Wyznaczenie obszarów występowania zróżnicowanej aktywności

wnz ze względu na wskaźnik PPS

Wyniki grupowania danych pomiarowych względem liczebności wyłado-wań (PPS) przedstawiono na rysunku 6.23. Dla każdej z badanych maszyn ob-szar występowania zbliżonych wartości wskaźnika PPS występuje w nieco in-nym miejscu wykresu. Obszary te różnią się pod względem kształtu, wymiarów oraz gęstości występowania danych w badanym obszarze. Dodatkową cechą jest wzajemne przenikanie tych obszarów.

Występowanie obszarów o najbardziej zwartym kształcie i dużej gęstości jest cechą charakterystyczną silnika SE-2. Obszar występowania najmniejszych wartości PPS jest stosunkowo mały i zawiera się między temperaturą 42 i 53oC oraz między udziałem wilgoci w powietrzu 12 i 18 g/kgps. Odpowiada to zmia-nie wilgotności względnej w przedziale 15 i 30%. Obszar ten wyraźzmia-nie odstaje od pozostałych obszarów, w których wyładowania są znaczniej aktywne. Wy-raźny jest również obszar występowania wzmożonej aktywności wnz, który mieści się w granicach 25÷35oC, 2÷5 g/kgps oraz 5÷15%. Z tego punktu widze-nia warunki mikroklimatyczne w tym obszarze najbardziej sprzyjają gerenacji wyładowań.

ga prowadzenia długotrwałych eksperymentów. Przeprowadzone przez autora badania na tym etapie nie uprawniają jeszcze do formułowania jednoznacznych wniosków. Stanowią jednak potwierdzenie zasadności podjęcia tej tematyki. Kontynuacja prowadzenia badań w tym względzie pozwoli w przyszłości doko-nać pełniejszej analizy wpływu drgań mechanicznych na emisję wnz z uwzględ-nieniem również innych parametrów drgań aniżeli tylko prędkości skutecznej drgań.

a) b)

c) d)

e) f)

Rys. 6.22. Diagram korelacyjny wskaźników wnz zarejestrowanych w izolacji uzwojeń fazy A

po stronie N (a, c, e) oraz P (b, d, f) w funkcji drgań mechanicznych obudowy stojana

187

6.5. Analiza wieloparametryczna

Analiza wpływu poszczególnych parametrów mikroklimatu na emisję wnz pozwoliła wskazać trendy, jakie się kształtują między tymi parametrami a wskaźnikami oceniającymi poziom wyładowań niezupełnych w izolacji bada-nych maszyn. Wykazując te zależności wskazano jednocześnie na możliwość ograniczania wielkości emisji wnz poprzez wskazanie warunków mikroklimatu, przy których poziom emisji wnz jest najmniejszy. Można tego dokonać indywi-dualnie, analizując wpływy poszczególnych parametrów mikroklimatu. Chcąc jednak zachować należytą staranność oceny oraz mając na względzie wskazanie zalecanych warunków mikroklimatycznych dla eksploatacji maszyn, autor pro-ponuje przeprowadzenie analizy wpływu mikroklimatu na wielkość emisji wnz łącznie trzech parametrów mikroklimatu, tj. temperatury, wilgotności względnej oraz zawartości wilgoci w powietrzu.

Dokonanie oceny wpływu mikroklimatu na emisję wnz w sposób uwzględ-niający łączne odziaływanie powyższych parametrów najlepiej jest przedstawić na wykresach psychometrycznych powietrza wilgotnego. W tym celu dane po-miarowe pogrupowano względem wartości poszczególnych wskaźników oceny

wnz, przyjmując kryterium podziału na cztery grupy. Tak podzielone dane

na-niesiono na wykresy psychometryczne, różnicując je kolorem i kształtem znacz-ników. Dla zapewnienia czytelności prezentowania wyników na wykresach przedstawiono po trzy lub dwa, w przypadku silnika SE-1, zakresy dla każdej z badanych wielkości. W ten sposób otrzymano obszary występowania wskaźni-ków o zbliżonej wartości. Poniżej przedstawiono i omówiono uzyskane wyniki tak przeprowadzonej analizy.

6.5.1. Wyznaczenie obszarów występowania zróżnicowanej aktywności

wnz ze względu na wskaźnik PPS

Wyniki grupowania danych pomiarowych względem liczebności wyłado-wań (PPS) przedstawiono na rysunku 6.23. Dla każdej z badanych maszyn ob-szar występowania zbliżonych wartości wskaźnika PPS występuje w nieco in-nym miejscu wykresu. Obszary te różnią się pod względem kształtu, wymiarów oraz gęstości występowania danych w badanym obszarze. Dodatkową cechą jest wzajemne przenikanie tych obszarów.

