Контрольные и типовые испытания
учебно-методический материал на тему

Контрольные и типовые испытания

(ГОСТ Р 5057.16-99)

При изготовлении и ремонте электрооборудования основными являются контрольные и типовые испытания. Контрольным испытаниям подвергают каждое изделие.

В объем контрольных испытаний электрооборудования входят следующие операции:
1) измерение сопротивления изоляции обмоток от корпуса и между обмотками;
2) измерение омического сопротивления обмоток постоянным током;
3) испытание главной изоляции обмоток повышенным напряжением;
4) проведение опыта холостого хода;
5) испытание витковой изоляции обмоток;
6) проведение опытов короткого замыкания.

Перечисленные операции обязательны в объеме контрольных
испытаний как электрических машин, так и трансформаторов. Кроме того, в объем контрольных испытаний электрических машин входит измерение воздушного зазора между статором и ротором (если это возможно).  При контрольных испытаниях электрических машин их обкатывают— проверяют температуру нагрева подшипников и состояние короткозамыкающего механизма.  При контрольных испытаниях асинхронных электродвигателей с фазным ротором определяют также коэффициент трансформации (опыт на трансформацию). Аналогичную операцию выполняют и при испытаниях трансформаторов, одновременно с этим определяют группу соединения обмоток трансформатора.

При замене обмоток якоря, ротора или бандажей электрических машин последние подвергают испытанию на повышенной (на 20% по сравнению с номинальной) частоте вращения.   Для машин постоянного тока в объем контрольных  испытаний включают проверку и наладку коммутации.
         В объем типовых испытаний входят все операции контрольных испытаний и дополнительно — обязательная проверка электрооборудования (электрических машин и трансформаторов) на нагревание при номинальной нагрузке и при необходимости определение технико-экономических и каталожных показателей: к.п.д., cos   φ,  скольжения, пускового, минимального и максимального моментов, поведения электрооборудования при нагрузке и т.д.
          Особое внимание на проверку электрооборудования при номинальной нагрузке.
Наиболее простое испытание на нагрев электрооборудования — это его прямое нагружение номинальной нагрузкой. Для генераторов постоянного и переменного тока и трансформаторов, такой нагрузкой могут быть различные сопротивления (реостаты). Для электродвигателей, как правило, для этих целей необходимо иметь генератор, который, как и в первом случае, будет работать на соответствующие сопротивления.
             Исключение для электродвигателей относительно небольшой мощности представляет схема загрузки по Методу Мамед-Заде. В этом случае трехфазный электродвигатель запускают на холостом ходу, после его разгона одну из фаз обмотки статора отключают от сети и включают на сопротивление, регулируя которое получают необходимые токи по фазам электродвигателя. Недостаток этого способа нагрузки электродвигателей — наличие некоторой (небольшой) несимметрии токов по фазам. Однако прямая работа электрооборудования на сопротивления сопровождается большими непроизводительными затратами энергии, особенно при массовых тепловых испытаниях. Поэтому необходимо, где это возможно, прибегать к методам взаимной нагрузки машин и трансформаторов и рекуперации энергии в сеть.

Рис. 71. Схема взаимной нагрузки при самовозбуждении машин.
           Под взаимной нагрузкой понимается работа двух электрических машин, соединенных электрически и механически друг с другом так, что одна из них, работающая в режиме генератора, отдает всю вырабатываемую ею электрическую энергию второй машине, работающей в режиме двигателя, а последняя, в свою очередь, расходует всю выделяемую ею механическую энергию на вращение первой машины. Приток энергии извне требуется при этом только для покрытия суммы всех потерь в обеих машинах; этот приток может осуществляться либо электрическим, либо механическим путем, либо обоими одновременно.
          Таким образом, при наличии источника ограниченной мощности можно осуществлять нагрузку машин много большей мощности. При соответствующей организации работ обе машины могут быть испытуемыми, нужно только, чтобы машины подходили одна к другой по мощности, напряжению и частоте вращения.
На рисунке 71 в качестве примера показана схема взаимной нагрузки  при самовозбуждении машин постоянного тока.
           Дополнительный источник энергии может представлять собой вольтодобавочный генератор, последовательно включенный в цепь якоря основных машин, при этом номинальный ток вольтодобавочного генератора должен быть не меньше тока основных машин, а напряжение может составлять лишь небольшую долю номинального напряжения последних.
          Аналогично можно испытывать под нагрузкой трансформаторы. Схема взаимной нагрузки при помощи вольтодобавочного трансформатора показана на рисунке 72. Однако чаще испытания трансформаторов на нагрев проводят по методу уравнительного тока  Рис. 72. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу взаимной нагрузки:
Г 1— генератор, питающий трансформаторы; Г2 — генератор, питающий промежуточный трансформатор; ПТ промежуточный трансформатор.
(рис. 73).

