VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

1. Цель работы:

1.1. Ознакомиться с существующими способами сушки электрической изоляции электрического оборудования методом внешнего нагрева.

1.2. Экспериментально исследовать процесс сушки методом инфракрасного излучения.

Время на выполнение работы - 4 часа

2.Оборудования и приборы:

Две лампы - термоизлучатели мощностью 250 Вт каждая, болометр, вольтметр, инфракрасный обогреватель UFO мощностью 1400Вт, статор асинхронного двигателя, мегаомметр Ф4101, термопара, милливольтметр, автотрансформатор.

3.Порядок выполнения работы

Объектом исследования является статор асинхронного двигателя к моменту исследования находившийся в воде не менее 24 часов. Клеммная коробка двигателя в период увлажнения располагалась выше.

Сушку статора асинхронного двигателя лампами ИКЗК -220-250

1) Разместить лампы на кронштейнах, с противоположных сторон лобовых частей обмотки статора электродвигателя (общий вид показан на рис.1)

Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки представлена на рис. 2.

2) Питание ламп осуществлять через автотрансформатор, это позволит изменять спектральный поток соответствующий максимуму излучения ламп.

3) Меняем интенсивность облучения перемещением кронштейнов с лампами: ближе или дальше от лобовых частей обмотки двигателя.

4) Соединить болометр с гальванометром, это позволит оценить интенсивность инфракрасного излучения по величине отклонения стрелки гальванометра. Болометр является приемником инфракрасного излучения.

Рис. 1. Сушка статора асинхронного двигателя лампами ИКЗК-220-250

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки.

5) Выбрать подвес лампы так чтобы при напряжении 220 В отклонение стрелки гальванометра, без образца, было 90-95% от максимального и при этом же напряжении фиксировать отклонение стрелки гальванометра с образцом на подставке. Данные опыта записать в таблицу 1.

6) Затем уменьшить напряжение на лампе на 15-20 В и выполнить измерение повторно. Опыты выполнять при снижении напряжения

до 80... 100 В.

7) Выполнить пересчет на температурный режим облучаемой поверхности лампами, по эмпирическому выражению:

,

где Т - температура облучаемой поверхности, °С; Т_о.с. - температура окружающей среды, °С;

Е - показания гальванометра в делениях.

8) Определить селективность поглощения материалом излучений определенной длины волны по закону Вина:

мкм*К .

9) Сопротивление изоляции электродвигателя в процессе сушки измерять периодически мегаомметром М4102. Выводные концы обмоток двигателя, в клеммой коробке, должны быть разомкнуты. Измерения выполнять между каждой обмоткой и корпусом двигателя, а так же между обмотками.

Данные измерений записать в табл. 2:

Таблица 2

Измеряемое сопротивление изоляции

Время	Измеренное значение сопротивления изоляции, кОм (мОм)
мин	I-K	II-K	III-K	I-II	I-III	II-III

I…III - обмотки электродвигателя;

К - корпус двигателя.

10) Найти температуру нити накала из выражения:

,

где Т - температура нити накала, ОК; R₂₀ - сопротивление нити накала при температуре окружающей среды 20° С (293 К); R₂₀ = 17, 61 Ома (измерено в лаборатории мостом постоянного тока Р539); R-сопротивление нити накала лампы при конкретном значении напряжения питания.

В экспериментальной установки температуру нити накала ламп ИКЗК снижают, уменьшая напряжение питания ламп с помощью автотрансформатора.

11) Глубину проникновения инфракрасных лучей в материале определить экспериментально, и рассчитывать по выражению:

,

где Е- энергетическая облученность материала на некоторой глубине δ; Е_пов - энергетическая облученность материала на поверхности; δ - расстояние от поверхности в глубь материала, на котором определяется энергетическая облученность Е.

Z_A - глубина проникновения инфракрасных лучей в глубь материала.

Под глубиной проникновения инфракрасных лучей

Z_A - расстояние от поверхности в глубь материала, на котором энергетическая облученность (поток ИК-излучения) уменьшается до 37% от его значения на поверхности (100%).

