Metode de măsurare.
În timpul testării sunt utilizate două tipuri diferite de convertoare termice - cu o caracteristică liniară și bruscă de "intrare-ieșire" neliniară în domeniul de temperatură admis. Primele sunt utilizate pentru măsurarea continuă a temperaturii sau a creșterii temperaturii peste temperatura ambiantă, iar acestea din urmă sunt utilizate pentru a înregistra faptul că temperatura părților individuale ale mașinii depășește valoarea admisă.
Trebuie avut în vedere că, pentru a obține rezultate fiabile care reflectă starea termică a mașinii electrice sau a transformatorului, este necesar să se cunoască în prealabil o imagine aproximativă a câmpului lor termic pentru a instala corect senzorii de temperatură. Următoarele cerințe tehnice se aplică măsurătorilor de temperatură:
posibilitatea măsurărilor la punctele cerute în condiții de funcționare termică diferite;
introducerea de încălcări minime în domeniul termic în timpul măsurătorilor;
posibilitatea de a efectua măsurători la distanță, în principal prin metode de evaluare directă.
independența măsurătorilor rezultate din vibrații, câmpuri electromagnetice și condiții de mediu; mare precizie a măsurătorilor;
Posibilitatea utilizării unui echipament de măsurare simplu și standard pentru măsurarea temperaturii.
În conformitate cu aceste cerințe, vom lua în considerare diferite metode și metode de măsurare a temperaturii.
Temperatura părților individuale ale mașinii și a mediilor de răcire conform GOST 25000-81 "Mașini electrice rotative. Metodele de testare pentru încălzire "ar trebui măsurate utilizând metode de termometru, rezistență, senzori de temperatură încorporați și senzori de temperatură încorporați.
Metoda termometrului. Prin această metodă, traductorul termic al senzorului de temperatură (a se vedea subsecțiunea 1.3) se aplică pe suprafețele accesibile ale mașinii electrice asamblate. Ca traductor termic al senzorului, poate fi utilizat un termometru de expansiune, un termocuplu, un termometru de rezistență sau un termistor. Rezultatul măsurării reprezintă temperatura de suprafață la punctul de aplicare al senzorului de temperatură. Termometrele de expansiune au o utilizare limitată și sunt utilizate în principal pentru măsurarea temperaturii lichidelor și gazelor de răcire. Nu utilizați un termometru cu mercur pentru a măsura temperatura acelor părți ale mașinii în care există câmpuri magnetice alternante. Acest lucru se datorează faptului că câmpurile magnetice alternante induc curenți turbionari în mercur, ceea ce îl încălzește și duce la citiri incorecte.
Metoda de rezistență indică valoarea medie a temperaturii înfășurării.
Rețineți că, pentru a îmbunătăți acuratețea măsurătorilor rezistenței la rece și la cald a înfășurărilor, aceasta trebuie măsurată utilizând aceleași instrumente.
Metoda de aplicare a senzorilor de temperatură este utilizată pentru determinarea temperaturii înfășurării sau a oțelului activ. În mod obișnuit, nu mai puțin de șase senzori sunt instalate, distanțate uniform în jurul circumferinței mașinii în punctele din bobină în direcția axială a canelurilor în care se așteaptă cele mai ridicate temperaturi. Fiecare senzor trebuie să fie în contact direct cu suprafața care trebuie măsurată și să fie protejată de efectele mediului de răcire. Termocuplurile, termometrele de rezistență sau termistoarele sunt utilizate ca termocupluri pentru senzori.
Temperatura la locul termocuplului trebuie să fie determinată din caracteristica de calibrare. Joncțiunea rece a termocuplului trebuie protejată de modificările rapide ale temperaturii ambiante. În prezența a unu sau a două termocupluri, EMF se măsoară cu un milivoltmetru cu o limită de măsurare de 3 10 mV și o rezistență internă de cel puțin 25 ohmi / mV.
Cu un număr mai mare de termocupluri, de regulă, se utilizează o metodă de măsurare compensatoare. Temperatura la locul termometrelor de rezistență se determină prin măsurarea rezistenței termometrului printr-o punte sau prin logometre special concepute. Temperatura excesivă trebuie luată egală cu cea mai mare valoare măsurată.
