敞開式電機定子線圈腐蝕故障分析及處理

張勇文

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

敞開式電機定子線圈腐蝕故障分析及處理

張勇文

(沙角A電廠，廣東 東莞 523908)

介紹了敞開式電機定子線圈絕緣腐蝕故障情況，闡述了線圈絕緣腐蝕的特點及部位，分析了線圈絕緣腐蝕的原因，并提出了處理線圈絕緣腐蝕故障的方法及預(yù)防措施。

電機；定子線圈；腐蝕；絕緣

0 引言

長期的運行經(jīng)驗和電機定子繞組事故現(xiàn)象表明，污穢腐蝕電機引線、定子線圈絕緣層，造成電機在運行中引線及定子線圈對地短路、相間短路的現(xiàn)象比較普遍，嚴(yán)重影響了電機的安全運行和使用壽命。

1 故障概況

2006年5月18日，某電廠#2沖洗水泵電機零序速斷保護跳閘。解開三相電纜頭，用2 500 V絕緣表測得A、B、C三相絕緣分別為160/136 MΩ、163/150 MΩ、2/2 MΩ。電機解體后發(fā)現(xiàn)其前后端部線圈附著厚厚一層黑色的污穢，擦拭之后初步分析是油、粉塵混合物；用SS -50電機清洗劑將鐵芯、繞組線圈清洗干凈，沒有發(fā)現(xiàn)故障點；用直流燒穿法尋找，發(fā)現(xiàn)電機前端有一個線圈靠近槽口部位冒煙，故障點沿線棒表面絕緣層對鐵芯爬弧。

2 原因分析

該電機額定電壓為6 kV，額定功率為220 kW，額定電流為25.8 A，定子采用敞開式結(jié)構(gòu)，空氣冷卻。

電機定子繞組燒毀的原因一般有以下幾個方面：(1) 定子繞組制造過程留下隱患；(2) 定子線圈檢修過程中絕緣損傷；(3) 電機運行過程中繞組過熱；(4) 電機受潮后絕緣水平下降；(5) 系統(tǒng)過電壓。

結(jié)合本次故障的發(fā)生經(jīng)過及解體檢查情況分析，該電機運行中，在風(fēng)扇的作用下，外部灰塵、水分、鹽分等不斷被吸入電機定、轉(zhuǎn)子間，附著在定子繞組表面，灰塵就粘在電機定、轉(zhuǎn)子的表面上，形成一層腐蝕性極強的污穢。污穢對線圈、引出線主絕緣起溶解侵蝕作用，使主絕緣與導(dǎo)線分層、松散，線圈整體絕緣強度降低，并導(dǎo)致線圈熱量無法及時排出，引起線圈過熱。長時間運行后，線圈絕緣不能承受高電壓而造成定子繞組對地放電，導(dǎo)致事故發(fā)生。

3 反事故措施

根據(jù)以上分析，解決敞開式電機定子線圈絕緣故障應(yīng)采取以下措施：

(1) 加強設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備積灰嚴(yán)重、繞組溫度升高時及時清理。

(2) 定期對電機進行大修，重點清除定子繞組表面的污穢。

(3) 提高電機定子繞組絕緣水平。電機大修時，認(rèn)真檢查電機繞組絕緣，要結(jié)合預(yù)防性試驗情況進行電機繞組絕緣強度評估，必要時繞組整體噴漆，以提高其整體絕緣強度。

(4) 對電機的運行環(huán)境進行治理，保證電機周圍的環(huán)境通風(fēng)、干燥、潔凈；電機外殼防水、防潮、防塵等防護設(shè)施完好。

(5) 停運時間長的電機要測量絕緣電阻合格后才能啟動。

4 故障處理

4.1 修復(fù)故障線棒

清洗電機定子繞組：用自來水加適量油污清洗劑，水溫加熱至50 ℃，用調(diào)好的溫水浸泡電機繞組，浸泡2 h后用自制的竹片和毛刷等進行清理，竹片的邊要帶有弧度，這樣可以避免損傷繞組絕緣，確認(rèn)清理干凈后用除鹽水進行徹底清洗。

烘焙除濕：烘焙設(shè)置溫度不超過90 ℃，烘箱是帶抽風(fēng)機自動循環(huán)加熱功能的，連續(xù)烘焙12 h后確認(rèn)電機絕緣2 h不再變化時就可以進行故障處理。

故障點處理：故障處用白布沾無水酒精擦拭干凈，用短鋸片、電工刀把電弧燒傷處絕緣層表面碳化物、積污清除干凈，使其露出新的絕緣表面，用事先配好的環(huán)氧樹脂膠(與固化劑按1∶1比例配成)涂上一層，用無堿玻璃絲帶半疊包到約3 mm厚即可，邊包邊涂環(huán)氧樹脂膠。

整體烘干：處理后進行定子繞組絕緣整體烘焙，設(shè)置溫度不超過90 ℃，測量每相繞組對地絕緣達到100 MΩ以上、吸收比合格的情況下再繼續(xù)烘焙；設(shè)置最高溫度100 ℃，當(dāng)電機絕緣穩(wěn)定2 h無變化后，用噴槍噴漆。調(diào)整空氣壓力為2～3 kg/cm2，1032絕緣漆和稀釋劑的比例為1∶1，將整個定子繞組噴上絕緣漆后，重新烘焙8 h；再噴一次絕緣漆，烘干。

4.2 電機定子繞組試驗

環(huán)境溫度：31 ℃；濕度：70%。

(1) 測量每相繞組絕緣不再上升時的值，如表1所示。

表1 每相繞組絕緣不再上升時的值

(2) 定子冷卻到冷態(tài)時，測量定子繞組的直流電阻：

AX:0.218 7 Ω；BY:0.218 8 Ω；CZ:0.221 3 Ω；

標(biāo)準(zhǔn)：最小誤差小于2%；

實際誤差：1.18%。

(3) 冷態(tài)時，定子繞組直流耐壓試驗結(jié)果如表2所示。

表2 定子繞組直流耐壓試驗結(jié)果 單位：μA

(4) 定子繞組交流耐壓(每相繞組對其他兩相繞組與地)：耐壓9 000 V，1 min通過。

(5) 交、直流耐壓試驗后，測量每相繞組絕緣值，如表3所示。

表3 每相繞組絕緣值

#2沖洗水泵電機定子繞組各項試驗合格，回裝電機。

5 電機修后運行狀況

嚴(yán)格按照電機檢修工藝修復(fù)后，這臺沖洗水泵電機運行到現(xiàn)在已有4年多，沒再出現(xiàn)過定子繞組故障，說明檢修質(zhì)量過關(guān)，采取措施有效，較好地解決了腐蝕導(dǎo)致的電機定子繞組絕緣損壞故障。

6 結(jié)語

隨著電網(wǎng)容量的增大，對發(fā)電廠的安全性、穩(wěn)定性要求也越來越高，對設(shè)備運行的要求從“零故障”提高到了“零缺陷”。通過對敞開式電機定子繞組絕緣故障的分析及處理，能積累檢修經(jīng)驗，對敞開式空氣直接冷卻的其他電機繞組的故障分析、解決有一定參考價值。

2014-06-10

張勇文(1973—)，男，廣東樂昌人，技師，研究方向：電機檢修。