RU201755U1

RU201755U1 - Device for electroosmotic protection and diagnostics of submersible electric motor windings

Info

Publication number: RU201755U1
Application number: RU2020109951U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Трушкин; Роман Владимирович Козичев
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-01-11

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для увеличения межремонтного периода погружных электродвигателей, находящихся в эксплуатации, путем поддержания уровня изоляции на должном уровне без подъёма технологического оборудования. Предлагаемое устройство может быть использовано в отраслях народного хозяйства, занимающихся водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.Задача, поставленная в полезной модели, решается в устройстве для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей, состоящем из источника постоянного тока, диагностического устройства и микропроцессорного модуля для обработки и анализа получаемой информации.The utility model relates to electrical engineering and is designed to increase the overhaul period of submersible electric motors in operation by maintaining the insulation level at the proper level without lifting technological equipment. The proposed device can be used in sectors of the national economy involved in water supply of settlements and industrial facilities. The problem posed in the utility model is solved in a device for the electroosmotic method of protecting and diagnosing windings of submersible electric motors, consisting of a direct current source, a diagnostic device and a microprocessor module for processing and analysis of the information received.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для увеличения межремонтного периода погружных электродвигателей, находящихся в эксплуатации, путем поддержания уровня изоляции на должном уровне без подъема технологического оборудования. Предлагаемое устройство может быть использовано в отраслях народного хозяйства, занимающихся водоснабжением населенных пунктов и промышленных объектов.The utility model relates to electrical engineering and is designed to increase the overhaul period of submersible electric motors in operation by maintaining the insulation level at the proper level without lifting technological equipment. The proposed device can be used in sectors of the national economy that supply water to settlements and industrial facilities.

Известен способ сушки изоляции электрических машин (RU патент №2548030, МПК Н02К 15/12 (2006.01) опубл. 10.04.2015, бюл. №10), который включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль рабочей температуры и состояния изоляции, отличающийся тем, что сушку осуществляют ступенями, причем на первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, ток 10% от номинального рабочего для данного типа электрической машины в течение 0,5 часа, затем ток, равный 50% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 1-2 часов, затем ток, равный 80-90% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 0,5 часа, на второй ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до температуры 80-90°С, в течение 1 часа, затем осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при температуре 130-140°С, на третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева в течение 0,5-0,8 часов, на четвертой ступени сушку осуществляют на открытом воздухе во время сборки электрической машины, на пятой ступени сушку проводят путем пропускании электрического тока через обмотку электрической машины во время испытаний на испытательном стенде.There is a known method of drying the insulation of electrical machines (RU patent No. 2548030, IPC N02K 15/12 (2006.01) publ. 04/10/2015, bulletin No. 10), which includes forced blowing of them with an air stream, thermal heating, control of the operating temperature and the state of the insulation, characterized in that the drying is carried out in stages, and at the first stage, the surface layers of the insulation are dried by the method of electroosmotic drying of the insulation of the windings of electrical machines by cyclic implementation of the process, in each cycle a constant voltage is applied between the conductors of the windings and the body of the machine, connecting the positive pole of the DC voltage source to the conductors of the windings , and negative - to the body, a current of 10% of the rated operating for a given type of electrical machine for 0.5 hours, then a current equal to 50% of the rated operating for a given type of electrical machine for 1-2 hours, then a current, equal to 80-90% of the rated working for a given type of electrical machine, within 0.5 hours, at the second stage, the surface layers of insulation are dried with an air stream heated to a temperature of 80-90 ° C for 1 hour, then the insulation windings are dried with an air stream at a temperature of 130-140 ° C, at the third stage, drying is carried out with an air stream without heating for 0.5-0.8 hours, at the fourth stage, drying is carried out in the open air during the assembly of the electric machine, at the fifth stage, drying is carried out by passing an electric current through the winding of the electric machine during tests on a test bench.

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и высокие трудозатраты для его реализации.The disadvantage of this method is the high energy consumption and high labor costs for its implementation.