Występowanie obszarów o najbardziej zwartym kształcie i dużej gęstości jest cechą charakterystyczną silnika SE-2. Obszar występowania najmniejszych wartości PPS jest stosunkowo mały i zawiera się między temperaturą 42 i 53oC oraz między udziałem wilgoci w powietrzu 12 i 18 g/kgps. Odpowiada to zmia-nie wilgotności względnej w przedziale 15 i 30%. Obszar ten wyraźzmia-nie odstaje od pozostałych obszarów, w których wyładowania są znaczniej aktywne. Wy-raźny jest również obszar występowania wzmożonej aktywności wnz, który mieści się w granicach 25÷35oC, 2÷5 g/kgps oraz 5÷15%. Z tego punktu widze-nia warunki mikroklimatyczne w tym obszarze najbardziej sprzyjają gerenacji wyładowań.

a)

b)

c)

Rys. 6.23. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik PPS:

a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

a)

b)

c)

Rys. 6.24. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik Qmax: a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

a)

b)

c)

Rys. 6.23. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik PPS:

a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

a)

b)

c)

Rys. 6.24. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik Qmax: a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

a)

b)

c)

Rys. 6.25. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik PDI:

a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

191 W przypadku generatora SE-2 obszary występowania podobnych wartości PPS są również bardzo wyraźne. Trudniejszym jednak w interpretacji jest fakt nakładania się obszarów odpowiadających najniższemu i średniemu poziomowi wartości wskaźnika PPS. Należy uznać, że w nakładającym się obszarze wystę-pują jeszcze inne czynniki, które decydują o poziomie emisji wnz. Tymi czynni-kami mogą być, np. ciśnienie atmosferyczne, wiatr, promieniowanie słoneczne oraz opady atmosferyczne w przypadku parametrów klimatycznych oraz wzglę-dy eksploatacyjne wynikające na przykład z szybkich zmian obciążenia. Za najkorzystniejsze warunki klimatyczne dla poprawnej pracy generatora należy uznać przedział od 0 do 10^oC w zakresie temperatury, od 2 do 6g/kgps w zakre-sie wilgotności bezwzględnej oraz od 30 do 100% w zakrezakre-sie wilgotności względnej. Obszar znikomej aktywności wnz w warunkach występowania kon-densacji pary wodnej (obszar poniżej krzywej nasycenia =100%) należy od-rzucić jako zalecany do pracy. Za główną przyczynę należy uznać względy bez-pieczeństwa. W tych warunkach istnieje zagrożenie powstania przebić i przepięć wywołanych złym stanem technicznym izolacji lub nieszczelnością obudowy.

Silnik SE-1 cechuje również wrażliwość na warunki mikroklimatyczne. Wraz ze zmianą temperatury i wilgotności zmienia się aktywność wnz. Wyzna-czenie w tym przypadku wyraźnych granic dla występujących wartości wskaź-nika PPS jest bardzo trudne. Wyniki te zdają się potwierdzać obserwacje poczy-nione już na etapie analizowania bezpośrednich oddziaływań parametrów mi-kroklimatu. Izolacja uzwojeń tego silnika w mniejszym stopniu wykazuje liwość na zmianę temperatury i wilgotności. Wykazuje natomiast istotną wraż-liwość na częste zmiany obciążenia, stopień zanieczyszczenia oraz drgania mechaniczne. Niemniej tu również można wskazać obszar występowania para-metrów mikroklimatycznych, przy których emisja wnz jest na bardzo niskim poziomie. Dla badanego silnika jest to temperatura zmieniająca się w zakresie 30 do 40oC, wilgotność bezwzględna między 10 i 15 g/kgps oraz wilgotność względna w przedziale od 20 do 40%.

6.5.2. Wyznaczenie obszarów występowania zróżnicowanej aktywności

wnz ze względu na wskaźnik Qmax

Na rysunku 6.24 przedstawiono wyznaczone obszary występowania zbli-żonych wartości wskaźnika Qmax dla badanych maszyn elektrycznych. W przypadku silników SE-1 i SE-2 uzyskano wykresy bardzo zbliżone do tych, które otrzymano przy okazji oddziaływania wskaźnika PPS. Podobieństwo dotyczy zarówno wielkości i kształtów uzyskanych obszarów, jak również roz-kładu gęstości. W mocy także pozostają wskazane poprzednio przedziały para-metrów mikroklimatu.

