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教你轻松检测电气设备中的绝缘故障问题
绝缘老化是造成电机、高压变压器和发电机发生电气设备故障的主要原因之一。绝缘故障会导致危险电压、火灾、高故障电流和爆炸,损坏设备和财产,造成人身伤害和死亡事故。绝缘故障的主要原因包括电介质的污染通过紧缩实验视察材料的变形进材料科技产业对经济社会发展程、破坏情势、温度循环、过载、因过电压造成的过大电压应力,以及老化。
让我们来看看绝缘故障的两种不同示例。图1所示为有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组,及绕组连接侧烧坏的线圈。图2所示为因缺乏及时预防性维护造成绝缘纸受损,从而造成灾难性故障的变压器。
图1:有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组(图片来源:windingphotos)
图2:变压器的灾难性故障(图片来源:)
绝缘测试可以在任何故障发生之前找出绝缘老化。
用于测试旋转机械绝缘电阻(ieee )的电气和电子工程师协会(ieee)推荐规程中描述了测量绝缘电阻的程序,包括旋转机械绕组的典型绝缘电阻特性,以及这些特性如何指示绕组状态。该标准中介绍了用于交流(ac)和直流(dc)旋转机械绕组绝缘电阻的最低可接受值。根据ieee 的规定,表明可接受状态的典型绝缘电阻为10我们看到的这些案例0m 及以上。以该测定为基础,ieee标准设定的范围如表1中所示。
应用和使用案例
绝缘测量对诸如变压器、太阳能逆变器和工业电机驱动(变速ac / dc驱动器和伺服驱动器)等的终端设备来说很重要;参见图3和图4。
图3:测量高压变压器的绝缘电阻
图4:测量电机的绝缘电阻
使用一个电阻分压器是测量绝缘电阻的一种简易方法。图5所示为使用这一方法的tina-ti 模拟电路,在该电路中,两个串联电阻(r12和r2)与绝缘电阻(riso)并联。流经并联组合的总电流受到r1、r4和直流输入值(按照ieee ,通常为500v)的限制。如图6所示,测量 r2两端的电压(这是电流的舞蹈鞋结果)(vm1)。
图5:使用电阻分压器法的tina-ti软件模拟
图6所示为tina-ti模拟的测量曲线图。由于电阻的比率,r2两端的电压并不随绝缘电阻(riso)呈线性变化。电压vm1水轮机的测定值几近饱和,同时绝缘电阻值大于15m 。
riso(单位:ohms)
图6:显示电阻分压器法中饱和现象的图例
图7所示为电阻分压器法的精度曲线图。在0 -22.49m 这一范围内,百分比精度小于1%。
表2列出了这种方法的实验结果。正如您所看成都到的,测得的输出值与先前专用肥值相差几乎3mv到4mv。该值的差异说明使用电阻分压器法时,需要一个高分辨率的模数转换器(adc),这样提高了系统的成本。
表2:电阻分压器法的实验结果
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