DD205540A1 - Anordnung zur lebensdauerueberwachung der wicklungsisolation insbesondere fuer elektrische maschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lebensdauerueberwachung der Wicklungsisolation unter Verwendung eines der thermischen Alterung unterworfenen Abbildes zum fruehzeitigen Erkennen und Anzeigen des zu erwartenden Zeitpunktes des Ausfalls der elektrischen Maschine. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Lebensdauerueberwachung zu finden, die den zu erwartenden Zeitpunkt des Ausfalls der Wicklungsisolation auf Grund der thermischen Alterung rechtzeitig erkennt und signalisiert. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass zur Pruefung der Wicklungsisolation ein Pruefleiter, ein sogenannter Twist, der aus zwei gegeneinander verdrallten Lackdraehten besteht, am Wickelkopf der Maschine angeordnet ist und sich dazwischen ein 3-Schichtmaterial (Flaechenisolierstoff-Metallfolie-Flaechenisolierstoff) befindet, wobei der Twist ueber hochohmige Widerstaende an der Leiter-Erde-Spannung der Maschine und die Metallfolie an einer der anderen Phasen liegt, so dass Twist und Flaechenisolierstoff einer laufenden Durchschlagspannungspruefung unterzogen werden. Bei Durchschlag der Isolation des Twistes bzw. des Flaechenisolierstoffes wird ueber eine ausserhalb der Maschine befindliche Messeinrichtung der Durchschlag signalisiert.

Description

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VEB Forschungs- und Entwicklungs- Dresden, den 01.03.1982 Zentrum für Elektromaschinen

Titel der Erfindung

Anordnung zur Lebensdauerüberwachung der Wicklungsisolation insbesondere für elektrische Maschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lebensdauerüberwachung der Wicklungsisolation insbesondere für elektrische Maschinen unter Verwendung eines der thermischen Alterung unterworfenen Abbildes zum frühzeitigen Erkennen und Anzeigen des zu erwartenden Zeitpunktes des Ausfalls der elektrischen Maschine.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt die Lebensdauer von Isolierungssystemen mit Hilfe von Abbildern zu beurteilen, indem verkleinerte Nachbildungen des zu beurteilenden Isolierungssystems benutzt und gleichen thermischen, chemischen, elektrischen und mechannischen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Desweiteren wurde bereits vorgeschlagen, an derartigen Abbildern den Isolationswiderstand zu messen, um daraus Rückschlüsse auf den erreichten Alterungszustand der Wicklung zu ziehen. Dieses Prüfkriterium ist jedoch für die Wicklung von Niederspannungsmaschinen als Beurteilungskriterium nicht geeignet, da Versuche ergeben haben, daß bei gealterten Isolierungssystemen vor dem Durchschlag keine signifikanten Änderungen des Isolationswiderstandes auftreten.

Es sind auch Verfahren zur Beurteilung des Isolierstoffverhaltens bekannt unter labormäßig nachgebildetem Betriebsverhalten.

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Je inniger das Abbild mit der Maschine selbst verknüpft wird, um so vollkommener werden die verschiedenen Beanspruchungen nachgebildet. Zur Nachprüfung des Alterungsaustandes müssen aber die Abbilder in regelmäßigen Zeitabständen ausgebaut werden, um ein Altern rechtzeitig erkennen zu können. Eine derartige Überprüfung des Alterungszustandes ist umständlich in seiner Durchführung, da daß Abbild jederzeit und unter Umständen sogar während des Laufens der Maschine ausgebaut werden muß. Eine derartige Anordnung zur Überwachung der Lebensdauer ist zwar bei einzelnen Hochspannungsmaschinen vertretbar, aber bei in Großserie gefertigten Niederspannungsmaschinen ist diese Überwachung der Alterung des Isolationssystems ungeeignet und zu aufwendig.

Desweiteren sind Überlastsicherungen in Form von Bimetallschaltern bekannt bei denen im thermischen Abbild der thermische Belastungszustand der Maschine reproduziert wird und durch rechtzeitiges Abschalten die Maschine vor thermischem Schaden bewahrt wird. Diese Überlastsicherungen berücksichtigen in keiner Weise die Abnützung bzw. Alterung des Isolationssystems.

Ziel; deP.Erfindung

Ziel der Erfindung ist es eine Anordnung zur Lebensdauerüberwachung von elektrischen Maschinen zu schaffen, die den zu erwartenden Zeitpunkt des Ausfalls der Wicklungsisolation auf Grund der thermischen Alterung rechtzeitig signalisiert.

Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Lebensdauerüberwachung für elektrische Maschinen unter Verwendung eines der thermischen Alterung unterworfenen Abbildes zu schaffen, die eine frühzeitige Erkennung und Anzeige des zu erwartenden Zeitpunktes des Ausfalls der Wicklungsisolation gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Prüfung der elektrischen Festigkeit der Wicklungsisolation der Maschine ein Prüfleiter, ein sogenannter Twist, der aus zwei gegeneinander verdrallten Lackdrähten besteht, am Wickel kopf der Maschine angeordnet wird.