Наиболее близким по технической сущности является способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса (патент РФ №2138900, МПК Н02К 15/12, Н02К 15/00, опубл.: 27.09.1999), в каждом цикле которого прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное, при этом каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения, отличающийся тем, что процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте пульсирующего напряжения 1000-1500 Гц в течение 40-60 мин, а второй при частоте пульсирующего напряжения 20-50 Гц в течение 10-60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного.The closest in technical essence is a method of electroosmotic drying of insulation of windings of electrical machines by cyclic implementation of the process (RF patent No. 2138900, IPC Н02К 15/12, Н02К 15/00, publ .: 09/27/1999), in each cycle of which a constant voltage is applied between conductors of the windings and the body of the machine, connecting the positive pole of the constant voltage source to the conductors of the windings, and the negative pole to the case, in series with the source of constant voltage, turn on the source of pulsating voltage and apply a pulsating voltage with the same polarity as the constant one, with each cycle being carried out at the changing frequency of the pulsating voltage, characterized in that the process is carried out by alternating cycles, each first of which is carried out at a pulsating voltage frequency of 1000-1500 Hz for 40-60 minutes, and the second at a pulsating voltage frequency of 20-50 Hz for 10-60 s, while the number of alternations of two cycles s is at least one.

Недостатком данного способа является высокая продолжительность сушки изоляции и применение его к оборудованию, находящемуся в ремонте.The disadvantage of this method is the high duration of drying of the insulation and its application to equipment under repair.

Технической задачей полезной модели является защита обмоток погружных электродвигателей водоснабжающих установок от снижения изоляции во время технологических пауз.The technical task of the utility model is to protect the windings of submersible electric motors of water supply installations from loss of insulation during technological pauses.

Указанная задача решается в устройстве для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей, содержащем источник диагностического напряжения, подающий ток на диагностическое устройство, блок питания, подающий напряжение на блок управления, который одним контактом управляет станцией управления, а другим контактом управляет работой диагностического устройства, которое соединено с микропроцессорным модулем для обработки и анализа получаемой информации.This problem is solved in a device for the electroosmotic method of protecting and diagnosing windings of submersible electric motors, containing a diagnostic voltage source that supplies current to the diagnostic device, a power supply that supplies voltage to the control unit, which controls the control station with one contact, and controls the operation of the diagnostic device with the other contact, which is connected to a microprocessor module for processing and analyzing the information received.

Технический результат заключается в том, что применение предлагаемой полезной модели не требует интенсификации процесса, так как работа устройства производится во время каждой технологической паузы.The technical result consists in the fact that the use of the proposed utility model does not require intensification of the process, since the operation of the device is performed during each technological pause.

Устройство для электроосмотического способа защиты и диагностирования обмоток погружных электродвигателей представлено чертежами: на фиг. 1 - схема подключения диагностического напряжения на погружную электронасосную установку, на фиг. 2 - технологическая схема устройства.The device for the electroosmotic method of protecting and diagnosing the windings of submersible electric motors is shown in the drawings: Fig. 1 is a diagram of connecting the diagnostic voltage to a submersible electric pump installation, FIG. 2 is a technological diagram of the device.

Предполагаемая схема подключения диагностического устройства реализуется следующим образом. К питающему кабелю 1 от диагностической установки подключается положительный вывод источника постоянного тока, а к водоподьемному трубопроводу, состоящему из секций трубопровода 3, соединительных муфт или фланцев 2 и перемычек 4, насоса 5 и защитной сетки 6 отрицательный вывод. Таким образом, между токоведущими жилами питающих проводов 1, обмоток 8 погружного электродвигателя 7 с одной стороны и водоподъемным трубопроводом и корпусом электродвигателя с другой стороны создается разность потенциалов, необходимая для создания электроосмотического явления.The proposed connection diagram of the diagnostic device is implemented as follows. The positive terminal of the direct current source is connected to the supply cable 1 from the diagnostic installation, and the negative terminal is connected to the water-lifting pipeline, consisting of sections of pipeline 3, couplings or flanges 2 and jumpers 4, pump 5 and protective mesh 6. Thus, between the current-carrying conductors of the supply wires 1, the windings 8 of the submersible electric motor 7 on the one hand and the water-lifting pipe and the motor housing on the other hand, a potential difference is created, which is necessary to create an electroosmotic phenomenon.

Стрелками на схеме показано направление протекания тока.The arrows in the diagram show the direction of current flow.

