1. POSTUPCI ELEKTRIČNOG ISPITIVANJA I KONTROLE

1.1

Pojam ispitivanja

Svrha ispitivanja je dobijanje relevantnih informacija vezanih za vrednosti izvesnih veličina,

svojstva proizvoda i ugrađene opreme, u ovom slučaju električnih mašina i transformatora. Ispitivanjima se
proveravaju:

•

tehnička svojstva (kvalitet materijala, upotrebljeni delovi, tehnološka i konstrukciona rešenja,

izdržljivost u odnosu na određena naprezanja (npr. dielektrična, mehanička, termička),
zapakovanost, konzerviranost,

•

funkcionalna svojstva (sposobnost izvršavanja određene namene, radne karakteristike,

trajnost u odnosu na određene uslove korišćenja) i

•

ekonomska svojstva (gubici, stepen iskorišćenja).

Informacije dobijene ispitivanjima su neophodne za odlučivanja u svim fazama životnog  veka
električnih mašina i transformatora   (faze idejnog rešenja, projektovanja, razvoja,  izgradnje,
nabavke,   eksploatacije   i   održavanja).Da   bi   se   pristupilo   ispitivanjima   električnih   mašina   i
transformatora potrebno je prethodno ovladati znanjima vezanim za:

•

objekt merenja (u ovom slučaju električne mašine ili transformatora ili njenog dela);

•

fizičke veličine i tokove procesa koje želimo izmeriti (često je potrebno proceniti ili

poznavati očekivane vrednosti (barem red veličine), uz poznavanje suštine fizičkog principa
procesa;

•

standarde i propise;

•

tehnologiju elektrotehničkih materijala;

•

mašinske elemente u električnim mašinama ;

•

odgovarajuće metode merenja (postupak, tačnost);

•

primenu odgovarajućih mernih instrumenata i pribora (rukovanje, očitavanje,

upravljanje i sl.);

•

poznavanje smisla, razloga primene i principa rada i rukovanja opremom niskog i,

po potrebi, visokog napona,
•

opasnosti, mere zaštite na radu i pružanje prve pomoći.

1.2 Načini ispitivanja

S obzirom na način, ispitivanja delimo na:

•

pregledavanje

- na onovu ljudskih čula, pre svega vida, utvrđuju se svojstva i stanje

opremljenosti;

•

identifikovanje

-deo pregleda tokom kojeg se prepoznaje i utvrđuje postojanje delova

(po količini i smeštaju), natpisa, oznaka i drugog;

•

proveravanje

svojstava (naročito izdržljivosti) primenom ogleda, pri čemu deo

proveravanja tokom kojeg se utvrđuje i potvrđuje istinitost i ispravnost stvarnog stanja nazivamo

verifikovanjem

;

•

merenje

svojstava, pri čemu ovde obuhvatamo i obračunavanje i prikazivanje (crtež,

tabela ..) izmerenih veličina.

•

izračunavanje

(određivanje) - primenjuje se u slučajevima nije moguće proveriti ili

izmeriti svojstva

Ispitivanja obavljaju priučeni ili specijalizovani ispitivači.

1.3

Kontrola

Kontrola je nadgledanje u odnosu na nečije ponašanje, rad i rezultate rada, a sprovodi se

kako   tokom   proizvodnje,   tako   i   tokom   korišćenja.U   proizvodnji   se   kontrola   sprovodi   radi  održavanja
pogreški  unutar  tolerancija,zbog sprečavanja zloupotrebe  i  izbegavanja uvećanja  štete  ili  kvara.Time
se  postiže  ekonomičnost  proizvodnje  uz  osiguranje odgovarajućeg (propisanog ili potrebnog) kvaliteta.
Prilikom   kontrolisanja   se   određuje   broj  uzoraka,     način     ispitivanja,     kao   i     dozvoljena,     odnosno
nedozvoljena odstupanja od propisanog  kvaliteta.U  eksploatacije  se,  u  cilju  planiranja  blagovremenog
remonta, popravki, rekonstrukcija i sl., sprovodi kontrola postojanosti ili promene karakterističnih osobina.
Time se poboljšava sigurnost, pouzdanost, raspoloživost i ekonomičnost pogona.

