Sähkömoottorien eristysrakenteiden koestusjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Abstract

Insinöörityön aiheena oli suunnitella ja toteuttaa ABB Pitäjänmäen eristyslaboratorioon koestusjärjestelmä, jolla suoritetaan suurjännite- ja lämpörasituskokeita erilaisten sähkö-moottoreiden eristysrakenteille. Toimeksianto toteutettiin yhteistyössä Caverion Suomi Oy:n kanssa.

Työ aloitettiin tutustumalla laboratoriossa jo käytössä oleviin koestuslaitteistoihin sekä laitteistojen mitoitukseen liittyviin standardeihin. Tarkastelun pohjalta saatiin käsitys laitteiston käyttötavasta ja käyttöturvallisuuteen liittyvistä turvalaitteista. Tarkastelu osoitti myös kehityskohteita laitteiston käyttöturvallisuudessa. Laitteistosta ja käyttökokemuksista kerätyn tiedon pohjalta voitiin aloittaa uuden nykyaikaisin turvalaittein varustellun laitteiston suunnittelu ja toteutus.

Koestuslaitteiston toteutuksen lisäksi työn tavoitteena oli myös perehtyä eristyksiin liittyvään sähköfysiikkaan, induktiomoottorin eristysrakenteisiin sekä niiden koestukseen. Tämän tarkoitus oli antaa riittävät perusteet, jotta voidaan ymmärtää koestusprosessi ja sen merkitys eristysten laadunvalvonnassa. Työn lopuksi myös suoritettiin induktiomoottorin näytevyyhdille suurjännitekoestukset.

Työn lopputulokseksi saatiin toimiva ja turvallinen koestusjärjestelmä eristyslaboratorioon.

The primary objective of this Bachelor’s thesis work was the design and construction of an insulation test rig for the ABB insulation laboratory in Pitäjänmäki. The function of the test rig was to perform high voltage and thermal stress tests to the insulation structures of an induction motor. The assignment was carried out in co-operation with Caverion Suomi Oy.

The study began with the examination of the test rigs currently in use in the insulation laboratory. The examination provided necessary information about the usage and safety of the test rigs. However, the examination also revealed some improving possibilities in the safety devices of the test rig. With the information received the designing and the construction of the test rig could commence.

In addition to the design and construction of the test rig, the objective of the thesis work was to study the theory related to electrical insulations in general. The understanding of the purpose of insulation testing also required the study of physics of electric fields and structures of induction motors. The study also provided information for understanding the high voltage test which was performed to a sample coil of an induction motor as a demonstration.

The outcome of the thesis work is a fully functioning new test rig.