So bestimmen Sie den Ort eines Kurzschlusses in den Wicklungen elektrischer Wechselstrommaschinen

In den Wicklungen elektrischer Wechselstrommaschinen sind folgende Kurzschlüsse möglich: zwischen den Windungen einer Spule, zwischen Spulen oder Spulengruppen gleicher Phase, zwischen Spulen verschiedener Phasen.

Das Hauptzeichen, an dem Sie einen Kurzschluss in den Wicklungen eines Wechselstrommotors erkennen können, ist die Kurzschlusserwärmung. Dazu müssen Sie nach dem Ausschalten die Wicklung des Elektromotors ertasten. Das Spulengefühl sollte nur bei ausgeschalteter Spule erfolgen!

Um einen Fehler im Phasenrotor eines Induktionsmotors zu erkennen, wird der Rotor abgebremst und der Stator mit dem Netz verbunden. Im Falle eines Kurzschlusses eines erheblichen Teils der Rotorwicklung oder wenn der Motor eine große Leistung hat, ist ein Bremsen bei Nennspannung nicht mehr möglich, da es zu einem großen Strom im Stator und zum Auslösen des Motorschutzes kommt. In solchen Fällen wird empfohlen, die Prüfung bei reduzierter Spannung durchzuführen.

Abbildung 1.Erläuterung der Anzeichen eines Kurzschlusses in Wicklungen bei Stern-a) und Dreieck-Schaltung (b)

In manchen Fällen kann der kurzgeschlossene Teil der Motorwicklung sofort an seinem Aussehen erkannt werden – einer verkohlten Isolierung.

Es ist zu beachten, dass bei Vorhandensein paralleler Zweige in der Wicklung ein Kurzschluss in einer der Phasen der Phase (mit einer erheblichen Anzahl geschlossener Windungen) zu einer Erwärmung des anderen Zweigs führen kann, der keine hat Kurzschluss, da dieser aus den Windungen des defekten Wicklungszweigs geschlossen ist.

Die Phase, in der ein Kurzschluss vorliegt, kann anhand der Asymmetrie des vom Netzwerk verbrauchten Stroms ermittelt werden. Wenn die Wicklung eines Elektromotors mit einem Stern (Abb. 1, a) in einer kurzgeschlossenen Phase verbunden wird, ist der Strom (A3) größer als in den anderen beiden Phasen. Beim Anschluss der Wicklung eines Elektromotors mit einem Dreieck (Abb. 1, b) sind in zwei Phasen des Netzes, an die die defekte Phase angeschlossen ist, die Ströme (A1 und A3) höher als in der dritten Phase (A2). .

Es wird empfohlen, den Versuch, die defekte Phase zu ermitteln, bei einer reduzierten Spannung (1/3 - 1/4 der Nennspannung) durchzuführen. Bei einem Asynchronmotor mit gewickeltem Rotor kann dessen Wicklung offen sein , und im Fall eines Asynchronmotors mit Käfigläufer oder im Fall eines Synchronmotors kann der Rotor durchdrehen oder blockiert sein. Bei der Durchführung eines Experiments mit einem Synchronmotor im Ruhezustand sollte dessen Erregerwicklung kurzgeschlossen oder durch Entladungswiderstand verbunden sein.

Im Experiment mit einer stationären Synchronmaschine unterscheiden sich die Ströme in ihren Phasen auch dann, wenn die Maschine in gutem Zustand ist, was durch die magnetische Asymmetrie ihres Rotors erklärt wird. Wenn sich der Rotor dreht, ändern sich diese Ströme, aber bei einer guten Wicklung sind die Grenzen ihrer Änderungen gleich.

Eine kurzgeschlossene Phase kann auch anhand des Werts ihres Widerstands gegen Gleichstrom bestimmt werden, der mit einer Brücke oder nach der Amperemeter-Voltmeter-Methode gemessen wird. Die kurzgeschlossene Phase hat einen niedrigeren Widerstand. Ist eine Trennung der Phasen nicht möglich, werden drei Phasenwiderstände gemessen.

Bei der Verbindung der Phasen des Elektromotors mit einem Stern (Abb. 1, a) ist der Widerstand zwischen den Leitungen am größten, gemessen an den Enden der Phasen ohne Kurzschlüsse, die anderen beiden Widerstände sind gleich zueinander und werden kleiner sein als der erste. Bei einem Phasenanschluss eines Elektromotors mit Dreieck (Abb. 1, b) liegt der kleinste Widerstand an den Enden der kurzgeschlossenen Phase, die anderen beiden Messungen ergeben große Widerstandswerte und beide werden dies tun gleich sein.

Gruppen von Spulen oder Spulen, die einen Kurzschluss aufweisen, können gefunden werden, wenn die gesamte Spule oder nur die defekte Phase mit Wechselstrom versorgt wird, und zwar durch Erwärmung oder durch die Größe des Spannungsabfalls an ihren Enden. Kurzgeschlossene Spulen oder Wicklungen werden sehr heiß und weisen einen geringeren Spannungsabfall auf (bei der Spannungsmessung empfiehlt es sich, scharfe Sonden zu verwenden, die die Isolierung der Anschlussdrähte durchbohren). In diesem Fall können die defekten Spulen wie oben anhand des DC-Widerstandswerts gefunden werden.