1.4 Merenje osnovnih električnih parametara

Osnovne električne parametre koje je potrebno definisati u svrhu funcionisanja sistema su električna

struja i napon, snaga, omski otpor namota i otpor izolacije. Za merenje električnih veličina koriste se prema
principu rada mehanički i elektronski, a prema načinu prikazivanja analogni i digitalni instrumenti. Danas
su u primeni dominantni elektronski, digitalni instrumenti, mada u obrazovnim laboratorijama u našim
uslovima i dalje prevlađuju mehanički, analogni instrumenti.

1.4.1 Merenje električne struje i napona

Merenja relativno malih struja i napona, se mogu izvesti standardnim instrumentima (ampermetrima

i voltmetrima) neposredno uključenim u merno strujno kolo. Pri iole većim strujama i naponima takvo rešenje
postaje nepraktično i teško izvodljivo, pa se tada  upotrebljavaju merni transformatori. Merni transformatori
smanjuju merene struje i napone na vrednosti koje su prikladne za merenje standardnim instrumentima, tj.
redovno na nominalne struje od  1A  ili 5A  i nominalne napone od 100V,200V,100/3V i 200/3V.Ujedno
takvi merni transformatori služe za  izolovanje  mernih  instrumenata  od  visokog  napona  u  merenom
krugu, tako da rukovanje s njima postaje bezopasno.

1.4.2 Merenje aktivne snage

Merenje aktivne snage se vrši kod jednosmerne struje te aktivne i reaktivne snage jednofaznih i

trofaznih sistema.

1.4.2.1

Merenje aktivne snage jednosmerne struje

Potreba za merenjem snage jednosmerne struje kod električnih mašina se javlja kod:
•

utrošene snaga motora sa jednosmernu struju (

•

korisna snaga generatora jednosmerne struje (

) i

•

snage potrošnje induktora mašine na jednosmernu struju ili sinhrone mašine (

Merenje se, po pravilu izvodi pomoću ampermetra i voltmetra za jednosmernu struju, dok vatmetar

može da posluži za ocenu valovitosti odnosno impulsivnosti.Greška merenja jednaka je razlici snage
određene iz pokazivanja instrumenata i stvarne snage koju motor prima.Ova greška je zanemariva, osim u
slučaju mikromašina, kada treba uzeti u obzir potrošnju instrumenata.

1.4.2.2 Merenje aktivne snage naizmenične struje

Za merenje aktivne snage naizmenične struje se po pravilu koriste vatmetri, za

laboratorijska merenja elektrodinamički (klase 0,1; 0,2; 0,5), a za industrijska merenja
indukcioni (klase 1; 1,5; 2,5 ; 5). Danas u upotrebi prevladavaju elektronski instrumenti.

1.4.2.2.1

Elektrodinamički vatmetar

U slučaju trofaznih simetričnih sistema reaktivna snaga se može meriti i pomoću vatmetara. Pri ovom

merenju potrebno je postići da se naponska grana na vatmetru priključi na napon fazno pomeren za π/2 u
odnosu na napon koji bi imala naponska grana pri merenju aktivne snage.

1.4.4 Merenje otpora namota

Pri ispitivanjima električnim mašina, merenje otpora namota je od izuzetnog značaja, jer se na osnovu

izmerene vrednosti otpora mogu otkriti eventualne greške u izradi, te odrediti gubici  pri  datoj  struji  i
temeperatura  zagrejanog  namota.  Dodatno,  upoređivanjem proračunskih  i  izmerenih  vrednosti  otpora
kontroliše  se  i  proračun  i  merenje.  Radi dijagnostike  izrade  novog  namota  i  stanja  namota  već
korišćene  mašine,  ispitivanje električnih mašina upravo započinje merenjem otpora namota.

Najviše upotrebljavana metoda merenja otpora je tzv. U-I metoda, mada se, zavisno o vrednosti

otpora mogu primeniti i merni mostovi (Tomsonov i Vitstonov). U slučaju potrebe za ponovnim
merenjem istog otpora mora se ponoviti i upotreba iste metode, sa istom osetljivošću.