Metoda senzorilor de temperatură încorporați. Atunci când se utilizează această metodă, senzorii (termocuplurile pot fi termocupluri, termometre de rezistență sau termistori) sunt instalate într-o mașină electrică numai pe durata încercărilor. Locul de instalare - părțile frontale ale înfășurării sau între foile individuale de oțel activ la o adâncime de cel puțin 5 mm de la suprafața sa. În plus, senzorii pot fi instalați în alte puncte accesibile ale mașinii, în care se așteaptă cea mai ridicată creștere a temperaturii. Măsurătorile se efectuează în același mod ca și în cazul precedent.
Caracteristicile convertoarelor termice. Termocuplele utilizează fenomenul termoelectricității, constând în faptul că o forță termoelectromotoare apare într-un circuit format din două conductori diferiți sau semiconductori conectați prin capete (electrozi) și având o temperatură diferită a punctelor de conectare. Cu o mică diferență de temperatură între joncțiuni, puterea termoelectrică poate fi considerată proporțională cu diferența de temperatură.
Pentru termocupluri industriale Următoarele thermoelectrodes materiale utilizate: termocuplu tip TIP - platină (10% rodiu) - platină termocuplu tip TPD - platină (30% rodiu) - platină termocuplu tip TXA --Chromel alkomel termocuplu tip TCA - Chromel-Copel. măsurare limitele de temperatură pentru utilizarea pe termen lung a acestor tipuri de termocupluri sunt: pentru CCI - - 20-1300 C, pentru TPD - 300-1600 C, pentru TXA - 50 - 1000 ° C pentru TCA - Rudă 50 până la +600 ° C Valorile puterii termice dezvoltate de joncțiune termocuplu fierbinte la o temperatură de 100 ° C și o răceală joncțiune 0 „C sunt :. tip Termocuplu TPP - 0.64 mV 1ha - 4.1 mV TCA - termocupluri 6.9 mV pentru măsurarea temperaturii sub 50 ° C, se utilizează cupru -konstantan (până la -270 ° C) și cupru-Koppel (până la -200 ° C).
Rețineți că termocuplul nu măsoară temperatura locului de instalare a joncțiunii, și depășind această temperatură peste temperatura perechilor opuse de electrozi la care este conectat un dispozitiv de măsurare, astfel încât în timpul măsurătorilor trebuie să cunoască temperatura la rece (măsurare) joncțiunii de montare sau încorporează senzor compensatorul de temperatură " rece ".
Termometrele de referință se referă la unul dintre cele mai exacte traductoare de temperatură. În special, termometrele cu rezistență la platină permit măsurarea temperaturii cu o eroare de 0,001 ° C. Pentru măsurarea temperaturii sunt utilizate metale care au un coeficient de temperatură de rezistență foarte stabil (TCR) și o dependență liniară de temperatură a rezistenței. Astfel de materiale includ platina și cuprul.
Termometrele rezistente la platină industriale sunt utilizate în intervalul de temperaturi de la -200 la + 650 ° C, cupru-de la -50 la +200 ° C. Valoarea TCR în intervalul de temperaturi de la 0 la 100 ° C pentru platină este 0,0039, pentru cupru - 0,00427 K-i.
termometre cu rezistență din platină industriale sunt de 10, 46 și 100 ohmi la O C; cupru - 53 și 100 Ohm. Creșterea senzor de temperatură termometru plasat în gheață care se topește, încălzire datorită curentului de măsurare nu trebuie să depășească 0,24 pentru termometre platină C și 0,4 ° C pentru cupru la puterea disipată în termometru de 10 mW.
Termistorii sunt împărțiți în metal și în semiconductori.
Alegerea metalelor pentru un termistor este determinată de inerția chimică a metalului la mediu fiind măsurată în intervalul de temperatură de interes și în TCS foarte stabil. În plus față de platină și cupru, nichelul și tungstenul sunt utilizate pentru fabricarea termistorilor. Nichelul TKS în intervalul de temperaturi de la 0 la 100 ° C este 0,0069, wolfram - 0,0048 K4.
Principalul avantaj al nichelului este rezistivitatea relativ ridicată, care are o dependență de temperatură liniară de până la +100 ° C. Termostatele de cupru și nichel sunt produse dintr-un microconductor turnat în izolație din sticlă. Terminatoarele cu micro-sârmă sunt sigilate, foarte stabile, mici neionice și cu dimensiuni reduse pot avea rezistență de până la zeci de kilograme. Termometrele de indiu, germaniu și carbon sunt utilizate pentru măsurători la temperaturi joase.
