火電廠高壓電機(jī)絕緣故障原因分析與對(duì)策

趙健民

（山西陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西晉城 048102）

0 引言

對(duì)于發(fā)電企業(yè)，其的運(yùn)行可靠性和調(diào)度能力，調(diào)度對(duì)其有著嚴(yán)格的管理，由于輔機(jī)發(fā)生缺陷，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)處理無法根據(jù)調(diào)度曲線正常運(yùn)行，從而給電力企業(yè)的業(yè)績及盈利方面造成直接的影響，這也是直接影響因素?；痣姀S的主要輔機(jī)就是高壓電機(jī)，如果發(fā)生故障，會(huì)產(chǎn)生不利的影響，所以，對(duì)于高壓電機(jī)的故障，需要做好預(yù)防工作是十分有必要的。

1 絕緣因素對(duì)高壓電機(jī)可靠性的影響

對(duì)于大中型的火電廠而言，通常情況下使用的高壓電機(jī)主要為型號(hào)TGWB-6.6-75，額定電壓6 kV或型號(hào)YKK4003-6，額定電壓10 kV的電機(jī)，一般而言，這種電機(jī)有著很大的功率、極強(qiáng)的承受沖擊能力。機(jī)側(cè)循環(huán)水泵、電動(dòng)給水泵等大型鋪機(jī)，由于電機(jī)啟動(dòng)后，會(huì)影響到系統(tǒng)電壓，為了能夠降低這種影響狀況，一般會(huì)使用高壓電機(jī)來達(dá)到目的。將高壓電機(jī)停備一段時(shí)間后，絕緣測(cè)試是必不可少的環(huán)節(jié)之一，控制絕緣的強(qiáng)度時(shí)，通常是在冷態(tài)下按1 MΩ/kV實(shí)現(xiàn)的。如果電機(jī)的絕緣約1 MΩ/kV，防止電機(jī)被損壞，或廠用電系統(tǒng)受到?jīng)_擊，不能讓其處于運(yùn)行狀態(tài)[1-3]。

為了更好的研究課題，此次深入的統(tǒng)計(jì)和分析了高壓電機(jī)的故障相關(guān)案例，通過研究發(fā)現(xiàn)，高壓電機(jī)主要發(fā)生的問題多為絕緣故障，具體表現(xiàn)如下：首先，啟動(dòng)前絕緣，其次，吸收比測(cè)試不合格，第三，啟動(dòng)時(shí)絕緣擊穿，第四，運(yùn)行過程中接地或者發(fā)生短路。也就是說，在檢修過程中，耐壓測(cè)試時(shí)發(fā)生絕緣擊穿。發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的瞬間，或者是發(fā)電機(jī)運(yùn)行的過程中發(fā)生絕緣故障，處理的時(shí)間比較長，導(dǎo)致機(jī)組只能單鋪機(jī)運(yùn)行，運(yùn)行方式比較少，讓運(yùn)維工作量增加等。

2 高壓電機(jī)常見絕緣故障及原因分析

2.1 絕緣老化

通常情況下，火電廠高壓電機(jī)所運(yùn)行工作的環(huán)境比較惡劣。如煤粉、潮濕、不通風(fēng)、高溫等，這無疑會(huì)導(dǎo)致絕緣會(huì)迅速的老化，一旦發(fā)電機(jī)被啟動(dòng)，或者在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，導(dǎo)致絕緣損壞等情況。導(dǎo)致高壓電機(jī)發(fā)生老化的主要原因有5點(diǎn)。

（1）機(jī)械。由于振動(dòng)沖擊、離心力等方面的作用下，會(huì)導(dǎo)致絕緣發(fā)生機(jī)械變形，最終造成高壓電機(jī)的絕緣出現(xiàn)裂縫，或者受到磨損，從而產(chǎn)生薄弱的環(huán)節(jié)。

（2）熱。夏天是一個(gè)比較炎熱的季節(jié)，由于環(huán)境溫度較高，高壓電機(jī)的冷卻器長時(shí)間的積污等，從而導(dǎo)致冷卻器的作用降低，電機(jī)溫度一旦升高，造成熱老化現(xiàn)象，渦流等發(fā)生的熱量，不僅會(huì)讓絕緣出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，更會(huì)讓其變形，從而造成薄弱環(huán)節(jié)的發(fā)生；再者，因?yàn)闊崃窟^高，會(huì)讓絕緣老化加速。

（3）電。由于工作人員在操作電壓、電壓波形等過程中的方式不合理，再加上在薄弱環(huán)節(jié)造成放電等現(xiàn)象的發(fā)生，從而導(dǎo)致絕緣的局部被燒損壞。

（4）環(huán)境。高壓電機(jī)由于在戶外，天氣的變化產(chǎn)生熱脹冷縮反應(yīng)，導(dǎo)致其的密封性能受到影響，還有濕氣、化學(xué)物質(zhì)等的侵入絕緣層當(dāng)中，讓其的絕緣性能降低，老化等情況的發(fā)生。

