火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策

趙偉程

摘 要：在當(dāng)前的火電廠中高壓電機屬于重要的關(guān)系輔機，只有確保高壓電機的正常運行，才能實現(xiàn)對外供電的穩(wěn)定性和可靠性。由于火電廠受到較高濃度粉塵和較大濕度等惡劣環(huán)境的影響，容易造成高壓電機出現(xiàn)絕緣老化的情況，對機組的使用壽命和安全可靠性產(chǎn)生極大的危害。本文通過實踐，對當(dāng)前高壓電機出現(xiàn)絕緣故障的原因進行了總結(jié)和分析，并提出了具有針對性的防范措施，為提高高壓電機的使用效率和維修人員進行維修提供了有力的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高壓電機；絕緣老化；絕緣受潮；原因；對策

隨著人們用電需求的不斷增加，對于電力系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了較高的要求，這也就促使調(diào)度對于發(fā)電企業(yè)機組的運轉(zhuǎn)安全可靠以及調(diào)峰能力的要求也隨之越來越嚴格。對于發(fā)電企業(yè)來說，影響業(yè)績和經(jīng)濟效益的最為關(guān)鍵因素之一，就是輔機缺陷所造成的發(fā)電機工作不能按調(diào)度曲線運轉(zhuǎn)。在火電廠中，高壓電機作為重要的關(guān)鍵性輔機[1]，一旦發(fā)生故障，就極有可能造成機組被迫停止運行，當(dāng)機組處于高負荷運轉(zhuǎn)時，就會發(fā)生降低負荷的情況，嚴重時候會出現(xiàn)非停的現(xiàn)象。所以加強對火電廠高壓電機故障的預(yù)防和控制，是當(dāng)前發(fā)電企業(yè)和設(shè)備管理人員的急需解決的一個重要問題。

一、常見的絕緣故障和原因分析

（1）絕緣老化。

由于受煤塵、潮濕和高溫等惡劣條件長時間的影響，致使火電廠高壓電機的絕緣老化速度加快，這就容易造成設(shè)備在瞬間啟動時，或者是長時間運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)絕緣損害甚至是電機燒毀的情況[2]。造成高壓電機絕緣老化的原因主要有以下幾點：

機械因素：設(shè)備長時間的受振動、離心力、磁場和熱應(yīng)力等因素的影響，容易出現(xiàn)機械變形的情況，致使設(shè)備部件出現(xiàn)裂紋或者是磨損，進而使高壓電機產(chǎn)生薄弱環(huán)節(jié)。

熱因素：受外部環(huán)境的影響如夏季高溫等因素的影響，再加上設(shè)備自身運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱能和冷卻設(shè)備性能降低等原因，致使電機溫度得不到有效的降低，從而造成老化現(xiàn)象。此外，受焦耳熱、渦流和介質(zhì)損耗等因素造成的熱量[3]，不僅加快了絕緣的老化，導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)變形，產(chǎn)生了薄弱的環(huán)節(jié)，同時受熱量的影響絕緣出現(xiàn)軟化，容易出現(xiàn)損壞。

電因素：高壓電機在操作過程中出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定、啟動方式不當(dāng)和突然斷電等情況，就會導(dǎo)致絕緣的薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)放電或者是被擊穿的問題，從而造成絕緣局部發(fā)生燒損的現(xiàn)象。

環(huán)境因素：當(dāng)高壓電機放置在戶外時，受溫度的變化會發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，從而造成設(shè)備的密封性降低，一些微塵、濕氣和化學(xué)物質(zhì)等進入到絕緣的空隙內(nèi)，從而造成設(shè)備的絕緣性下降和老化的現(xiàn)象，嚴重的情況會使絕緣出現(xiàn)放電或者是擊穿的情況。

工作方式：當(dāng)高壓電機的使用方式不正確時也會容易造成絕緣出現(xiàn)老化現(xiàn)象，比如頻繁的啟動、高負荷的沖擊和過載運轉(zhuǎn)等。通過實踐證明，高壓電機長時間的超負荷運行所出現(xiàn)的高溫，是造成電機絕緣加速老化的主要原因。

（2）絕緣受潮。

管道刺水：通常情況下，在高壓電機的四周會設(shè)置一些熱力和取樣管道，這些管道內(nèi)都會存在一定的壓力，當(dāng)管道的焊接處或者是接頭處出現(xiàn)裂縫或脫落等情況時，在壓力的作用下管內(nèi)的水可能會噴向電機，這些水就會順著電機的縫隙流入到內(nèi)部，致使電機絕緣出現(xiàn)受潮的情況。

