高壓異步電機繞組受潮的干燥方法

張 鵬 曹琳卿 張加志

(山東能源機械集團有限公司，山東 271222)

用于煤礦作業(yè)的主副井提升絞車、主排水泵的高壓異步電機為一用一備。備用電機在長時間停機或存放過程中，受周圍高濕、溫差大的影響，定、轉(zhuǎn)子繞組絕緣物易吸濕而使絕緣電阻下降，使其電氣強度大大降低。若此時直接通電起動，則容易發(fā)生繞組擊穿、短路事故。因此，在起動電機前須用2 500 V 兆歐表對定、轉(zhuǎn)子繞組進行絕緣電阻的測量。國家標準GB755《旋轉(zhuǎn)電機基本技術要求》中規(guī)定，電機在達到工作溫度或溫升試驗后，繞組相間或繞組對機殼的熱態(tài)絕緣電阻R 應不低于電機額定絕緣電阻RN。RN計算公式為:

式中 UN——電機額定電壓(V);

PN——電機額定功率(kW)。

并且，60 s 時的絕緣電阻R60″與15 s 時的絕緣電阻R15″的比值K 應大于1.3。對于大型電機吸收電流衰減過程延長至數(shù)分鐘的情況，可用10 min 絕緣電阻和1 min 的絕緣電阻的比值參考。K 值小則表示絕緣結(jié)構的安全性能越差。當所測的絕緣電阻值低于標準規(guī)定的數(shù)值時，須進行干燥，提高絕緣電阻和電氣強度，以保證電機安全起動、穩(wěn)定運行。

1 電機干燥方法

大中型高壓電機，尤其是底座為滑動軸承安裝方式的高壓電機的特點是體積大，部件多。若采用斷開機械負載，將電機解體放進烘干窯進行烘干的方法，則工作量大，施工工期長，且受電機安裝場地、起重設備的限制，安裝調(diào)整復雜。因此，宜采用在現(xiàn)場進行干燥處理的方法，可選擇以下幾種方法。

1.1 電機本體外加熱干燥法

對于帶風洞地坑的高壓電機，可以利用電機底部風洞地坑位置放置多塊遠紅外電熱板，將空氣加熱到80～90℃，利用上升的熱氣流進行干燥。這種方法簡便、易行、加熱溫度均衡，對電機繞組絕緣不會造成損害。但加熱時間較長，機殼須做好保溫，電機上端必須留排氣口，以排出潮氣。

電熱板所需功率P 可用下式計算:

式中 PN——電機額定容量(kW)。

1.2 定子線圈單相(或直流)銅損干燥法

在高壓電機定子線圈中，通入單相工頻交流電(或直流電)，利用線圈銅損來加熱和干燥線圈。當定子繞組有6 個出線端子時，加熱線路按圖1 的(a)或(c)接線方式。三相繞組串聯(lián)接線，這樣繞組內(nèi)溫度能均勻。當定子繞組是3 個出線端子時，則加熱線路按圖1 的(b)或(d)接線方式。為使加熱均勻，應經(jīng)常更換接線端子。如果只有某一相繞組絕緣過低，可按照(b)的接線方式將絕緣正常的兩相繞組并聯(lián)后再與絕緣低的一相繞組串聯(lián)加熱干燥，或按(d)的接線方式將絕緣正常的兩相繞組串聯(lián)后再與絕緣低的一相繞組并聯(lián)加熱干燥。這樣可對絕緣過低的這一相繞組重點進行干燥，可縮短烘干時間，但必須控制好電流，以防繞組過熱。

采用交流電通電干燥時，實際通入電流應控制在50%～70%的額定電流，繞組溫度不超過80℃。如不能滿足要求，則應采用直流電焊機進行直流電加熱干燥。采用直流電進行干燥時，電流值及繞組溫度與單相交流電的方法相同。

圖1 加熱線路接線方式Figure 1 Connective modes of heating line

1.3 三相交流電加熱干燥法

將低壓三相交流電通入電機定子繞組，并將轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，繞線式轉(zhuǎn)子需將轉(zhuǎn)子繞組短路，定子繞組銅損產(chǎn)生熱量，同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在靜止的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感生電流，在轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生渦流，使轉(zhuǎn)子繞組與鐵芯發(fā)熱干燥電機。高壓電機額定電壓一般為6 kV 或10 kV，干燥所使用的電壓一般為額定電壓的6%～10%。應用時，對于6 kV的電機，在定子繞組通入380 V 的三相低壓交流電，為6.3%的額定電壓，對于10 kV 的電機，在定子繞組通入660 V 的三相低壓交流電，為6.6%的額定電壓。定子繞組電流保持在定子額定電流的50%～70%，這樣得到的效果較好，不會因電流過大破壞繞組絕緣，又不會因電流太小烘干溫度不夠，不能達到干燥效果。采用此方法時，應注意以下四點:

(1)對于水泡過的電機，不宜采用通電干燥，以免電壓擊穿，損壞繞組絕緣。

(2)電機機座必須可靠接地，防止觸電事故。

(3)對繞線異步電機，為避免電刷和滑環(huán)局部過熱，應在轉(zhuǎn)子引出線或滑環(huán)接線螺栓位置短路轉(zhuǎn)子繞組。

(4)注意防止轉(zhuǎn)子局部過熱區(qū)域溫度超過加熱允許溫度。

2 注意事項

(1)電機在干燥前，須用壓縮空氣將積塵、碳粉吹掃干凈，繞組等部件上的油污需擦凈。

(2)電機升溫不能過快，一般大型電機的溫度上升速度為(5～8)℃/h，中、小型電機的溫度上升速度為(7～15)℃/h。

(3)在干燥過程中，應及時測量繞組溫度及絕緣電阻，用溫度計測量的溫度不得超過80℃，開始每15 min 記錄一次，以后每1 h 記錄一次。

3 結(jié)語

高壓電機開始干燥時，由于電機溫度的升高和排潮，絕緣電阻先是下降，然后再開始回升，直至穩(wěn)定。一般絕緣電阻值穩(wěn)定達到(4～5)h，干燥即可完成。以上方法對現(xiàn)場運行的大型高壓電機的受潮處理效果較好。但是，對于水災等原因造成泡水的電機，繞組中存有積水污物，使繞組的絕緣電阻降得很低，不能應用此方法進行處理，應按照大修電機的標準進行拆檢、維修，才能達到安全通電使用的要求。