1.4.4.1 Merenje aktivnog otpora U-I metodom

Ova metoda se koristi za merenje malih, srednjih i velikih otpora. Omogućava merenje otpora u

pogonskim uslovima. Potrebni instrumenti za ovu metodu su voltmetar i ampermetar, što su inače i dva
najčešća instrumenta u jednom pogonu. Moguća su dva spoja prilikom merenja: naponski i strujni.
U naponskom spoju voltmetar je priključen na priključke merenog otpornika, pa je
očitan napon

jednak naponu na otporniku. Ampermetar meri struju

koja je zbir struje otpornika i struje

voltmetra njegova struja:

U strujnom spoju ampermetar meri struju kroz otpornik, a voltmetar pad napona na ampermetru i
merenom otporniku.

Uopšteno posmatrano, koristimo onaj spoj u kojem se može zanemariti potrošnja instrumenata i

upotrebiti jednostavan izraz:

. To znači da će mo pri malim otporima upotrebiti naponski spoj,

jer voltmetar zbog svog velikog otpora troši neznatnu struju, najčešće zanemarljivu prema struji
merenog otpornika,

. Pri velikim otporima koristi se strujni spoj, jer se tada redovno može

zanemariti mali otpor ampermetra.Pri srednjim otporima upotrebljava se onaj spoj koji omogućava
upotrebu jednostavnog izraza

UI.

Ako ne možemo izbeći korekciju zbog potrošnje

instrumenata prednostupotrebiti ima naponski spoj, jer je otpor voltmetra redovno naznačen i ne
zavisi od temperature.

Tačnost merenja otpora zavisiće od klase tačnosti upotrebljenih instrumenata i veličine njihovog

skretanja. Poželjno je da pri merenju skretanja budu što bliže punom skretanju. Prilikom  merenja  otpora
namota   električnih   mašina   upotrebljavaju   se   precizni instrumenti   za   jednosmernu   struju,   a   zbog
očekivanog  malog  otpora,  primenjuje  se naponski spoj    U-I metode. Kao izvor se obično upotrebljava
akumulatorska baterija.  Voltmetar je pri merenju malih otpora najbolje vezati neposredno na krajeve
namota, a  eventualno se može korigovati i greška usled njegove potrošnje.  Radi izbegavanja preteranog
zagrevanja namota i time porasta samog otpora namota,odnosno greške merenja, potrebno je meriti
hladne   otpore   strujama   koje   iznose   do  10%  naznačene   struje   namota.   Praktično   je,   ako   okolnosti
dozvoljavaju, otpore meriti strujom od 1A tako da voltmetar pokazuje brojnu vrednost otpora u omima.

Ampermetar se odabire s obzirom na struju u kolu ( 5 - 10 % naznačene struje namota), dok se

voltmetar odabire s obzirom na napon izvora (akumulator) i očekivanu vrednost otpora namota.

Pri merenju otpora namota istovremeno sa merenjem otpora potrebno je kontrolisati

temperaturu te moramo voditi računa o ispravnosti priključaka, čistoći kontakata i pritegnutosti
spojnica. U slučaju da postoje veze koje kvare dobar rezultat, potrebno ih je ukloniti. Dodatni, promenljivi,
otpor u kolu ima dvostruku ulogu- podešavanja struje i smanjenjaelektrične vremenske konstante kola, pa
time i vremena potrebnog za sprovođenje ogleda.Naime, očitavanje instrumenata se može vršiti tek kada
se ustale njihova pokazivanja.Potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da na vrednost električne
vremenske konstante kola uticaj imaju, preko međuinduktivne veze, i eventualni drugi namoti mašine koji
nisu otvoreni.

Kod velikih električnih mašina namotaji imaju velike induktivitete, zbog čega pri

sprovođenju ogleda predviđamo posebne sklopke, kako pri isključivanju kola ne bi došlo do oštećenja

instrumenata i izolacije namota usled pojave električnog luka i udara visokog napona.Pri merenju se prvo
zatvori strujno kolo, dodatnim otporom podesi struja na željenu vrednost, a tek onda priključi
voltmetar. Po završetku merenja prvo se isključi voltmetar, nakon čega se pomoću dodatnog otpornika
struja maksimalno smanji, pa se tek onda prekine strujno kolo.

Pri omerenjima malih otpora ovom metodom mora se veoma voditi računa o načinu

priključivanja instrumenata, kako bi se izbegao uticaj otpora spojnih mesta.