Kurzschlüsse in der Wicklung des Generators können anhand der Größe der induzierten EMK in den Phasen der Wicklung, in ihren Wicklungsgruppen oder in Spulen festgestellt werden. Dazu wird der Generator in Betrieb genommen, leicht angeregt und die Phasenspannungen gemessen; Wenn die Wicklungen in Dreieck geschaltet sind, müssen die Phasen getrennt werden. Die geschlossene Phase hat eine niedrigere Spannung. Um eine Spulengruppe oder Spule zu finden, die kurzgeschlossen ist, messen Sie die Spannung an ihren Enden. Bei Hochspannungsmaschinen kann der Versuch mit Restspannung durchgeführt werden.

In Fällen, in denen festgestellt werden muss, ob ein Defekt in der Stator- oder Rotorwicklung vorliegt, gehen Sie wie folgt vor.

Die Statorwicklung wird bei reduzierter Spannung (1/3 – 1/4 der Nennspannung) bei geöffnetem Rotor eingeschaltet und die Spannung an den Rotorringen wird durch langsames Drehen des Rotors gemessen. Wenn die Spannungen der Rotorringe (paarweise) nicht gleich sind und je nach Position des Rotors relativ zum Stator variieren, deutet dies auf einen Kurzschluss in der Statorwicklung hin.

Im Falle eines Kurzschlusses in der Rotorwicklung (bei Ausfall des Stators) ist die Spannung zwischen den Rotorringen ungleichmäßig und ändert sich nicht in Abhängigkeit von der Position des Rotors.

Das Experiment kann durch Speisung des Rotors und Messung der Statorklemmspannung durchgeführt werden. In diesem Fall erhält man das umgekehrte Bild. Die dem Rotor zugeführte Spannung sollte 1/3 – 1/4 der Nennspannung der Rotorringe betragen, d. h. die Spannung der Ringe bei stillstehendem Rotor und eingeschaltetem Stator bei Nennspannung.

Nachdem festgestellt wurde, welche der Wicklungen (Rotor oder Stator) eine Windungsverbindung hat, wird die fehlerhafte Phase, Wicklungsgruppe oder Wicklung mit den oben beschriebenen Methoden bestimmt.

In schwierigen Fällen (wenn viele Wicklungen geschlossen sind) oder wenn aus irgendeinem Grund ein Kurzschluss nicht erkannt werden kann, greifen sie auf die Methode der Aufteilung der Wicklung in Teile zurück. Dazu wird die Spule zunächst in zwei Hälften geteilt und die Verbindung zwischen diesen Teilen mit einem Megaohmmeter überprüft. Anschließend wird einer dieser Teile wieder in zwei Teile geteilt und jeweils auf Verbindung zur ersten Hälfte überprüft usw., bis Spulen gefunden werden, die eine Verbindung haben.

Zur besseren Übersichtlichkeit siehe Abb. Fig. 2 zeigt schematisch diese Methode zur Erkennung eines Fehlers in einer Phase mit acht Wicklungsgruppen, wenn eine Verbindung zwischen den Spulen 2 und 6 der Wicklungsgruppen besteht. Die Aufteilung der Spule in Teile wird in sequentieller Reihenfolge dargestellt.

Durch die sequentielle Aufteilung in gleiche Teile können Sie mit weniger Verkabelungen umgehen als bei der Aufteilung der gesamten Spule in Spulengruppen.

Reis. 2 Finden eines Kurzschlusses zwischen den Spulen einer Phase

Wenn zwischen zwei Phasen ein Kurzschluss auftritt, befindet sich die Verbindung ähnlich wie die vorherige und teilt die Wicklungen in Phasen auf. Die Wicklungen einer der angeschlossenen Phasen werden in zwei Teile geteilt und mit einem Megaohmmeter auf Vorhandensein überprüft der Verbindungen jeder dieser Hälften mit der zweiten Phase. Dann wird der Teil, der mit der anderen Phase verbunden ist, erneut in zwei Teile geteilt und jeder von ihnen wird erneut überprüft, und so weiter.

Die Methode der Reihentrennung von Teilen wird verwendet, um Kurzschlüsse in Wicklungen mit Parallelzweigen zu finden.In diesem Fall ist es notwendig, die fehlerhaften Phasen in Parallelzweige aufzuteilen und zunächst zu ermitteln, welche Zweige einen Anschluss haben, und erst dann diese Methode auf sie anzuwenden.

Da Kurzschlüsse zwischen Phasen oder Wicklungsgruppen häufiger in den vorderen Teilen der Wicklungen oder Verbindungsdrähten auftreten, ist es manchmal möglich, den Verbindungspunkt sofort zu finden, indem man die vorderen Teile anhebt und bewegt und gleichzeitig mit einem Megaohmmeter prüft.