防潮設(shè)施出現(xiàn)損壞：在戶外的電機通常情況會安裝相應(yīng)的防潮防雨罩，但受各種因素的影響會造成防雨罩出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，從而造成雨水或者是潮氣侵入到電機內(nèi)部，對電機內(nèi)部會產(chǎn)生一定的侵蝕作用，進而造成電機發(fā)生受潮的現(xiàn)象。

電機密封性能差：在通常情況下，會有電纜和電機進行連接，為了確保其密封性會使用穿線鋼管和蛇皮管相結(jié)合的方式進行密封，但是在兩端和接線盒穿孔等位置極容易出現(xiàn)密封差的情況，造成潮氣侵入，當(dāng)電機內(nèi)部高溫和濕氣相結(jié)合會出現(xiàn)凝露，致使接線盒出現(xiàn)受潮的情況。

絕緣子設(shè)計存在問題：一些高壓電機中所使用的接線盒選取的制作材料是環(huán)氧樹脂或純瓷支柱絕緣子[4]，這種材質(zhì)制作的接線盒存在自潔性能差問題，當(dāng)受潮后會出現(xiàn)絕緣不達標(biāo)的問題。

電加熱器未能發(fā)揮真正作用：當(dāng)前，一些新研發(fā)的高壓電機都會配有相應(yīng)的電加熱器。高壓電機長時間的處于停機狀態(tài)會受到一定的潮濕影響，致使絕緣降低，在長時間停用或者是雨后，當(dāng)電機運轉(zhuǎn)時電加熱器不能及時的參與到其中，將會使潮氣不能及時的排出，致使出現(xiàn)絕緣不合格的問題。

二、絕緣故障處理對策

（1）絕緣老化處理對策。

首先，對電機的制造技術(shù)和設(shè)計進行更新改進，增強電機絕緣能力。將真空壓力浸漬和固化技術(shù)應(yīng)用到電機設(shè)計中，降低絕緣材料中的水、氣泡和其他雜質(zhì)的含量。確保絕緣部件電場分布的均勻性，提高使用效率，負載電壓合理。更換磁性槽楔，降低核心溫度，可以有效的降低電機運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的工作溫度。對于長時間處于運轉(zhuǎn)的電機，縮減檢修周期，對電機的損壞程度有一個準(zhǔn)確全面的評估，加強對絕緣老化情況的分析和評估，做到問題早發(fā)現(xiàn)早處理。采取科學(xué)合理的措施對冷卻器進行定期的清理，從而能夠真正發(fā)揮其降低運行溫度的作用。對電機中存在的不科學(xué)運行方式進行及時的調(diào)整，確保啟停次數(shù)和工作得到有效的控制，同時可以采用變頻調(diào)節(jié)和加裝負荷報警裝置。

（2）受潮處理對策。

可以通過安裝電加熱器的方式進行干燥法處理，確保絕緣情況得到有效的恢復(fù)。對于未安裝或者是電加熱器效果不明顯的電機，可以使用熱風(fēng)機對接線盒等易聚集潮氣部位進行吹掃，將加熱板或紅外烤燈放入通風(fēng)口處進行烘烤驅(qū)潮。對采用外置加熱工藝絕緣仍然沒有明顯改觀的電機，可采用電流加熱干燥法，質(zhì)量好，效率高。采用隔水性強的DMC等材料的支柱絕緣子，能有效降低因接線盒絕緣問題產(chǎn)生的絕緣不足。

三、結(jié)語

本文對高壓電機絕緣存在的故障原因進行了深入的研究和分析，并及時的進行預(yù)防性維修保養(yǎng)工作，可以有效的降低絕緣老化速度，最大限度的降低高壓電機出現(xiàn)故障的概率。隨著新技術(shù)、新工藝和新材料的應(yīng)用，能夠確保高壓電機的使用得到明顯的增強，增加設(shè)備的使用壽命[5]，延緩了高壓電機絕緣老化速度，降低了高壓電機絕緣擊穿的發(fā)生率。采用新技術(shù)、新材料、新工藝，可使高壓電機高效安全長周期運行。作為熱電廠的關(guān)鍵設(shè)備，高壓電機的可靠運行對于提高設(shè)備的安全性和降低故障出現(xiàn)的頻率具有重要意義。

參考文獻：

[1]李克.火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策[J].現(xiàn)代制造，2017（24）.

[2]樊龍景.某火電廠高壓電機故障原因分析及探討[C].中國電機工程學(xué)會年會，2016.

[3]杜晚建.高壓電機故障原因分析及處理方法[J].電工技術(shù)，2016（7）：83-84.

[4]張玉喜.6kV高壓電動機故障分析及預(yù)防措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（11）.

[5]李瑞環(huán).高壓電機故障產(chǎn)生原因及改進措施[J].中外企業(yè)家，2016（9）.