異步電機(jī)絕緣偏低的處理策略及預(yù)防方法

沈佳宇

（福建寧德核電有限公司，福建寧德 355200）

0 引言

目前，我國(guó)電力市場(chǎng)發(fā)展極為迅猛，主要原因是信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和電子產(chǎn)品的大量使用以及工業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)、自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致電能需求增多。目前電能生產(chǎn)主要分為火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核發(fā)電等形式，此外，還有一些新能源發(fā)電如太陽(yáng)能發(fā)電等。在電能生產(chǎn)過(guò)程中，核電廠的電力生產(chǎn)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，但需要通過(guò)異步電機(jī)拖動(dòng)機(jī)械作為主要和輔助的設(shè)備為發(fā)電機(jī)提供服務(wù)。異步電機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量直接影響發(fā)電機(jī)組的機(jī)械化與自動(dòng)化控制水平，因此，針對(duì)異步電機(jī)在停機(jī)或檢修期間所發(fā)生的絕緣偏低現(xiàn)象，必須進(jìn)行仔細(xì)分析、必要的處理和合理的預(yù)防。

1 異步電機(jī)絕緣偏低原因分析

1.1 異步電機(jī)絕緣偏低的具體判斷

目前核電廠異步電機(jī)絕緣偏低情況主要通過(guò)3 種檢測(cè)方式進(jìn)行測(cè)量：其一，在檢修之后按照規(guī)定進(jìn)行電機(jī)的絕緣電阻測(cè)試；其二，異步電機(jī)在停電時(shí)間超過(guò)7 h 后，必須要在送電恢復(fù)運(yùn)行前進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量，如果異步電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境受一定條件的限制，則在停電5 h 后也必須進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量；其三，異步電機(jī)處于備用狀態(tài)時(shí)，必須要定期進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量，以確定是否存在絕緣偏低情況。

目前通用的絕緣電阻測(cè)量方法主要是從異步電機(jī)的開(kāi)關(guān)出線處測(cè)量異步電機(jī)繞組的絕緣電阻，測(cè)量結(jié)果由出線到異步電機(jī)接線盒之間的電纜和電機(jī)整體絕緣電阻值的測(cè)量確定。如果監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)出某一部分異步電機(jī)的絕緣偏低，檢修人員必須要進(jìn)行電機(jī)絕緣值的正確判斷。

按照目前關(guān)于異步電機(jī)絕緣合格標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值有著明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。380 V 的低壓異步電機(jī)需要使用500～1000 V 的儀表測(cè)量，其絕緣電阻必須＞0.5 MΩ。如圖1 所示。

圖1 異步電機(jī)絕緣等級(jí)

1.2 異步電機(jī)絕緣偏低的主要原因

如果異步電機(jī)受到潮濕環(huán)境的影響導(dǎo)致受潮，就會(huì)引起絕緣偏低的情況，受潮引起絕緣偏低的概率高達(dá)90%以上，要想消除異步電機(jī)受潮導(dǎo)致絕緣電阻的降低就必須對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行干燥處理。此外，繞組上如果出現(xiàn)塵土等異物的堆積也會(huì)造成絕緣偏低的情況，或者電機(jī)的引出線和接線盒內(nèi)絕緣性能下降或電機(jī)繞組出現(xiàn)老化等情況也會(huì)導(dǎo)致異步電機(jī)出現(xiàn)絕緣偏低的情況，可以分別采取除灰清潔處理、對(duì)進(jìn)出線和接線盒進(jìn)行重新接線修復(fù)、及時(shí)重新繞制繞組或更換電機(jī)等方式進(jìn)行絕緣偏低的處理。通常情況下，異步電機(jī)絕緣偏低情況大多是因異步電機(jī)受潮所產(chǎn)生的。

2 異步電機(jī)絕緣偏低的處理策略

分析異步電機(jī)絕緣偏低的主要原因后，就可以采取相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理，使其恢復(fù)性能和正常運(yùn)行。

（1）采取熱風(fēng)槍處理電機(jī)受潮情況。主要用于低壓異步電機(jī)的電機(jī)接線盒內(nèi)受潮情況導(dǎo)致的絕緣偏低故障處理，而且在電機(jī)內(nèi)部受潮氣影響范圍不大的情況，就可以在現(xiàn)場(chǎng)使用電熱風(fēng)槍，對(duì)接線盒或電源箱進(jìn)行干燥處理，將潮氣排除，通常情況下只需要幾分鐘就能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣電阻的恢復(fù)和快速上升。異步電機(jī)烘干后，使用500 V 搖表測(cè)量后確定低壓電機(jī)繞組的絕緣電阻超過(guò)0.5 MΩ，就能恢復(fù)正常運(yùn)行的啟動(dòng)。

（2）使用碘鎢燈加熱烘烤方法排除異步電機(jī)受潮情況。這種方法主要是異步電機(jī)受潮較為嚴(yán)重的情況下所采取的干燥措施。一般低壓異步電機(jī)的拆卸較為方便，所以可以將異步電機(jī)轉(zhuǎn)子拆卸抽出，使用碘鎢燈烘干后就可以進(jìn)行組裝和恢復(fù)使用，但要注意避免將線圈燒損。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 異步電機(jī)結(jié)構(gòu)中的定子繞組和轉(zhuǎn)子