Данные опыта записать в табл. 3

Таблица 3

Измерений и вычислений

Толщина образца 8 мм	измерено						Вычислено
	U В	I А	Р Вт	Епов дел	Е дел	R, Ом		Т, °к	λmax	ZA

12) По данным таблицы построить зависимости: Z_A=f(U) и Z_A=f(λ_мах)

3.2.Сушку статора асинхронного двигателя инфракрасным обогревателем UFO

1) Закрепляем обогреватель UFO на телескопическую ножку см. рис. 3.

2) Установить статор электродвигателя.

3) В опыте применить табл. 4 график зависимости напряжения от температуры. Эта таблица составляется экспериментальным путем, погружением термопары в емкость с водой подогреваемую кипятильником. (Термопара нагревается, создается напряжение. Это напряжение замеряется милливольтметром).

Рис. 3. Общий вид сушки обогревателем UFO.

Таблица 4

Зависимость напряжения от температуры

Т, °С
mV

4) Подсоединить термопару к милливольтметру. Термопара закрепить к лобовой части обмотки статора.

5) Исследования сушки увлажненной изоляции электродвигателя проводят при расположении обогревателя UFO и двигателя, как показано на рис. 28, выбирая наиболее подходящую температуру путем приближения или удаления обогревателя от статора электродвигателя.

Данные занести в табл. 5 и построить график h = f(T)

Таблица 5

Зависимость температуры от расстояния

h, см	45	50	55	60	70	80	90
Т,°С
mV

5) Измерить сопротивление изоляции с помощью мегаомметра М4102. Выводные концы обмоток двигателя в клеммой коробке должны быть разомкнуты. Измерения выполнять между каждой обмоткой и корпусом двигателя, а так же между обмотками. Данные измерений записывать в табл. 6.

Таблица 6

Измеряемое сопротивление изоляции

Время	Измеренное значение сопротивления изоляции, кОм (мОм)
мин	I-K	II-К	III-к	I-II	I-III	II-III

где I…III - обмотки электродвигателя; К - корпус двигателя.

6) Определить время сушки, данные занести в табл. 7.

Таблица 7

Исследование времени сушки

τ ,мин.
Т,°С
mV

7) Построить график R_из=f(τ)

4.Содержание отчета:

4.1.Номер, наименование и цель работы.

4.2.Перечень используемого оборудования.

4.3.Электрическая схема сушки лампами - термоизлучателями.

4.4.Вычисления, формулы, по которым велись вычисления.

4.5.Параметры ламп - термоизлучателей ( U, Р, R₂₀, R_ном , λ_max.ном.).

4.6.Таблица по исследованию свойств образца электрической изоляции с

графиками Z_A=f(U) и Z_A = f ( λ_мах).

4.7.Таблица по исследованию выбора наиболее подходящей температуры для сушки электрической изоляции. Графики h = f(T).

4.8.Таблицы и графики сушки изоляции.

4.9.Выводы по работе.

5.Контрольные вопросы:

1.Напишите формулу глубины проникновения инфракрасных лучей ?

2.Объясните причину резкого увеличения измеряемого сопротивления в первые 30 минут сушки ?

3.Объясните как найти температуру нити накала лампы ИКЗК-220-250?

4.Какая изоляция, витковая или корпусная, восстанавливается при сушки быстрее ?

5.Напишите формулу пересчета на температурный режим облучаемой поверхности лампами ?

6.Объясните методику замера сопротивления изоляции?

7.Объясните закон Вина ?

8.Что понимается под коэффициентом абсорбции и каково его значение при сушке увлажненной электрической машины ?

9.Почему нельзя резко повышать температуру при сушке электрооборудования внешним нагревом?

10.Почему в начале сушки электрооборудования сопротивление изоляции сначала понижается, а затем повышается? Когда рекомендуется прекратить сушку ?

Код для цитирования: Скопировать