Блок-схема установки изображена на фигуре 2 и состоит из блока питания 12, подающего напряжение на блок управления 10, микропроцессорный модуль 11, источник диагностического напряжения 14, диагностическое устройство 13. Станция управления погружным электронасосным оборудованием 9 питается от сетевого напряжения и имеет в своем устройстве контакт 15, по состоянию которого определяется текущее технологическое состояние оборудования. Блок управления 10 своими контактами: 17 - управляет работой станции управления 9, при снижении сопротивления изоляции электродвигателя блокирует ее работу, отключая питающее напряжение, а контактом 16 - управляет работой диагностической части предлагаемого устройства.The block diagram of the installation is shown in figure 2 and consists of a power supply 12 supplying voltage to the control unit 10, a microprocessor module 11, a diagnostic voltage source 14, a diagnostic device 13. The control station of the submersible electric pump equipment 9 is powered from the mains voltage and has in its device contact 15, according to the state of which the current technological state of the equipment is determined. The control unit 10 with its contacts: 17 - controls the operation of the control station 9, when the insulation resistance of the electric motor decreases, it blocks its operation, disconnecting the supply voltage, and contact 16 - controls the operation of the diagnostic part of the proposed device.

Принцип работы устройства для электроосмотической защиты обмоток погружных электродвигателей от снижения сопротивления изоляции заключается в подаче постоянного напряжения на элементы водоснабжающей установки от источника постоянного тока для разрыва токопроводящих каналов заполненных водой в теле изоляции питающих проводов и обмоток погружного электродвигателя во время технологической паузы с последующим контролем параметров изоляционной системы устройством подключенным к действующей станции управления без внесения изменений в конструкцию последней и подъема оборудования из скважины.The principle of operation of the device for electroosmotic protection of submersible electric motor windings from a decrease in insulation resistance is to supply a constant voltage to the elements of a water supply unit from a DC source to break the conductive channels filled with water in the insulation body of the supply wires and windings of the submersible electric motor during the technological pause, followed by monitoring the parameters of the insulating of the system by a device connected to the operating control station without making changes to the design of the latter and lifting equipment from the well.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. При технологической паузе насосной установки контакт 15 станции управления замкнут, на разрабатываемое устройство подается сетевое напряжение. От блока питания 12 пониженное постоянное напряжение подается на предлагаемое устройство. От источника диагностического напряжения 14 напряжение подается на диагностическое устройство 13, а через него на диагностируемое оборудование 18, начинается процесс электроосмотической защиты изоляции и контроль ее состояния. Информация о состоянии изоляции оборудования через диагностическое устройство 13 подается на микропроцессорный модуль 11. По параметрам входного сигнала микропроцессорный модуль 11 определяет состояние оборудования. В случае снижения сопротивления изоляции контролируемого оборудования 18 до критических значений, по параметрам входного сигнала от диагностического устройства 13 микропроцессорный модуль 11 определяет состояние контролируемого оборудования и подает сигнал на блок управления 10, размыкаясь, контакт 17 в цепи станции управления предотвращает ввод в работу оборудования 18 со сниженным значением сопротивления изоляции.The proposed device works as follows. With a technological pause of the pumping unit, contact 15 of the control station is closed, the mains voltage is supplied to the device being developed. From the power supply 12, a reduced constant voltage is supplied to the proposed device. From the diagnostic voltage source 14, the voltage is supplied to the diagnostic device 13, and through it to the diagnosed equipment 18, the process of electroosmotic protection of insulation and monitoring of its condition begins. Information about the state of equipment isolation through the diagnostic device 13 is fed to the microprocessor module 11. According to the parameters of the input signal, the microprocessor module 11 determines the state of the equipment. In the event of a decrease in the insulation resistance of the monitored equipment 18 to critical values, according to the parameters of the input signal from the diagnostic device 13, the microprocessor module 11 determines the state of the monitored equipment and sends a signal to the control unit 10, opening, contact 17 in the control station circuit prevents the equipment 18 from being put into operation reduced value of insulation resistance.

Claims

A device for the electroosmotic method of protecting and diagnosing windings of submersible electric motors, containing a diagnostic voltage source that supplies current to the diagnostic device, a power supply that supplies voltage to the control unit, which controls the control station with one contact, and controls the operation of the diagnostic device with the other contact, which is connected to the microprocessor. module for processing and analyzing the information received.