（5）工作方式。高壓電機(jī)在運(yùn)行的過程中，由于使用的運(yùn)行方式不合理，對(duì)電機(jī)進(jìn)行不斷的啟動(dòng)，讓其在運(yùn)行過程中發(fā)生超載，這無疑會(huì)讓高壓電機(jī)的絕緣老化現(xiàn)象加快，通過運(yùn)行實(shí)踐證明，如果高壓電機(jī)長期的處于超載運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)讓溫度極高，最終會(huì)讓老化現(xiàn)象加快，這也是主要原因。

2.2 絕緣受潮

高壓電機(jī)一旦被水和汽侵入，工作人員又沒有在第一時(shí)間將其進(jìn)行散發(fā)等處理，很容易導(dǎo)致電機(jī)的絕緣性能受到影響，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生短路接地等情況，最終損壞電機(jī)設(shè)備[4]。導(dǎo)致高壓電機(jī)絕緣受潮的主要因素有5方面。

（1）管道進(jìn)水。高壓電機(jī)通常情況下在附近都會(huì)進(jìn)行熱力管道和取樣管路的布設(shè)，該方面存在相應(yīng)的壓力，如果管道出現(xiàn)焊縫開裂，管和管的接頭發(fā)生分離等狀況，會(huì)造成水和汽侵入到電機(jī)當(dāng)中，并且從電機(jī)外殼縫隙向內(nèi)部滲透。

（2）防雨設(shè)備受到損壞。電機(jī)如果是在室外安裝，通常會(huì)給其進(jìn)行防雨棚及防雨罩的布設(shè)，一旦防雨罩被各方面的原因損壞，如果遇到下雨天氣，電機(jī)被雨水淋到，雨水會(huì)順著電機(jī)裂縫進(jìn)入到機(jī)體的內(nèi)部，從而造成電機(jī)的絕緣受潮。

（3）電機(jī)接線密封性差。一般情況下，電纜會(huì)至橋架或者布設(shè)電纜溝和電機(jī)進(jìn)行相連，通常施工的工藝為穿線鋼管結(jié)合蛇皮管來完成，鋼管和蛇皮管兩側(cè)、接線盒等部位一旦沒有很好的進(jìn)行密封，如果潮氣入侵內(nèi)部，再加上天氣溫度突然下降，導(dǎo)致凝露的發(fā)生，最終使得接線盒的絕緣受潮。

（4）絕緣子設(shè)計(jì)不當(dāng)。一般運(yùn)用的高壓電機(jī)，有部分的電機(jī)接線盒的制成材料主要為環(huán)氧樹脂或者是純瓷支柱絕緣子，這種材料自潔性非常的差，如果與潮氣接觸，會(huì)導(dǎo)致其的絕緣迅速降低，因?yàn)橛晏旌涂諝鉂穸群艽蟮那闆r下，會(huì)造成絕緣出現(xiàn)不合格的情況。

（5）電機(jī)電加熱器差或者使用不合理。為了提高高壓電機(jī)的性能，目前市場(chǎng)上的高壓電機(jī)通常都有電加熱器的配置。電機(jī)如果長期在運(yùn)行使用狀態(tài)下，會(huì)因?yàn)楹统睔饨佑|絕緣受到影響，電機(jī)長時(shí)間的停止運(yùn)行狀況，雨后將電機(jī)啟動(dòng)，如電加熱器沒有根據(jù)具體情況運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，潮氣沒有迅速的得到處理，從而導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)不合格。

2.3 定子引線、接線絕緣子故障

如果定子引線與電機(jī)外殼表面或者是鐵心的表面距離比較近，或者有所接觸，電機(jī)在運(yùn)行狀況下，并且為熱風(fēng)區(qū)位置，散熱條件不是很理想，絕緣的老化會(huì)加速，另外，絕緣層長期被震動(dòng)，或者處于摩擦狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致絕緣層受到損失，讓其的絕緣性能降低，如果過薄會(huì)造成電機(jī)殼體放電。

粉塵會(huì)從散熱孔侵入到開啟狀態(tài)的電機(jī)內(nèi)部，這種粉塵并且在接線絕緣上附著，一旦不能第一時(shí)間將粉塵清理，如果電機(jī)接線盒內(nèi)受到潮氣的侵入，很容易出現(xiàn)閃絡(luò)擊穿的現(xiàn)象發(fā)生。

另外，一些高壓電機(jī)所使用的材料為瓷絕緣子，在檢修的過程中，一旦工具器具使用不當(dāng)，導(dǎo)致和瓷瓶出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，或者接線緊固方法使用不合理，導(dǎo)致瓷瓶出現(xiàn)掉釉，或者發(fā)生裂縫、破損等現(xiàn)象，工作人員沒有及時(shí)的解決問題，潮氣借助絕緣瓷瓶受損的位置侵入到絕緣子的內(nèi)部，讓其絕緣性能很大程度的降低，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生絕緣擊穿情況。

