图3:如果电机因为电弧或短路而失去一个回合,波形的频率会增加,使其看起来向左移动。在这个失败的脉冲对脉冲测试中,蓝色波来自弧前的脉冲,红色波来自弧后的脉冲。
这种测试可以在电机完全失效之前发现绝缘薄弱的情况。
Electrom仪器

浪涌比较测试是泵和控制行业中电机维护和可靠性专业人员必不可少的测试。BETVICTOR体育官网大多数维护项目已经在使用数字万用表和兆欧表。他们进行中低电压测试,如兆欧姆测试(有时称为兆欧姆测试),绕组电阻和其他。本文将深入解释什么是浪涌测试,以及它如何发现其他测试无法发现的故障。

为什么浪涌测试很重要?

浪涌测试是在电机绕组中发现匝间绝缘弱点的唯一测试。这些弱点无法通过绝缘电阻/兆欧姆、低压测量或高压高电位(hipot)测试发现。浪涌测试在高于工作电压的电压下对电机绕组的匝间绝缘施加压力,以便同时发现弱点和硬短路。

浪涌测试结果对于预测性维护专业人员来说是很有价值的数据。在大多数情况下很容易做出通过/失败的判断,因此可以为所使用的电机类型明确定义数据驱动的决策。如果在工作电压以上发现缺陷,在大多数情况下,电机可以继续运行,同时计划采取补救措施。

图1:匝数少的绕组产生的频率波形(A)比匝数多的绕组(B)要高。与单独的电机定子相比,装配在一起的电机通常具有更低的波形频率,并且更容易受到阻尼。(图片由Electrom提供)
图1:匝数少的绕组产生的频率波形(A)比匝数多的绕组(B)要高。与单独的电机定子相比,装配在一起的电机通常具有更低的波形频率,并且更容易受到阻尼。(图片由Electrom提供)

典型的马达故障进展

马达可能在许多方面走向故障。典型的进展开始于绕组的匝间绝缘薄弱。大多数绕组故障,包括对地短路,都始于匝间绝缘薄弱。

局部放电(PD)是在绕组中可以检测到的弱点的第一个证据。PD的存在可能并不表明中高压电机存在问题,但在低压电机中存在问题。参见《泵与系统》2022年3月号上先前关于PD测试的文章。BETVICTOR体育官网

如果绝缘继续减弱,浪涌测试是早期发现弱点的最佳测试。高于峰值工作电压的故障是电机完全故障的前兆。电机可以继续运行一段时间,留出时间来计划行动。

一旦弱点导致转弯弧线,热量就会产生一个热点。热点导致更多的转弯短路,随后产生更多的热量。最终,弯曲的短裤落到了地上。

浪涌测试如何工作?

一个上升时间高的脉冲被测试仪器中的电路反复地通过绕组发送。结果是每个脉冲都有一个衰减的振荡波,通过示波器电路显示在屏幕上。波的振荡次数取决于电机的Q因子(阻抗分量)——浪涌波被电机绕组电路阻尼的多少。转子和电机的结构决定了阻尼的程度。波形的频率与匝数成反比。因此,在其他条件相同的情况下,匝数较少的线圈会产生频率较高的波,反之亦然。

浪涌测试仪增加每个脉冲的电压,并通过计算一个百分比的波差来比较产生的浪涌波。如果电机因电弧或短路而失去一圈,波形的频率就会增加。在测试屏幕上,这看起来就像波突然向左移动。当这种情况发生时,波之间的差异增大。差异由测试人员以百分比的形式计算。

浪涌波有两种比较方法:相位对相位和脉冲对脉冲。三相电机的相对相比较是相1到相2,然后是相2到相3,然后是相3到相1。在脉冲对脉冲的比较中,每个相位都对自身进行测试。随着浪涌电压逐渐增加,浪涌测试仪将每个新波形与前一个波形进行比较。

如何计算结果?

一般的方法是计算沿波对的许多点之间的差值(两个波上具有相同x轴位置的y轴点),将所有y轴差值相加并除以平均值。如果差值高于操作员的通过/失败阈值,则认为浪涌测试失败。请记住,测试仪不是电机不合格,它只是测试不合格。操作人员决定采取什么行动作为结果,因为它可能是电机可以继续运行。

浪涌试验不具有破坏性

浪涌试验由于每个浪涌脉冲的能量较低,过电压持续时间较短,因此不具有破坏性。一个很好的类比是静电放电从你的手指到门把手的电弧。你可能能感觉到,但没有烧伤痕迹或损伤。

电机设计用于处理远高于正常浪涌测试电压的电压。例如,看到460伏(V)电机的电弧在10,000伏左右是很常见的。即使是老式电机也能在8000伏左右产生电弧。将其与约2000 V的460 V电机的正常浪涌测试电压进行比较。此外,电机和线圈在实验室环境中已经过多次浪涌测试,绝缘性能没有明显变化。

对于旧的和脆弱的绝缘,碳跟踪在绝缘的裂缝将降低绝缘的承受一定电压的能力。维修专业人员应考虑降低此类电机的浪涌测试电压。底线是,如果出现电弧,说明电机绝缘不好,电机要么已经出现问题,要么很快就会出现问题。

浪涌测试至关重要,因为它们是唯一能发现匝间绝缘弱点的测试。这些弱点是电机严重故障和停机的前兆。浪涌测试提供的数据也用于发现硬短路和绕组和线圈中的其他一些错误。

浪涌测试在电机绕组中产生浪涌脉冲,导致衰减的振荡波形。测试仪器计算波形的差异,无论是相位到相位或脉冲到脉冲。如果差值高于操作员的通过/失败阈值,则电机绕组绝缘较弱。

浪涌测试对预测性维护专业人员很重要,因为它可以在电机发展到完全故障之前发现绝缘薄弱的情况。
这允许维护程序安排维护,而不是冒意外停机的风险。


喘振测试可以发现哪些电机问题?

图2:每个电机相位用不同颜色的线圈突出显示。浪涌测试可以发现相位对相位(1),匝对匝(2),线圈对线圈(3)的弱点和短路。
图2:每个电机相位用不同颜色的线圈突出显示。浪涌测试可以发现相位对相位(1),匝对匝(2),线圈对线圈(3)的弱点和短路。
  • 阶段与阶段之间的缺点与不足(1)
  • 转弯弱点和缺点(2)
  • 线圈对线圈的缺点和缺点(3)

图2中没有:

  • 转错圈数
  • 内部线圈连接错误
  • 不足之处(在某些情况下,只有而不是像hipot测试那样)

问题