Рис. 73. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу уравнительного тока: T1 — испытуемый трансформатор; Т2 — вспомогательный трансформатор.
            Этот способ применяется при наличии двух одинаковых трансформаторов с отводами для регулирования напряжения и равными напряжениями короткого замыкания. Значение уравнительного тока Iу определяется разностью напряжений ДU и суммой полных сопротивлений короткого замыкания трансформаторов 2ki и zK2, практически равных между собой: zKi«zK2«zK.
При наличии регулировочных отпаек на ±5% и при мк%=2к, близком к 5%, получаем

           Таким образом, в этом режиме трансформаторы, находясь практически под номинальным напряжением, будут загружены и на ток, значение которого также близко к номинальному, то есть в трансформаторах будут наблюдаться действительные потери холостого хода и короткого замыкания. Полная кажущаяся мощность, необходимая в опыте, как и в предыдущем случае, равна геометрической сумме мощностей холостого хода и короткого замыкания двух трансформаторов. Наиболее простым и поэтому распространенным является нагрев трансформаторов по методу опыта короткого замыкания. При опыте короткого замыкания устанавливают силу тока I, создающую в трансформаторе потери, эквивалентные сумме потерь холостого хода Ро и короткого замыкания Рк:

а значение подводимого напряжения ин равно

Рис. 74. Схема испытания асинхронного двигателя с рекуперацией энергии в сеть:
ИД — испытуемый двигатель; Г и Д — соответственно генератор и двигатель постоянного тока; СГ — синхронный генератор.

            Способ применим при потерях холостого хода, составляющих не более 30% Потерь короткого замыкания, так как при относительно больших потерях холостого хода обмотки трансформатора могут быть перегреты вследствие значительной перегрузки током и исказится картина теплового поля трансформатора.
             Наиболее просто испытывать на нагрев синхронные генераторы, подключая их на работу параллельно с питающей сетью (при номинальной частоте вращения).
Несколько сложнее испытание на нагрев наиболее распространенных в сельском хозяйстве асинхронных электродвигателей. Для рекуперации энергии в сеть при их испытании необходимо иметь дополнительные машины.
             На рисунке 74 приведена одна из возможных схем испытания асинхронного двигателя ИД на нагрев при помощи вспомогательных машин: генератора Г и двигателя Д постоянного тока и соединенного с сетью синхронного генератора СГ. Испытуемый электродвигатель будет потреблять из сети энергию, необходимую на покрытие потерь во всех машинах. Естественно, чем выше мощность испытуемого двигателя, тем относительно меньшим будет потребление энергии из сети и относительно большая доля ее будет рекуперирована.  
           В объем испытаний трансформаторов входят также испытания бака и уплотнений на плотность при помощи избыточного давления или создания вакуума.

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования   к  наладочному    персоналу.

Каждый работник, принимающий непосредственное участие в наладочных, экспериментальных и лабораторных работах по электрооборудованию, обязан:

• пройти медицинское освидетельствование;
• пройти проверку знаний и получить квалификационную группу по технике безопасности;
• получить вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте по технике безопасности;
• изучить правила, действующие на объекте, касающиеся мер индивидуальной защиты и личной гигиены;
• освоить методику проведения соответствующих работ с учетом требований правил техники безопасности по наладке электрооборудования.

Лица, не достигшие 18-летнего возраста, не могут быть допущены к наладочным работам в электроустановках.

Персонал пусконаладочных организаций, не имеющих практического опыта работы, наряду с обучением по технике безопасности обязан пройти стажировку в течение 3 — 12 смен. После окончания срока стажировки производится проверка знаний правил техники безопасности.

Периодичность прохождения медицинского осмотра 1 раз в 2 года.

Повторная проверка знаний правил техники безопасности проводится 1 раз в год, а также после каждого случая нарушения правил.

Проверка знаний наладчиков по правилам безопасности производится комиссиями, назначаемыми приказами или распоряжениями по организации. В состав комиссии входят: главный инженер или его заместитель (председатель), инженер по технике безопасности, представитель профсоюзной организации. Председателем проверочной комиссии может быть также руководитель наладочного участка по поручению руководства.

Не допускается проведение экзаменов квалификационной комиссией в составе менее 3 чел.