2.4 積灰、積粉嚴(yán)重

如果高壓電機(jī)所處的區(qū)域?yàn)槌摇⑤斆旱奈恢?，由于設(shè)備、管路等給其帶來的影響，所處的環(huán)境粉塵濃度非常的高，如，電機(jī)本身的密封性比較差，使用的電機(jī)為開啟式類型，粉塵會(huì)從機(jī)殼的裂縫深入到電機(jī)的內(nèi)部，粉塵會(huì)在繞組和鐵芯上附著，讓電機(jī)的散熱受到影響。一旦沒有將積灰進(jìn)行及時(shí)的清理，會(huì)讓電機(jī)運(yùn)行溫度逐漸的升高，嚴(yán)重的會(huì)比電機(jī)絕緣材料耐熱等級(jí)還高，這會(huì)讓絕緣老化現(xiàn)象加快。另外，粉塵和環(huán)境空氣濕度過大2方面的因素并存，會(huì)迅速的降低電機(jī)絕緣性能，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿現(xiàn)象的產(chǎn)生[5]。

3 高壓電機(jī)絕緣故障處理對(duì)策

3.1 絕緣老化處理

（1）電機(jī)制造工藝的改進(jìn)，讓電機(jī)絕緣抗電能力得到提高。在進(jìn)行電機(jī)制造時(shí)，可以進(jìn)行真空壓力等先進(jìn)工藝的運(yùn)用，對(duì)于絕緣材料水分、氣泡等雜質(zhì)含量進(jìn)行降低。絕緣部件的電場(chǎng)應(yīng)該進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆植?，讓承載電壓實(shí)現(xiàn)高效性和合理性。

（2）檢修和預(yù)試周期縮短，對(duì)惡劣趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估。如果電機(jī)使用的年限已經(jīng)十多年，應(yīng)該對(duì)絕緣老化情況的判斷進(jìn)行強(qiáng)化，通過對(duì)其進(jìn)行外觀檢查等方法，對(duì)電機(jī)的絕緣老化現(xiàn)象進(jìn)行評(píng)估，如果電機(jī)老化現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)該對(duì)其的檢查和預(yù)試環(huán)節(jié)進(jìn)行周期的縮短。

（3）冷卻器的定期疏通，讓運(yùn)行溫度降低。在使用冷卻器時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行開式水冷卻電機(jī)的選用，對(duì)冷卻水水質(zhì)狀況進(jìn)行定期的觀察，如果水質(zhì)惡劣，對(duì)冷卻效果造成影響，需要對(duì)其立即清洗，將附著物進(jìn)行清理，使用毛刷將空冷器疏通，將管路的灰垢進(jìn)行及時(shí)的去除。

（4）運(yùn)行方式的調(diào)整，對(duì)啟停次數(shù)進(jìn)行合理的控制。選擇的運(yùn)行方式應(yīng)該以變頻調(diào)節(jié)等節(jié)能方式為主，對(duì)于頻繁啟停的行為要進(jìn)行降低。對(duì)于過負(fù)荷報(bào)警行為要進(jìn)行增加，避免電機(jī)運(yùn)行一直處于超載狀態(tài)下。

3.2 絕緣受潮處理

（1）電加熱器干燥法。高壓電機(jī)如果配有電加熱器，應(yīng)該立即投運(yùn)電加熱器，對(duì)電機(jī)的絕緣電阻變化狀況進(jìn)行仔細(xì)的觀察，直到絕緣恢復(fù)正常。

（2）加熱烘烤法。如果高壓電機(jī)沒有配置電加熱器，或者電加熱器投運(yùn)后，絕緣恢復(fù)效果沒有太大變化，可以使用熱風(fēng)機(jī)吹掃接線盒等部位。

3.3 引線、瓷瓶故障處理

（1）引線故障處理。解開綁扎線，對(duì)其的引線是否振動(dòng)摩擦等造成的絕緣損壞情況進(jìn)行檢查，并且將絕緣損壞點(diǎn)找出來，運(yùn)用絕緣材料將其進(jìn)行包扎，然后運(yùn)用絕緣漆進(jìn)行涂敷，最后將其烘干，對(duì)其進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，合格后再使用。

（2）瓷瓶故障處理。如果瓷瓶存在積污，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行清理，投入使用年限比較長，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行更換。

3.4 積灰、積粉嚴(yán)重處理

對(duì)于受灰塵、粉塵影響大的高壓電機(jī)臺(tái)賬進(jìn)行建立，將其的檢修周期進(jìn)行縮短，通過各種維修的機(jī)會(huì)，對(duì)其進(jìn)行解體檢修，將積灰清理，對(duì)其絕緣老化狀況進(jìn)行評(píng)估。

4 結(jié)束語

整體分析了高壓電機(jī)絕緣故障的問題，并且對(duì)其進(jìn)行了預(yù)防性維修工作的開展，能夠讓高壓電機(jī)的絕緣老化速度降低，減少高壓電機(jī)絕緣故障的發(fā)生，運(yùn)行新材料、工藝等讓高壓電機(jī)的運(yùn)行更安全、高效，這樣才能讓發(fā)電企業(yè)長遠(yuǎn)的發(fā)展。