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電動(dòng)機(jī)繞組的直流電阻測(cè)試與分析

電念頭繞組的直流電阻是電念頭出廠交接和預(yù)防性試驗(yàn)的根底項(xiàng)目之一，也是電念頭發(fā)生故障后的重要檢查項(xiàng)目。由于電念頭繞組中存在著大量的接頭，以及在線圈繞制過(guò)程中，導(dǎo)線在彎曲面上存在著裂紋等現(xiàn)象，經(jīng)由一按時(shí)間運(yùn)行后，可能會(huì)發(fā)生接觸不良甚至斷裂，因此直流電阻的測(cè)量及其不服衡率的分析對(duì)綜合判斷電念頭繞組的故障可供給重要信息。

　　1 試驗(yàn)道理

電念頭繞組可認(rèn)為是電感L與其電阻R串聯(lián)的等值電路。由于電感中的電流只能漸變不能突變，所以直流電源E剛接通的瞬間，電感中的電流為零，電阻R中電流亦為零。測(cè)量回路電流i合適下式方程：

式中τ為回路時(shí)間常數(shù)，τ=L/R。由上式可知，在t=0的時(shí)刻，i=0。此后電路即開(kāi)始向不變狀態(tài)過(guò)渡。電路達(dá)到穩(wěn)按時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于L與R的比值，即回路的時(shí)間常數(shù)。由于大型電念頭的τ值比小電念頭的大得多，所以大型電念頭達(dá)到不變的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。即τ越大，i達(dá)到不變所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，反之，τ越小，則時(shí)間越短。實(shí)際上，當(dāng)t=5τ時(shí)，電流已達(dá)不變值的99.3%，這時(shí)可認(rèn)為電路已經(jīng)不變。工程上常認(rèn)為經(jīng)由5τ時(shí)間后，過(guò)渡過(guò)程便根底竣事。

　　2 試驗(yàn)方式及法度圭臬

直流雙臂電橋在測(cè)量直流電阻時(shí)能夠避免連接線和接觸電阻所引起的誤差，經(jīng)由過(guò)程被測(cè)繞組的電流遠(yuǎn)小于正常時(shí)的工作電流，能避免由于繞組發(fā)燒所引起的測(cè)量誤差。因此可以采用雙臂電橋來(lái)測(cè)量高壓電念頭繞組的直流電阻。

　　2.1 試驗(yàn)接線圖

雙臂電橋的的道理結(jié)線圖如圖1所示。圖中電阻R1、R2、R3、R4和R5為尺度電阻，Rx為被測(cè)電阻，R是一根粗連接線的電阻。被測(cè)電阻Rx必需具備2對(duì)接頭：電流接頭C1、C2和電位接頭P1、P2，而且電流接頭必然要在電位接頭的外邊。

　　2.2 試驗(yàn)法度圭臬及注意事項(xiàng)

　　采用雙臂電橋測(cè)量電念頭繞組直流電阻的法度圭臬如下：

　　　(1)確定電橋采用的電源。根椐所用雙臂電橋功能與現(xiàn)場(chǎng)條件，確定采用電池供電或從外部穩(wěn)壓電源供電。

　　(2)檢流計(jì)的調(diào)整。首先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，然后調(diào)節(jié)檢流計(jì)的“調(diào)零”電阻，使檢流計(jì)指針指零。再將檢流計(jì)的“活絡(luò)度”旋鈕逆時(shí)針旋至大位置，使活絡(luò)度低，這樣在后面的操作中容易調(diào)整電橋均衡。調(diào)好之后斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。

　　(3)估算被測(cè)電阻。由于直流雙臂電橋測(cè)量的程度較高，在測(cè)量時(shí)必需首先估算被測(cè)電念頭電樞線圈的電阻值，這樣可使后面的操作中電橋容易調(diào)整到均衡。電阻的估算可采用萬(wàn)用表測(cè)量電念頭電樞繞組的電阻值。

　　(4)被測(cè)電阻的接入。從電念頭的電樞繞組兩頭引出導(dǎo)線，然后將它們接到被測(cè)接線柱C2、P2、P1、C1上，雙臂電橋電壓端子P1、P2所引出的接線應(yīng)比由電流端子C1、G2所引出的接線更接近被測(cè)電阻。接線柱擰緊可減小接觸電阻對(duì)測(cè)量的影響，所測(cè)量的電阻值應(yīng)為P1、P2間的值。

　　(5)斗勁臂的選擇。測(cè)量過(guò)程很關(guān)頭的一步是如何選擇斗勁臂，按照估量被測(cè)電阻Rx的數(shù)值來(lái)選擇電橋的尺度電阻和適當(dāng)?shù)谋堵蔬M(jìn)行測(cè)量，使“斗勁臂”可調(diào)電阻各檔充實(shí)被操作，以提高讀數(shù)的精度。選擇尺度電阻時(shí)，應(yīng)盡量使其阻值與被測(cè)電阻在同一數(shù)量級(jí)，滿足下列關(guān)系式：

　　Rx/10

(6)測(cè)量。測(cè)量時(shí)，先接通電流回路，待電流達(dá)到不變值時(shí)，接通檢流計(jì)。調(diào)節(jié)讀數(shù)臂阻值使檢流計(jì)指零。若檢流計(jì)的指針向“+”標(biāo)的目的偏轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)減小斗勁臂的數(shù)值;若檢流計(jì)的指針向“-”標(biāo)的目的偏轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)增加斗勁臂的數(shù)值，直到檢流計(jì)的指針指零為止。