Semiconductoarele termistoare diferă de cele metalice în dimensiuni mai mici. De regulă, termistorii semiconductori TCS au o valoare negativă și scad invers proporțional cu pătratul temperaturii absolute. La o temperatură de 20 ° C, valoarea TCS este de 0,02. 0,08 K ** 1, ordin de mărime mai mare decât pentru termistorii metalici (figura 3.1, a).
Semiconductori termistori sunt disponibile într-o gamă largă și au rezistențe nominale la 20 C de la 0.3 la 3300 kOhm. Intervalul temperaturii de funcționare a diferitelor termistoare variază între -100 și +300 ° C. Precizia măsurării temperaturii folosind termistoarele semiconductoare este aproape de precizia termorezistoarelor metalice, respectând termenii verificării lor.
Termistoare sunt proiectate cu o valoare pozitivă a feroelectricilor GCS pe bază, cum ar fi BaTiO3, schimbă brusc rezistența lor cu o mică schimbare a temperaturii (fig. 3.1, a). În afara acestui interval, rezistența scade odată cu creșterea temperaturii. În intervalul de temperatură indicat, valoarea lui CS ajunge la 0,3. 0.5 K „1. Aceste termistori semiconductoare au fost folosite cu ajutorul lor verifică dacă depășește temperatura admisibilă sau nu pe dispozitivele de protecție de mașini electrice de la supraîncălzire .. Temperatura critică la care începe o creștere bruscă a rezistenței, este pentru diverse termistori semiconductoare cu TCS valoare pozitivă de la +70 la +150 С.
Inerția termocuplilor și termometrelor este caracterizată de constanta lor de timp. Există termocupluri și termometre cu rezistență redusă la inerție (constanta de timp este mai mică sau egală cu 40 s pentru un termocuplu și cu 9 s pentru un termometru), inerția medie (constantele de timp sunt de 60 și respectiv 80 s); o inerție mare (cu constante de timp de până la 3,5 și 4,0 minute) și o inerție nereglementată.
0 20 40 60 80 100 G / S 0 30 60 90 120 T. "C
a 6
Caracteristicile termistoarelor semiconductoare: a - cu TCR negativ; 6 - cu TCR pozitiv
Un grup separat constă din contoare cu acțiune unică, care includ vopsele sensibile la căldură și metale cu temperatură scăzută. Aceste contoare pot răspunde doar la întrebarea dacă temperatura măsurată a depășit limita permisă sau nu. Dacă temperatura a depășit, vopseaua termosensibil își schimbă culoarea și siguranța de metal se topește, rupe contactul în circuitul de măsurare, iar semnalele nu trebuie depășită de temperatura.
Caracteristici de măsurare a temperaturii părților rotative ale mașinilor electrice.
Măsurarea temperaturii în transformatoare.
Temperatura părților individuale ale transformatorului și a mediilor de răcire este măsurată în conformitate cu cerințele GOST 3484-88 *. Măsurarea temperaturii mediului de răcire (ulei de transformator, dielectric lichid neinflamabil, aerul, hexafluorura de sulf) se realizează cu un termometru și o temperatură a înfășurării - metoda de rezistență. Dacă metoda de rezistență nu poate fi utilizată pentru determinarea temperaturii înfășurărilor, se folosește metoda termometrului. Senzorii de temperatură utilizați aici nu diferă de cei descriși mai devreme.
În conformitate cu GOST 3484-88 * pentru temperatura medie a înfășurărilor uleiului transformatorului sau transformatoarelor umplute cu dielectric nonflammable lichid, temperatura uleiului adoptat (dielectric nonflammable lichid) în straturile superioare, dacă transformatorul nu este supus la încălzire timp de 20 de ore și după turnarea a fost de cel puțin 6 h. Temperatura straturilor medii ale uleiului nu trebuie să depășească 40 ° C
Pentru temperatura medie a înfășurărilor transformatoarelor de tip uscat, nu este încălzit și menținut timp de cel puțin 16 ore într-o cameră în care răcire variațiile de temperatură a aerului să nu depășească 1 pe oră, luând media aritmetică a citirilor a două termometre instalate la marginile superioare și inferioare ale suprafeței laterale a uneia din exterior înfășurări.
Temperatura aerului este măsurată cu trei sau mai multe termometre amplasate pe trei laturi ale transformatorului aproximativ la mijlocul înălțimii sale, la o distanță de 1,2 m de suprafața de răcire. Fiecare termometru este plasat într-un vas umplut cu un ulei de transformator de cel puțin 1 litru, care reflectă bine radiația termică externă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: