高壓電動機絕緣缺陷處理及分析

韓俊升

（河北國華定洲發電有限責任公司，河北 定州 073000）

2006年3月某發電廠11循環水泵電機在運行差動保護動作時，發生定子繞組絕緣故障，同年5月，12凝結水泵電機在預防性試驗中又發現定子繞組絕緣缺陷。事故發生后，為了找出絕緣損壞的真正原因，將電機進行解體，解剖線棒放電部位，并同制造廠技術人員對事故發生的原因進行了深入分析，為同類型電機檢修提供參考。

1 設備介紹

11循環水泵電機主要參數：型號：YKSL-3700-16/2600-1；功率：3 700 kW；功率因素：0.81；電流：466.6A；轉速：373 r/min；絕緣：F 級；接法：4-Y；防護等級：IP44；冷卻方式：IC81W；重量：44 100 kg；編號：X02008；生產日期：2002年11月；投產日期：2004年4月26日。

12凝結水泵電機主要參數：型號：YKKL2500-4/1180-1；功率：2 500 kW；功率因素：0.88；電流：297.1 A；轉速：1 492 r/min；絕緣：F級；接法：Y；防護等級：IP44；冷卻方式：水－空冷；重量：15700kg；編號：X02033；生產日期：2002年11月；投產日期：2004年4月26日。

2 定子繞組絕緣缺陷發現過程

2.1 11循環水泵電機

事故發生前，1號機組負荷530 MW，11、12循環水泵雙泵運行。11循環水泵電機電流422.1 A，約為額定電流的90.5%，線圈溫度：52～66℃，上軸瓦溫度：65℃，下軸承溫度：29℃，電機運行正常。2006年3月25日，11循環水泵跳閘，檢查為11循環水泵電機C相差動保護動作跳閘（C相對應電機標注的U相）。拆除11循環水泵電機兩側冷卻器，檢查定子線圈，用2 500 V搖表檢查線圈，發現定子U相有一槽，槽部有放電現象。2006年3月26日，抽出11循環水泵電機轉子，進一步檢查，無明顯短路痕跡，用放電法進行檢查，發現電機槽部自上而下第二排鐵芯通風孔內距槽口大約150 mm處，有一個孔有放電現象，仔細檢查發現該處定子繞組上層線圈絕緣損壞，對鐵芯擊穿放電，確認電機故障點，并做出記號，見圖1、圖2。

2.2 12凝結水泵電機

12凝結水泵電機正常運行電流255 A左右，約為額定電流的86%，線圈溫度：80℃左右，上軸瓦溫度：75℃，下軸承溫度54℃。2006年5月2日，＃1機組D級檢修期間，12凝泵電機進行大修，解體檢查中發現有21槽定子槽楔破碎脫落，見圖3。定子槽楔修復后，2006年5月4日進行電氣預防性試驗，在進行交流耐壓試驗時，當V1相升至交流電壓8.3 kV時，試驗儀器控制臺保護動作，后搖測絕緣為0，經用ZGS-J2型充電式雷擊計數器校驗儀查找，發現故障點位于槽口，見圖4。

圖1 11循環水泵電機故障點位置

圖2 11循環水泵電機故障點放大圖

圖3 12凝泵電機磁性槽楔整槽脫落

圖4 12凝泵電機放電部位

3 解體檢查及處理情況

11循環水泵電機解體后，故障點位于C相上層線棒側面，自上而下第二個通風孔處，有明顯的放電點。12凝結水泵電機，拆除故障線圈后，發現V相有1根被擊穿的定子線圈，其擊穿點在定子鐵芯槽內，離鐵芯槽口約20 mm左右，屬定子線圈的上層邊直線部分。有一個孔絕緣擊穿，對鐵芯放電，放電點位于線棒下面（下層線棒側），而該線棒槽楔存在松動現象，見圖5。因為定子線圈是整體結構，真空壓力浸漆，現場無法修復。為了徹底消除隱患，確保今后長期安全運行，將11循環水泵電機和12凝結水泵電機返廠修理，更換定子繞組。

圖5 12凝泵電機故障線圈

4 原因分析

（1）2002年，交流高壓電機開始應用推廣少膠云母帶真空壓力浸漆工藝，線圈包扎少膠云母帶后，直接嵌入鐵芯，然后整個定子用無熔劑樹脂VIP處理，漆液進入鐵芯槽內填充線圈與鐵芯壁之間的空隙，同時要求漆液進入線圈內部，將線圈和鐵芯團固成為一個整體，浸漆的黏度比多膠工藝更低。2003年以前的產品，在真空壓力浸漆后再入烘房烘干時，部分縫隙處浸漬的漆流出，在加熱過程中，流動性加大，漏出定子鐵芯槽，致使槽楔和線圈固定性能變差。

（2）磁性槽楔制造質量不合格。機械強度和幾何尺寸是影響脫落的主要因素，機械強度過低時，裝配時容易造成損壞。磁性槽楔的兩端寬度差和厚度差超過規定值后，裝入槽內會一端緊一端松，松的一端容易產生磨損。而槽楔的燕尾楔角度與標準值相差較大時，將使槽楔與鐵芯的接觸面積減小，從而使磁性槽楔與槽口的結合力降低。這些都容易造成磁性槽楔的松動和脫落。

（3）磁性槽楔脫落，造成槽楔粉碎、鐵屑等雜物在定子線圈四周飛濺，如擊中定子線圈會造成定子線圈損傷，槽楔脫落造成定子線圈在槽內松動，運行時產生振動，若長期振動，會引起定子發生絕緣損傷、破裂等絕緣損壞現象。

（4）電機定子線圈絕緣被擊穿的部位存在絕緣薄弱點，如該處云母絕緣層有一點雜質或是固化不緊密，存在一點氣隙，運行一段時間后，受振動影響和局部放電影響，會引起絕緣損傷。這種制造時遺留的缺陷，出廠試驗無法發現，只有在運行中，隨著時間的延長，才會逐步顯現出來。

5 結論

（1）雖然磁性槽楔能起到一定的節能降耗的作用，也是電機制造的趨勢，但是從目前應用情況看，存在磁性槽楔脫落造成定子線棒絕緣損壞的重大隱患。所以，為保證機組的安全可靠運行、消除重要輔機存在的設備隱患，應利用機組檢修機會，檢查該類型電機槽楔是否松動、脫落，如果發現槽楔松動、脫落，應將其更換為非磁性槽楔。

（2）嚴格執行檢修預試規程和檢修周期，檢查所有電機絕緣狀況。如發現問題，應及時進行有針對性的處理，防止類似故障的重復發生。

（3）電動機冷態、熱態啟動時間間隔和次數嚴格按運行規程執行，避免電動機頻繁啟動。

（4）加強設備巡檢，執行點檢制度。發現電機振動、溫度及聲音異常時，及時分析，采取相應措施予以消除。

（5）加強設備制造或修理過程中的監造，避免在制造或修理過程中發生因材質、工藝不良等造成的先天性設備隱患。