эффективность термической диффузии получается тем большей, чем быстрее охлаждаются поверхностные слои изоляции.
Табл. 1. Ориентировочная продолжительность сушки электрических машин
| Электрические машины | Минимальное время, ч, для достижения температуры | Продолжительность сушки, ч | ||
| 50 °С | 70 °С | общая | минимальная после достижения установившегося сопротивления изоляции, МОм | |
| Малой и средней мощности | 2 - 3 | 5 - 7 | 15 - 20 |
3 - 5 |
| Большой мощности открытого исполнения | 10 - 16 | 15 - 25 | 40 - 60 | 5 - 10 |
| Большой мощности закрытого исполнения | 20 - 30 | 25 - 50 | 70-100 |
10 - 15 |
В процессе сушки нагревать обмотки и сталь нужно постепенно, так как при быстром нагревании температура внутренних частей машины может достигнуть опасного значения, в то время как нагревание наружных частей будет еще незначительным.
Скорость подъема температуры обмотки во время сушки не должна превышать 4 - 5°С в час. Согласно ПТЭ электроустановок потребителей измерение сопротивления изоляции относительно корпуса машины и между обмотками производят для обмоток электрических машин напряжением до 660 В включительно мегаомметром на 1000 В, а у электрических машин напряжение выше 660 В - мегаомметром на 2500 В.
Однако согласно ГОСТ 11828 - 75 сопротивление обмоток электрических машин на номинальное напряжение до 500 В включительно измеряют мегаомметром, рассчитанным на 500 В, обмоток электрических машин на номинальное напряжение выше 500 В - мегаомметром на 1000 В. Следовательно, ПТЭ в некоторой степени ужесточают требования по испытанию изоляции мегаомметром.
Измерение сопротивления изоляции производится при температуре обмоток 75°С. Если сопротивление изоляции обмоток было измерено при другой температуре, но не ниже 10 °С, оно может быть пересчитано на температуру 75 °С.
Перед сушкой изоляции обмоток электрических машин помещение должно быть очищено от мусора, пыли и грязи. Электрические машины должны быть тщательно осмотрены и продуты сжатым воздухом. Во время сушки измеряют сопротивление изоляции каждой обмотки электрической машины по отношению к заземленному корпусу машины и между обмотками (рис. 1).
Каждый раз перед измерением необходимо устранять остаточные заряды в изоляции, для этого обмотку заземляют на корпус на 3 - 4 мин. Кроме того, при сушке обмоток электрических машин необходимо измерять температуру обмоток, окружающего воздуха, ток сушки. Практически в результате сушки обмоток электрических машин сопротивление изоляции при температуре 750°С должно быть не ниже данных табл. 2.
Табл. 2. Наименьшие допустимые сопротивления изоляции обмоток электрических машин после сушки
| Машины или их части | Наименьшее допустимое сопротивление изоляции |
| Статоры машин переменного тока с рабочим напряжением: выше 1000 В | 1 МОм на 1 кВ рабочего напряжения |
| до 1000 В | 0,5 МОм на 1 кВ |
| Якори машин достоянного тока на пряжением до 750 В включительно | 1МОм на 1 кВ |
| Роторы асинхронных и синхронных электродвигателей (включая всю цепь возбуждения) | 1 МОм на 1 кВ, но не менее 0,2 - 0,5 МОм |
| Электродвигатели напряжением 3000 В и более: статоры | 1 МОм на 1 кВ |
| роторы | 0,2 МОм на 1 кВ |
Сушка обмоток электрических машин способом индукционных потерь в стали
В последние годы внедрены рациональные способы сушки электродвигателей индукционными потерями в стали статора при неподвижных машинах, не связанные с прохождением тока непосредственно в обмотках. При этом способе сушки имеются две разновидности: потерями в активной стали статора и потерями в корпусе статора.
Нагрев электродвигателей осуществляется потерями на перемагничивание и вихревые токи в активной стали статора электродвигателя переменного тока или индуктора машины постоянного тока от создаваемого в машинах переменного магнитного потока в сердечнике статора и корпусе машины.
Переменный магнитный поток создается специальной намагничивающей обмоткой, наматываемой на корпус машины по наружной поверхности его с протягиванием проводников под станину (рис. 1, а) или на корпус и подшипниковые щиты (рис. 1, б), переменный магнитный поток может быть также создан индукционными потерями в активной стали статора и корпусе электрической машины (рис. 1, в).
Ротор асинхронной или синхронной машины должен быть вынут для возможности намотки на статор намагничивающих витков.
Рис. 1. Сушка электрических машин за счет индукционных потерь в стали: о-в корпусе машины, б - в корпусе и подшипниковых щитах, в - в корпусе и активной стали статора
Намагничивающая обмотка выполняется изолированным проводом, сечение и количество витков определяется соответствующим расчетом.
В процессе сушки сопротивление изоляции обмоток электрических машин в первый период сушки снижается, в дальнейшем возрастает и, достигнув некоторого значения, становится постоянным. В начале сушки сопротивление изоляции измеряют через каждые 30 мин, а при достижении установившейся температуры - через каждый час.
Результаты заносят в журнал сушки и одновременно вычерчивают кривые (рис. 2) зависимости сопротивления изоляции и температуры обмоток от продолжительности сушки. Измерения сопротивления изоляции, температуры обмоток и окружающей среды продолжают до полного охлаждения электрической машины.
Сушку обмоток электрической машины прекращают после того, как сопротивление изоляции будет при постоянной температуре практически неизменным в течение 3 - 5 ч и ka6c будет не ниже 1,3.
Рис. 2. Кривые зависимости сопротивления изоляции 2, коэффициента абсорбции 3 и температуры обмотки 1 электрической машины от продолжительности сушки
Сушка изоляции обмоток электрического двигателя в сушильной печи