1.4.4.2 Merenje otpora namota električnih mašina jednosmerne struje

Kod merenja otpora namota redne i nezavisne pobude upotrebljavamo, kod mašina manjih snaga,

Vistonov, a kod mašina većih snaga Tomsonov most. Obično je najteže merenje otpora pomoćnih polova,
kompaundne veze i kompezacionih  namotaja. U tom slučaju su hladne vrednosti često veće i do 50% u
odnosu na izračunatevrednosti, kod kojih nisu     uzeti u obzir otpori spojnih delova između pojedinih
namotaja,  kao   ni   neizbežne   prelazni   otpori.   Za   razliku   od   previsokih   hladnih,   vrući   otpori   su
uglavnom   premali   u   odnosu   na   rezultate   dobivene   određivanjem   temperature termometrom.
Razlog tome su dodatni otpori ili brzo hlađenje namotaja koji su često neizolovani.

1.4.4.3 Merenje otpora namota jednofaznih i višefaznih kolektorskih mašina

Statorski namotaji ovih mašina odgovaraju po sastavu i vezi ili namotima mašina

jednosmerne   struje,   ili   namotima   asinhronih   mašina.   Često   je,   međutim,   kako   bi   se   broj
priključaka   sveo   na   minimum,   unutar   mašine   već   izvršeno   spajanje   odgovarajućih   namota.

Tako su na primer, kod višefaznih kolektorskih mašina s pomoćnim polovima, namotaji pomoćnih

polova   i   kompezacioni   namotaj   nerazrešivo   redno   spojeni.   U   takvom   slučaju
merimo   ukupan   otpor   i   iz   njega   na   određen   način   određujemo   otpor   pojedinih   namotaja.
Namot     rotora     ovakve     mašine     identičan     je     sa     namotajem     rotora     jednosmerne     mašine
jednosmerne   struje,   pa   se   takođe   meri   na   polnom   koraku,   tj.   na   180°el.   Pri   izračunavanju
stepena   iskorištenja   preračunamo   ovu   vrednost   otpora   jednostavnim   računom   na   pojedine
faze.   Ako   je   u   žlebovima   rotora   smešten   još   i   poseban   trofazni   namotaj,   onda   merimo   i
njegov   otpor   između   tri   ili   šest   kliznih   kolutova.   Pri   merenju   ovog   otpora   treba   uzeti   obzir   i
slučaj kada su izvedene spojnice sa otporom, koje se nalaze između glave namotaja   i lamele kolektora.

1.4.4.4 Merenje otpora trofaznih namotaja

Kod trofazni namotaji transformatora, sinhronih i asinhronih mašina obično ne možemo da

pristupimo merenju otpora pojedinih faza. U slučajevima kada možemo pristupiti pojedinim fazama,
preporučuje se merenje otpora svake faze pojedinačno, pri čemu je potrebno naznačiti kojoj fazi pripada
izmereni otpor. Ako imamo nerazrešivu vezu otpornika u zvezdu, mogu se meriti meriti samo otpori između
priključaka, koji su jednak zbiru otpora u odgovarajuće dve faze.

Otpor rotorskog namotaja asinhronog motora i pobudnog namotaja sinhronih mašina merimo tako,

da prislonimo merne vodove na klizne kolutove, da bi izbegli merenje prelaznog otpora i otpora samih
četkica.   Otpor   četkica   ne   merimo   već   ga   izračunavamo   na  osnovu   pada   napona   na   četkicama.  Kod
transformatora   glavni   problem   pri   merenju   otpora   namota   predstavlja   visoka  induktivnost   namota
transformatora   (velika vremenska konstanta), kao i uticaj drugih  namota koji se ne mogu “otvoriti”
(trougao). Kako će ovo uticati na prelazni proces kod uključivanja, ovisi o sprezi transformatora i postupku
merenja.

1.5 Merenje otpora izolacije

Za pouzdan rad električne mašine stanje izolacije je od presudne važnosti. Izolacija električne

mašine  je,  s  obzirom  na  mehanička,  toplotna  i  dielektrična  naprezanja najosetljiviji deo mašine,
izložena je raznim uticajima, tako da se njene osobine, takoreći  neprestalno menjaju.  Pre priključenja na
puni   napon   obavezno   je   potrebno   izmeriti   otpor   izolacije   između  namota   i   uzemljenih   delova   (mase),
odnosno između međusobno izolovanih namota.

Ovim ispitivanjem se mogu otkriti eventualna oštećenja izolacije, utvrđuje se stanje izolovanosti,