Изучение правил и инструкций по технике безопасности проводится персоналом наладчиков самостоятельно. Все работники должны быть обучены мерам оказания первой помощи при несчастных случаях. Для этого инженер по технике безопасности организует краткосрочные  семинары под руководством  врача.

Персонал наладчиков, выполняющий наладочные работы в электроустановках, должен:

• знать «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах», «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и гл. IV СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве» в объеме, соответствующем квалификационной группе по технике безопасности;
• иметь отчетливое представление об опасностях, возникающих при работе в электроустановках, и мерах предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током;
• уметь практически оказать первую помощь пострадавшему в случаях поражения электрическим током или другой производственной травмы, знать и уметь практически применять   приемы   искусственного дыхания.

Общие правила безопасности при выполнении наладочных работ. Наладочные работы, связанные с подачей напряжения, должны производиться не менее чем двумя лицами, одно из которых с квалификационной группой не ниже IV при работе в электроустановках выше 1000 В и не ниже III — при работе в электроустановках до 1000 В.

Руководитель наладочных работ (старший прораб, прораб, старший инженер) перед началом наладочных работ на объекте обязан:

• проверить выполнение заказчиком технических и организационных мероприятий обеспечивающих безопасное ведение наладочных работ;
• ознакомиться сам и ознакомить наладчиков с правилами внутреннего распорядка на объекте и организовать общий инструктаж со стороны ответственного представителя заказчика;
• проверить срок удостоверения у каждого наладчика и при выдаче задания учитывать квалификационную группу исполнителя работ;
• провести инструктаж по технике безопасности на рабочем месте всего персонала, работающего под его руководством; проверить состояние защитных средств, которые будут применяться в процессе работы; выполнить необходимые мероприятия по технике безопасности на рабочих местах. В процессе работ осуществлять трехступенчатый контроль за соблюдением   правил   техники   безопасности.

Особо следует обратить внимание наладчиков на следующие указания действующих правил техники безопасности:

• запрещается для сборки схем применять столы с металлической рабочей поверхностью или с металлическим обрамлением, а также пользоваться металлическими подставками и лестницами;
• каждый наладчик обязан знать схему временного и постоянного электропитания участка производства наладочных работ и места отключения напряжения;
• при перерыве или окончании наладочных работ линия временного питания должна быть отключена;
•  металлические корпуса переносных приборов, аппаратов должны быть заземлены;
• перед подачей оперативного тока для наладки и опробования схем, управление которыми производится из нескольких мест, должна быть устранена возможность управления с других мест, кроме одного;
• выводы силовых и измерительных трансформаторов на все время работ (за исключением времени, необходимого для измерения и испытаний) должны быть закорочены и надежно заземлены;
• предохранители в цепях трансформаторов напряжения и силовых трансформаторов на время наладочных работ должны быть сняты и должны храниться у наладчиков до включения установки на рабочее напряжение;
• запрещается включать прибор последовательно в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, находящегося в работе, не замкнув обмотку накоротко при помощи токовых зажимов; неиспользованные вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть надежно закорочены и заземлены;
• все работы, в том числе и работы, связанные с измерениями переносными приборами в установках, где введен эксплуатационный режим, производят по наряду двумя наладчиками, одни. из которых должен иметь квалификационную группу V по технике безопасности,
• выполнение всех мер безопасности несет руководитель наладочных работ.
• а другой — не ниже группы III при напряжении выше 1000 В. При этом оформляется соответствующая запись в «Журнале регистрации  инструктажа по технике безопасности».

Ответственность за технику безопасности при совмещенном производстве наладочных и монтажных работ. Совмещенные монтажные и наладочные работы разрешаются в том случае, когда исключается опасность поражения электрическим током монтажного и наладочного персонала. Ответственность за общие мероприятия по технике безопасности несет руководитель монтажных работ.

Исполнители-наладчики отвечают за соблюдение ими действующих правил техники безопасности и инструкций, за достаточность и полноту принятых на рабочем месте и в рабочей зоне мероприятий, обеспечивающих собственную безопасность и безопасность окружающих лиц.

При работах на действующих установках с частичным или полным снятием напряжения ответственность за выполнение требований безопасности работ несет служба эксплуатации заказчика.

Практическая работа № 3.

«Заполнение журнала регистрации инструктажа по технике безопасности на рабочем месте».

Заполните журнал с соответствии с требованиями, используя материал лекции «Контрольные и типовые испытания».

ЖУРНАЛ

регистрации инструктажа по технике безопасности на рабочем месте

Начат «        »            г.

Окончен «        »            г.

В журнале__________листов

пронумеровано и скреплено печатью____________ листов

Главный инженер         

(подпись)