(7)讀數(shù)。調(diào)整到檢流計(jì)指針指零時(shí)，測(cè)量完畢，就可讀數(shù)。被測(cè)電阻的電阻值=斗勁盤的數(shù)值×比率盤的數(shù)值。測(cè)量竣事時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)檢流計(jì)按鈕，再斷開(kāi)電源，以免在測(cè)量具有電感的直流電阻時(shí)其自感電動(dòng)勢(shì)損壞檢流計(jì)。

　　2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

按照上述方式與法度圭臬采用雙臂電橋法測(cè)量電念頭定子繞組直流電阻后，需要對(duì)測(cè)量功能進(jìn)行分析與措置，以便查找電念頭繞組問(wèn)題。

(1)測(cè)量三相繞組。操作雙臂電橋分袂測(cè)出電念頭定子三相繞組RA，RB，RC。如果如電念頭中性點(diǎn)未引出，可測(cè)量線間電阻即RAB，RBC，RCA。

(2)計(jì)較三相繞組的不服衡率：

不服衡率=(三相中實(shí)測(cè)大值-小值)/三相算術(shù)平均值×100%

3kV及以上或100kW及以上的電念頭三相不服衡率不應(yīng)跨越2%;電念頭中性點(diǎn)未引出者，用線電阻彼此斗勁，即RAB，RBC，RCA彼此斗勁，其彼此不合不應(yīng)跨越1%。

　　(3)測(cè)量功能與以前測(cè)量功能進(jìn)行斗勁。分析時(shí)，每次所測(cè)電阻值都必需換算到同一溫度下進(jìn)行斗勁，若斗勁功能直流電阻雖未跨越尺度，但每次測(cè)量的數(shù)值都有所增加，這種環(huán)境也應(yīng)引起足夠的重視。不合溫度下測(cè)量的直流電阻換算到同一溫度，公式如下：

　　Rx=Ra*(T+tx)/(T+ta)

　　式中

　　Rx———換算至溫度為tx時(shí)的電阻值;

　　Ra———溫度為ta時(shí)所測(cè)得的電阻值;

　　T———溫度換算系數(shù)，銅線為235，鋁線為225;

　　tx———需換算RX的溫度;

　　ta———測(cè)量Ra時(shí)的溫度。

　　(4)查找缺陷相。電念頭中性點(diǎn)未引出時(shí)，需要將定子繞組線電阻換算成相電阻，從而判明故障地址的相序。繞組星形連接換算方式如下：

　　RA=(RAB+RAC-RBC)/2

　　RB=(RAB+RBC-RAC)/2

　　RC=(RAC+RBC-RAB)/2

（5)分析三相電阻不服衡的原因。電念頭繞組直流電阻不服衡的原因主要有匝間短路、接觸不良、并繞導(dǎo)線呈現(xiàn)斷股等。按照測(cè)量故障相電阻值的巨細(xì)進(jìn)行故障原因判斷。電阻值過(guò)小，可能為匝間發(fā)生短路;電阻值過(guò)大，可能為接觸不良或是呈現(xiàn)斷股。

　3 案例分析

采用雙臂電橋法分袂對(duì)一臺(tái)JRZ1000-10 800kW電念頭定、轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行電阻測(cè)量。測(cè)量功能如表1所示，并按照所測(cè)技法術(shù)據(jù)進(jìn)行偏差值的計(jì)較。

　　表1 定、轉(zhuǎn)子三相線電阻測(cè)試數(shù)值

(1)按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，3kV及以上或100kW及以上的電念頭各相繞組直流電阻值的彼此不合不應(yīng)跨越小值的2%;中性點(diǎn)未引出者，可測(cè)量線間電阻，其彼此不合不應(yīng)跨越1%。從測(cè)量功能及偏差值中可知，轉(zhuǎn)子繞組直流電阻偏差0.87%，屬及格繞組，定子繞組直流電阻偏差2.14%，屬不及格繞組。

　　(2)據(jù)此環(huán)境，將定子繞組線電阻換算成相電阻，從而判明故障地址的相序：

　　RA=(RAB+RAC-RBC)/2=0.4529Ω

　　RB=(RAB+RBC-RAC)/2=0.4532Ω

　　RC=(RAC+RBC-RAB)/2=0.4722Ω

　　表2 定子三相電阻數(shù)值

　　按照已求出的三相電阻，進(jìn)行偏差值分析，求出三相不服衡率如表2所示。電念頭在正常運(yùn)行過(guò)程中A，B兩相不成能同時(shí)發(fā)生匝間短路，如果發(fā)生匝間短路也必定會(huì)發(fā)生繞組燒毀現(xiàn)象。因此，在查找繞組故障點(diǎn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)從繞組接頭斷線或接觸不良的環(huán)境進(jìn)行查找。依據(jù)以上數(shù)據(jù)斗勁對(duì)照測(cè)試尺度要求可判斷，C相為故障相。

　　4 竣事語(yǔ)

　　電念頭繞阻直流電阻的測(cè)量，可按照電念頭繞阻電阻巨細(xì)采用不合的方式，如小型電機(jī)的繞阻直流電阻較大，可以采用電流電壓表法或單臂電橋來(lái)測(cè)量。本文介紹的雙臂電橋法，合用于大中型電念頭和變壓器繞組直流電阻的測(cè)量。矯捷選擇測(cè)量方式，學(xué)會(huì)相關(guān)儀器儀表的操作，才能得出的功能。對(duì)功能進(jìn)行科學(xué)的分析，從而掌握電念頭運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行與檢修供給輔佐。

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