В процессе изготовления изоляции машины ее электрическая прочность многократно проверяется повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 мин.
Первое испытание изоляции катушек или секций статора и ротора производится до укладки их в паз. Значение испытательного напряжения зависит от мощности и номинального напряжения машины. Статорные катушки или секции машин мощностью до 10 MB?А испытываются напряжением 2,75Uном+4500 В, изоляция машин мощностью свыше 10 MB?А — напряжением 2,75Uном +6500 В, а после укладки обмотки в пазы — соответственно напряжениями 2,5Uном +2500 В и 2,5Uном +4500 В.
После пайки лобовых соединений обмоток испытательные напряжения снижаются до значений 2,25Uном+2000 В и 2,25Uном+4000 В, а при выпуске машины в соответствии с требованиями ГОСТ устанавливаются равными 2Uном+3000 В.
Приемо-сдаточные испытания генераторов производятся при напряжениях 0,8(2Uном+3000) В, что составляет для генераторов 300 МВт 1,72Uном,а для генераторов 260 МВт — 1,75Uном.
В процессе эксплуатации машин, например турбогенераторов, кроме обычного старения изоляции обмоток статоров, отмечены и другие повреждения изоляции. При неудовлетворительном закреплении стержней обмоток в пазах наблюдается их вибрация, при этом изоляция механически истирается о стенки паза или расслаивается на выходе из него. При ослаблении прессовки активной стали имеет место вибрация, которая приводит к разрушению изоляции и поломке лепестков стали в зубцовой зоне. Попавшие на поверхность изоляции ферромагнитные тела (стружка, лепестки стали) в магнитном поле вибрируют и повреждают изоляцию. Для определения наличия вибрации используются различные виброанализаторы, которые могут входить в состав технических средств вибродиагностики. Например к ним можно отнести виброанализатор СД-12М, сборщик-анализатор вибросигналов «Диана-С», виброметр с памятью «Корсар+», виброизмерительный прибор «Янтарь», виброанализатор «Топаз» и т. д.
В машинах с непосредственным водяным охлаждением при нарушении плотности водяного тракта дистиллят может увлажнить изоляцию, что снижает ее электрическую прочность. В эксплуатации имели место также случаи обугливания покровной киперной ленты в лобовых частях обмотки в результате увлажнения непропитанной ленты и возникновения поверхностных разрядов.
В эксплуатации ведется систематический надзор за состоянием изоляции электрических машин. Для своевременного выявления слабых мест изоляция систематически подвергается профилактическим испытаниям.
Контроль состояния изоляции статорных обмоток в основном производится повышенным напряжением промышленной частоты. Оптимальное значение испытательного напряжения и длительность его приложения устанавливаются на основании анализа результатов эксплуатации и с учетом технической и экономической целесообразности. Испытательное напряжение не должно повреждать изоляцию, которая может надежно работать, но должно быть достаточным для того, чтобы выявлять стержни с изоляцией, не обеспечивающей надежной работы машины.
Испытательное напряжение промышленной частоты при периодически проводимых в энергосистемах профилактических испытаниях изоляции в процессе эксплуатации генераторов обычно принимается равным (1,5-1,7)Uном. Длительность приложения напряжения составляет 1 мин.
В практике эксплуатации машин применяются и другие виды профилактических испытаний изоляции обмоток статоров: определение сопротивления изоляции обмотки, испытание выпрямленным повышенным напряжением. Для некоторых типов машин определяется также тангенс угла диэлектрических потерь.
Витковая изоляция электрических машин в условиях эксплуатации испытывается повышенным напряжением возбужденной машины, равным (1,15-1,3)Uном.
Проблемы с изоляцией статоров высоковольтных электродвигателей в основном не возникают мгновенно. Разрушению изоляции предшествует достаточно длительный период времени, когда в месте будущего дефекта изоляции возникают микроразряды, уровень которых постепенно возрастает. Для своевременного обнаружения этих разрядов и оценки скорости их увеличения применяются приборы контроля частичных разрядов. Для этих целей применяется прибор контроля состояния изоляции электродвигателей под напряжением R-500. Этот многоканальный прибор позволяет контролировать состояние изоляции электрических машин в режиме постоянного мониторинга.
Для диагностики электрической изоляции в полевых условиях может применяться система диагностики изоляции IDA-200. Система измеряет емкость и диэлектрические потери (tg d) на дискретных частотах ниже и выше промышленной частоты, от 0,1 мГц до 1,0 кГц.