W przypadku generatora SE-3 uzyskano zupełnie inny obraz. Główna róż-nica polega na braku możliwości wskazania granicy między przedziałami środ-kowych i wysokich wartości Qmax. W całym obszarze występowania wskaźnika pojawiają się obok siebie wartości o odmiennych wartościach. Ważną obserwa-10

a)

b)

c)

Rys. 6.25. Obszary występowania różnej aktywności wnz ze względu na wskaźnik PDI:

a) silnik SE-1, b) silnik SE-2, c) generator SE-3

191 W przypadku generatora SE-2 obszary występowania podobnych wartości PPS są również bardzo wyraźne. Trudniejszym jednak w interpretacji jest fakt nakładania się obszarów odpowiadających najniższemu i średniemu poziomowi wartości wskaźnika PPS. Należy uznać, że w nakładającym się obszarze wystę-pują jeszcze inne czynniki, które decydują o poziomie emisji wnz. Tymi czynni-kami mogą być, np. ciśnienie atmosferyczne, wiatr, promieniowanie słoneczne oraz opady atmosferyczne w przypadku parametrów klimatycznych oraz wzglę-dy eksploatacyjne wynikające na przykład z szybkich zmian obciążenia. Za najkorzystniejsze warunki klimatyczne dla poprawnej pracy generatora należy uznać przedział od 0 do 10^oC w zakresie temperatury, od 2 do 6g/kgps w zakre-sie wilgotności bezwzględnej oraz od 30 do 100% w zakrezakre-sie wilgotności względnej. Obszar znikomej aktywności wnz w warunkach występowania kon-densacji pary wodnej (obszar poniżej krzywej nasycenia =100%) należy od-rzucić jako zalecany do pracy. Za główną przyczynę należy uznać względy bez-pieczeństwa. W tych warunkach istnieje zagrożenie powstania przebić i przepięć wywołanych złym stanem technicznym izolacji lub nieszczelnością obudowy.

Silnik SE-1 cechuje również wrażliwość na warunki mikroklimatyczne. Wraz ze zmianą temperatury i wilgotności zmienia się aktywność wnz. Wyzna-czenie w tym przypadku wyraźnych granic dla występujących wartości wskaź-nika PPS jest bardzo trudne. Wyniki te zdają się potwierdzać obserwacje poczy-nione już na etapie analizowania bezpośrednich oddziaływań parametrów mi-kroklimatu. Izolacja uzwojeń tego silnika w mniejszym stopniu wykazuje liwość na zmianę temperatury i wilgotności. Wykazuje natomiast istotną wraż-liwość na częste zmiany obciążenia, stopień zanieczyszczenia oraz drgania mechaniczne. Niemniej tu również można wskazać obszar występowania para-metrów mikroklimatycznych, przy których emisja wnz jest na bardzo niskim poziomie. Dla badanego silnika jest to temperatura zmieniająca się w zakresie 30 do 40oC, wilgotność bezwzględna między 10 i 15 g/kgps oraz wilgotność względna w przedziale od 20 do 40%.

6.5.2. Wyznaczenie obszarów występowania zróżnicowanej aktywności

wnz ze względu na wskaźnik Qmax

Na rysunku 6.24 przedstawiono wyznaczone obszary występowania zbli-żonych wartości wskaźnika Qmax dla badanych maszyn elektrycznych. W przypadku silników SE-1 i SE-2 uzyskano wykresy bardzo zbliżone do tych, które otrzymano przy okazji oddziaływania wskaźnika PPS. Podobieństwo dotyczy zarówno wielkości i kształtów uzyskanych obszarów, jak również roz-kładu gęstości. W mocy także pozostają wskazane poprzednio przedziały para-metrów mikroklimatu.

W przypadku generatora SE-3 uzyskano zupełnie inny obraz. Główna róż-nica polega na braku możliwości wskazania granicy między przedziałami środ-kowych i wysokich wartości Qmax. W całym obszarze występowania wskaźnika pojawiają się obok siebie wartości o odmiennych wartościach. Ważną

192 cją jest zmiana położenia obszaru występowania wartości minimalnych Qmax. Występują one przy temperaturach i wilgotnościach powietrza odpowiednio z przedziałów: od 15 do 35oC, od 8 do 15 g/kgps oraz od 40 do 80%. Obszar występowania wartości minimalnych w tym zakresie zbliżył się do obszarów wyznaczonych dla silników SE-1 i SE-2. Biorąc pod uwagę odmienność kon-strukcyjną badanych maszyn oraz różnice we właściwościach zastosowanych materiałów izolacyjnych oraz ich zróżnicowany stan techniczny, podobieństwo wynika z wpływu temperatury powietrza na zmniejszenie się wielkości i głębo-kości degradacji izolacji w najgorszym miejscu badanego uzwojenia w wyniku rozszerzalności objętościowej zastosowanych materiałów.

6.5.3. Wyznaczenie obszarów występowania zróżnicowanej aktywności

wnz ze względu na wskaźnik PDI

Zmiany wartości mocy wyładowań PDI na tle zmieniających się parame-trów mikroklimatu przedstawiono na rysunku 6.25. Wykres psychometryczny wskazuje obszary występowania wzmożonej i osłabionej aktywności wnz. Uzy-skane wyniki są bardzo zbliżone do wyznaczonych dla wskaźnika PPS. Drobne różnice występują jedynie w wymiarach obszarów ograniczających występowa-nie poszczególnych poziomów wartości.

6.5.4. Wyznaczenie zalecanych warunków mikroklimatycznych dla pracy