Физические основы неразрушающего контроля изоляции обмоток электроприводов горношахтного и нефтепромыслового оборудования

Abstract

Актуальность работы связана с тем, что в настоящее время технологические процессы разведки, добычи, транспортировки георесурсов в нефтедобывающей, горнорудной, угольной, химической и других отраслях промышленности подвержены высокому уровню механизации и автоматизации с участием электрических машин. Надежность и безотказность работы этих машин зависят от состояния витковой изоляции, роль которой играет эмалевая изоляция обмоточных проводов, поэтому совершенствование контроля эмалевой изоляции обмоточных проводов, повышение их качества и надежности является весьма актуальным. Цель работы: изучение физических процессов в первичном преобразователе дефектов в эмалевой изоляции для обоснования выбора конструкции указанного преобразователя, оценки и оптимизации его метрологических характеристик. Методы исследования: осциллографический - для исследования характеристик зажигающегося между датчиком и проводом в месте дефекта разряда в воздухе; микрометры - для определения геометрических размеров дефектов в эмалевой изоляции и расстояния от датчика до границы дефектного участка; высоковольтные - для исследования характеристик разряда и его вида в промежутке между датчиком и жилой провода в дефектных местах эмаль-изоляции. Результаты. Несмотря на значительный прогресс развития электромашиностроения в области совершенствования изоляции обмоток электрических машин, контроль дефектности изоляции на всех стадиях жизненного цикла по-прежнему остаётся актуальной научно-технической проблемой. Исследованы особенности разряда в первичном преобразователе дефектов при подходе к нему дефектного участка провода, при нахождении дефектного участка в зоне датчика и при выходе указанного участка из датчика. Приведены типичные осциллограммы тока и напряжения с первичного преобразователя дефектов при прохождении через него дефектного участка изоляции провода. Проведен анализ структуры сигналов, и рассмотрен возможный механизм и вид разряда в датчике. Выделены информационные зоны из структуры сигнала с первичного преобразователя. Рассмотрены варианты и способы снижения погрешности при контроле количества и протяженности дефектов. Разработан способ контроля дефектности эмалевой изоляции проводов, позволяющий определять количество и протяженность дефектных участков в эмаль-изоляции движущегося с любыми переменными скоростями провода. Предложена схема измерителя дефектности, рассмотрен принцип его работы, и проведена оценка его метрологических характеристик.

The relevance of the research is related to the fact that at the present time geo asset exploration, extraction, transportation in oil, mining, coal, chemical and other industries are subjected to a high level of mechanization and automation involving electrical machines. The reliability and availability of these machines operation depend on condition of turn insulation (the enamel insulation of winding wires plays its role), therefore it is a critical issue to improve the control of enamel insulation of winding wires, increasing their quality and reliability. The aim of the research is to study the physical processes in a primary converter of defects in enamel insulation for justifying the selection of the mentioned converter design, evaluating and optimizing its metrological characteristics. Methods. The oscillographic method is used to study the characteristics of the discharge in the air ignited between the sensor and the wire at the place of a defect. The micrometers are applied to determine the defect geometry in the enamel insulation and the distance from the sensor to the border of the defective area. The high-voltage technique are used to study the characteristics of nature and type of the discharge in the gap between the sensor and the wire strand in defective areas of enamel insulation. The relevance of the research is related to the fact that at the present time geo asset exploration, extraction, transportation in oil, mining, coal, chemical and other industries are subjected to a high level of mechanization and automation involving electrical machines. The reliability and availability of these machines operation depend on condition of turn insulation (the enamel insulation of winding wires plays its role), therefore it is a critical issue to improve the control of enamel insulation of winding wires, increasing their quality and reliability. The aim of the research is to study the physical processes in a primary converter of defects in enamel insulation for justifying the selection of the mentioned converter design, evaluating and optimizing its metrological characteristics. Methods. The oscillographic method is used to study the characteristics of the discharge in the air ignited between the sensor and the wire at the place of a defect. The micrometers are applied to determine the defect geometry in the enamel insulation and the distance from the sensor to the border of the defective area. The high-voltage technique are used to study the characteristics of nature and type of the discharge in the gap between the sensor and the wire strand in defective areas of enamel insulation.