（3）針對(duì)高壓異步電機(jī)的受潮處理則要注意，可以選擇熱風(fēng)槍和碘鎢燈、電加熱器進(jìn)行排濕除潮的同時(shí)也可以使用電流干燥法。在進(jìn)行熱風(fēng)槍快速干燥處理時(shí)，注意通過(guò)熱風(fēng)槍進(jìn)行接線盒凝露和潮氣的快速烘干，烘干后要使用2500 V 的搖表進(jìn)行高壓電機(jī)繞組絕緣電阻的測(cè)量，確保電阻值超過(guò)6 MΩ，方可恢復(fù)電機(jī)的正常啟動(dòng)。而進(jìn)行碘鎢燈加熱烘烤處理時(shí)也可以選擇電加熱器進(jìn)行電機(jī)內(nèi)部溫度的升高和除潮處理。主要操作是向異步電機(jī)的定子繞組接通適當(dāng)?shù)牡蛪弘娏?，使異步電機(jī)轉(zhuǎn)子本身銅損產(chǎn)生的熱對(duì)受潮電機(jī)進(jìn)行烘干和干燥處理，其干燥的速度較快，通常在高壓異步電機(jī)受潮情況下應(yīng)用較多。但要注意的是，采用電流干燥方法時(shí)必須遵守機(jī)電注意事項(xiàng)。一是電機(jī)干燥時(shí)，異步電機(jī)的繞組溫度必須低于規(guī)定的絕緣等級(jí)要求溫度，而且要嚴(yán)格的控制溫度；二是進(jìn)行電流干燥時(shí)要注意異步電機(jī)外殼設(shè)置為良好接地，以防止過(guò)電壓危險(xiǎn)；三是整個(gè)干燥過(guò)程中工作人員必須注意對(duì)繞組各部分溫度和絕緣電阻的測(cè)量，防止超出部分導(dǎo)致電機(jī)局部過(guò)熱而發(fā)生設(shè)備損壞等問(wèn)題；四是要注意在整個(gè)異步電機(jī)干燥過(guò)程中，其排放的潮氣會(huì)致使絕緣電阻下降后再上升，最后上升速度變緩直至穩(wěn)定后干燥工作就可以停止。

3 異步電機(jī)絕緣偏低的預(yù)防方法

（1）異步電機(jī)受潮問(wèn)題的預(yù)防。異步電機(jī)檢修人員必須要主動(dòng)進(jìn)行定期和不定期的電機(jī)檢測(cè)繞組電阻檢測(cè)，增加對(duì)異步電機(jī)易受潮部分的檢查與維護(hù)，尤其是在異步電機(jī)機(jī)組停運(yùn)期間的測(cè)量，必須準(zhǔn)確確定電機(jī)絕緣電阻值檢測(cè)結(jié)果，并采取相應(yīng)的處理措施和預(yù)防方法進(jìn)行受潮測(cè)試。

（2）針對(duì)異步電機(jī)電纜隧道加大巡查和檢修力度，尤其是針對(duì)電纜隧道發(fā)生冒氣現(xiàn)象，必須要進(jìn)行巡視和采取整治措施，并且針對(duì)一些能夠影響異步電機(jī)絕緣偏低的因素加強(qiáng)管理和預(yù)防，防止異步電機(jī)受到潮氣影響。

（3）檢修人員必須積極完善異步電機(jī)接線盒的封堵和防潮設(shè)施，確保接線盒的防潮效果。在異步電機(jī)停機(jī)后，要及時(shí)進(jìn)行潮濕環(huán)境的改善，及時(shí)啟動(dòng)加熱器和使用除潮措施，防止電機(jī)停機(jī)后出現(xiàn)潮氣冷凝情況。及時(shí)啟動(dòng)防冷凝加熱器，將異步電機(jī)周邊環(huán)境中的空氣進(jìn)行加熱或干燥處理，防止電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生潮氣，造成冷凝情況，做到電機(jī)絕緣偏低的預(yù)防。

（4）異步電機(jī)繞組灰塵異物增多情況的預(yù)防。需要檢修人員加強(qiáng)對(duì)檢修技術(shù)的提升和專業(yè)水平的增長(zhǎng)以及提高崗位責(zé)任意識(shí)。同時(shí)也要進(jìn)行檢修文件包以及繞組灰塵的嚴(yán)格清除，同時(shí)嚴(yán)格驗(yàn)收文件包，確保電機(jī)繞組異物清除質(zhì)量。

（5）引出線和接線盒絕緣效果不佳的預(yù)防措施。首先要加強(qiáng)檢測(cè)周期的質(zhì)量和合理安排檢修時(shí)間，必須確保引出線和接線盒的檢查效果。其次是加強(qiáng)運(yùn)維人員專業(yè)水平的提升，定期進(jìn)行專業(yè)知識(shí)講座和專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，并建立專業(yè)技能考核制度，按季度進(jìn)行考核。

（6）異步電機(jī)繞組老化的預(yù)防。加強(qiáng)異步電機(jī)運(yùn)行溫度的監(jiān)視，同時(shí)對(duì)溫度偏高的異步電機(jī)必須及時(shí)進(jìn)行降溫處理，以減緩和防止繞組溫度過(guò)高導(dǎo)致的繞組老化。另外，對(duì)一些運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)或長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行及時(shí)的更換，防止繞組老化引起電機(jī)絕緣偏低情況的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

異步電機(jī)是核能發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組重要的組成部分。對(duì)于異步電機(jī)發(fā)生絕緣偏低情況必須予以重視，尤其是長(zhǎng)期備用或停電維修后，必須及時(shí)測(cè)量異步電機(jī)的絕緣電阻，確保其不會(huì)存在絕緣偏度的情況，防止核電廠發(fā)生更大的安全事故。技術(shù)人員和檢修人員必須秉承認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度進(jìn)行異步電機(jī)的逐步功能測(cè)試，查明絕緣偏低的原因，并采取相應(yīng)的方法進(jìn)行處理和預(yù)防，確保電機(jī)運(yùn)行安全。