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Zwischen Twist und Wickelkopf befindet sich ein 3-Schiehtnia'terial (Flächenisolierstoff - Metallfolie - Flächenisolierstoff). Der Twist liegt dabei über hochohiaigen Widerstände an der Leiter - Erde - Spannung der Maschine und die Metallfolie liegt an einer der beiden anderen Phasen des Drehstromnetzes, so daß Twist und Flächenisolierstoff einer laufenden Durchschlagspannungsprüfung unterzogen werden. Twist und Metallfolie sind zusätzlich an einer außerhalb der Maschine befindlichen an sich bekannten Meßeinrichtung angeschlossen, die ein Durchschlagen der Isolation des Twistes bzw. des Flächenisolierstoffes signalisiert.

Ausführungsbeispiel

An Pland eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Das zur Prüfung verwendete thermische Abbild besteht aus einem Prüfleiter bestehend aus zwei gegeneinander verdrallten Lackdrähten (Twist) und einem 3-Schichtmaterial (Flächenisolierstoff - Metallfolie - Flächenisolierstoff). Das thermische Abbild ist am Wickelkopf einbandagiert und imprägniert. Dabei, sind die einzelnen Elemente des Abbildes wie folgt angeordnet: Zwischen Twist und Metallfolie befindet sich der zu prüfende Flächenisolierstoff, der aus gleichem Material wie die Wicklungsisolation besteht. Die Metallfolie, die als Meßelektrode für die Prüfung dieses. Flächenisolierstoffes dient, ist vom Wickelkopf durch einen weiteren Flächenisolierstoff elektrisch getrennt. Dafür wird ein gegenüber dem zu prüfenden Flächenisolierstoff thermisch höher beständiges Material verwendet. Dadurch wird gewährleistet, daß das thermische Abbild bis zum tatsächlichen Ausfall geprüft werden kann, ohne daß vorher ein ungewollter Durchschlag zwischen Metallfolie und Wicklung erfolgt. Das Abbild ist dabei wie folgt elektrisch geschaltet: Die beiden Lackdrähte des Twistes werden über je einen hochohmigen Widerstand so geschaltet, daß die Leiter - Erde-Spannung am Twist anliegt. Die Meßelektrode (Metallfolie) liegt auf einer der beiden anderen Phasen des Drehstromnetzes, so daß der zu prüfende Flächenisolierstoff mit der Leiter Leiter - Spannung beansprucht wird. Sowohl die Lackisolierung

der Leiter des Twistes als auch der Flächenisolierstoff werden also einer laufenden Prüfung auf Durchschlag unterzogen. Die Beanspruchung ist dabei hpher als der der entsprechenden Elemente der Wicklungsisolation. Zwangsläufig wird nach weit fortgeschrittener Alterung das Abbild eher durchschlagen als die Wicklung. Im Durchschlagfall wird der Strom durch die hochohmigen Widerstände begrenzt. Sobald durch einen dieser Widerstände der Durchschlagstrom fließt, wird die Spannung über diesem Widerstand als Signalspannung abgegriffen und einer an sich bekannten Meßeinrichtung außerhalb der Maschine zugeführt, die dann den durchschlag· der Isolation des Twistes bzw. des Plächenisolierstoffes signalisiert»

Laborversuche mit vergleichbaren Modellisolierungen haben ergeben, daß nach dem Durchschlag eines Elementes des Abbildes noch genügend Zeit verbleibt um die Maschine zu ersetzen. Aus dem experimentell ermittelten gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen Lebensdauer und Prüfspannung folgt, daß nach dem Druchschlag des Abbildes noch ein ungefährdeter Betrieb der Maschine von mindestens 100 Stunden gewährleistet ist.

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch

   Anordnung zur Lebensdauerüberwachung der Wicklungsisolation insbesondere von elektrischen Maschinen unter Verwendung eines der thermischen Alterung unterworfenen Abbildes, das in innigem thermischen Kontakt mit der zu überwachenden Wicklung steht und einer laufenden Durchsehlagspannungsprüfung unterzogen wird dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfleiter, ein sogenannter Twist, der aus zwei gegeneinander verdrallten Lackdrähten besteht am Wickelkopf der Maschine angeordnet ist und sich zwischen Twist und Wickelkopf ein 3-Schichtmaterial (Flächenisolierstoff - Metallfolie Flächenisolierstoff) befindet, wobei der Twist über hochohmige Widerstände an der Leiter - Erde - Spannung der Maschine und die Metallfolie an einer der beiden anderen Phasen liegt und Twist und Metallfolie an einer außerhalb der Maschine befindlichen an sich bekannten Meßeinrichtung angeschlossen sind.