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電動機(jī)繞組的直流電阻測試與分析
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，可能會發(fā)生接觸不良甚至斷裂，因此直流電阻的測量及其不服衡率的分析對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。此后電路即開始向不變狀態(tài)過渡。電路達(dá)到穩(wěn)按時(shí)間的長短，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。即τ越大，i達(dá)到不變所需的時(shí)間就越長，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，過渡過程便根底竣事。
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)由過程被測繞組的電流遠(yuǎn)小于正常時(shí)的工作電流，能避免由于繞組發(fā)燒所引起的測量誤差。因此可以采用雙臂電橋來測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為被測電阻，R是一根粗連接線的電阻。被測電阻Rx必需具備2對接頭：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。首先打開電源開關(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)好之后斷開電源開關(guān)。
(3)估算被測電阻。由于直流雙臂電橋測量的程度較高，在測量時(shí)必需首先估算被測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用表測量電念頭電樞繞組的電阻值。
(4)被測電阻的接入。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電阻。接線柱擰緊可減小接觸電阻對測量的影響，所測量的電阻值應(yīng)為P1、P2間的值。
(5)斗勁臂的選擇。測量過程很關(guān)頭的一步是如何選擇斗勁臂，按照估量被測電阻Rx的數(shù)值來選擇電橋的尺度電阻和適當(dāng)?shù)谋堵蔬M(jìn)行測量，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電阻在同一數(shù)量級，滿足下列關(guān)系式：
Rx/10
(6)測量。測量時(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)，測量完畢，就可讀數(shù)。被測電阻的電阻值=斗勁盤的數(shù)值×比率盤的數(shù)值。測量竣事時(shí)，應(yīng)先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源，以免在測量具有電感的直流電阻時(shí)其自感電動勢損壞檢流計(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量電念頭定子繞組直流電阻后，需要對測量功能進(jìn)行分析與措置，以便查找電念頭繞組問題。
(1)測量三相繞組。操作雙臂電橋分袂測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)測量功能與以前測量功能進(jìn)行斗勁。分析時(shí)，每次所測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。按照測量故障相電阻值的巨細(xì)進(jìn)行故障原因判斷。電阻值過小，可能為匝間發(fā)生短路;電阻值過大，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一臺JRZ1000-10 800kW電念頭定、轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行電阻測量。測量功能如表1所示，并按照所測技法術(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，可測量線間電阻，其彼此不合不應(yīng)跨越1%。從測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)斗勁對照測試尺度要求可判斷，C相為故障相。
4 竣事語
電念頭繞阻直流電阻的測量，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測量。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量。矯捷選擇測量方式，學(xué)會相關(guān)儀器儀表的操作，才能得出的功能。對功能進(jìn)行科學(xué)的分析，從而掌握電念頭運(yùn)行狀態(tài)，對電機(jī)的運(yùn)行與檢修供給輔佐。
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