火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策

趙健民

（山西陽城國際發(fā)電有限責任公司，山西晉城 048102）

0 引言

對于發(fā)電企業(yè)，其的運行可靠性和調(diào)度能力，調(diào)度對其有著嚴格的管理，由于輔機發(fā)生缺陷，導致發(fā)電機處理無法根據(jù)調(diào)度曲線正常運行，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。火電廠的主要輔機就是高壓電機，如果發(fā)生故障，會產(chǎn)生不利的影響，所以，對于高壓電機的故障，需要做好預防工作是十分有必要的。

1 絕緣因素對高壓電機可靠性的影響

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

為了更好的研究課題，此次深入的統(tǒng)計和分析了高壓電機的故障相關案例，通過研究發(fā)現(xiàn)，高壓電機主要發(fā)生的問題多為絕緣故障，具體表現(xiàn)如下：首先，啟動前絕緣，其次，吸收比測試不合格，第三，啟動時絕緣擊穿，第四，運行過程中接地或者發(fā)生短路。也就是說，在檢修過程中，耐壓測試時發(fā)生絕緣擊穿。發(fā)電機啟動的瞬間，或者是發(fā)電機運行的過程中發(fā)生絕緣故障，處理的時間比較長，導致機組只能單鋪機運行，運行方式比較少，讓運維工作量增加等。

2 高壓電機常見絕緣故障及原因分析

2.1 絕緣老化

通常情況下，火電廠高壓電機所運行工作的環(huán)境比較惡劣。如煤粉、潮濕、不通風、高溫等，這無疑會導致絕緣會迅速的老化，一旦發(fā)電機被啟動，或者在發(fā)電機運行過程中，導致絕緣損壞等情況。導致高壓電機發(fā)生老化的主要原因有5點。

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

（2）熱。夏天是一個比較炎熱的季節(jié)，由于環(huán)境溫度較高，高壓電機的冷卻器長時間的積污等，從而導致冷卻器的作用降低，電機溫度一旦升高，造成熱老化現(xiàn)象，渦流等發(fā)生的熱量，不僅會讓絕緣出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，更會讓其變形，從而造成薄弱環(huán)節(jié)的發(fā)生；再者，因為熱量過高，會讓絕緣老化加速。

（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，從而導致絕緣的局部被燒損壞。

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

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

2.2 絕緣受潮

高壓電機一旦被水和汽侵入，工作人員又沒有在第一時間將其進行散發(fā)等處理，很容易導致電機的絕緣性能受到影響，嚴重的會發(fā)生短路接地等情況，最終損壞電機設備[4]。導致高壓電機絕緣受潮的主要因素有5方面。

（1）管道進水。高壓電機通常情況下在附近都會進行熱力管道和取樣管路的布設，該方面存在相應的壓力，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，會造成水和汽侵入到電機當中，并且從電機外殼縫隙向內(nèi)部滲透。

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

（3）電機接線密封性差。一般情況下，電纜會至橋架或者布設電纜溝和電機進行相連，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行密封，如果潮氣入侵內(nèi)部，再加上天氣溫度突然下降，導致凝露的發(fā)生，最終使得接線盒的絕緣受潮。

（4）絕緣子設計不當。一般運用的高壓電機，有部分的電機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，會導致其的絕緣迅速降低，因為雨天和空氣濕度很大的情況下，會造成絕緣出現(xiàn)不合格的情況。

（5）電機電加熱器差或者使用不合理。為了提高高壓電機的性能，目前市場上的高壓電機通常都有電加熱器的配置。電機如果長期在運行使用狀態(tài)下，會因為和潮氣接觸絕緣受到影響，電機長時間的停止運行狀況，雨后將電機啟動，如電加熱器沒有根據(jù)具體情況運用到實際當中，潮氣沒有迅速的得到處理，從而導致絕緣出現(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，電機在運行狀況下，并且為熱風區(qū)位置，散熱條件不是很理想，絕緣的老化會加速，另外，絕緣層長期被震動，或者處于摩擦狀態(tài)，會導致絕緣層受到損失，讓其的絕緣性能降低，如果過薄會造成電機殼體放電。

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

另外，一些高壓電機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，導致和瓷瓶出現(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，嚴重的會發(fā)生絕緣擊穿情況。

2.4 積灰、積粉嚴重

如果高壓電機所處的區(qū)域為除灰、輸煤的位置，由于設備、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，電機本身的密封性比較差，使用的電機為開啟式類型，粉塵會從機殼的裂縫深入到電機的內(nèi)部，粉塵會在繞組和鐵芯上附著，讓電機的散熱受到影響。一旦沒有將積灰進行及時的清理，會讓電機運行溫度逐漸的升高，嚴重的會比電機絕緣材料耐熱等級還高，這會讓絕緣老化現(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，會迅速的降低電機絕緣性能，嚴重的會導致絕緣擊穿現(xiàn)象的產(chǎn)生[5]。

3 高壓電機絕緣故障處理對策

3.1 絕緣老化處理

（1）電機制造工藝的改進，讓電機絕緣抗電能力得到提高。在進行電機制造時，可以進行真空壓力等先進工藝的運用，對于絕緣材料水分、氣泡等雜質(zhì)含量進行降低。絕緣部件的電場應該進行恰當?shù)姆植迹尦休d電壓實現(xiàn)高效性和合理性。

（2）檢修和預試周期縮短，對惡劣趨勢進行評估。如果電機使用的年限已經(jīng)十多年，應該對絕緣老化情況的判斷進行強化，通過對其進行外觀檢查等方法，對電機的絕緣老化現(xiàn)象進行評估，如果電機老化現(xiàn)象嚴重，應該對其的檢查和預試環(huán)節(jié)進行周期的縮短。

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

（4）運行方式的調(diào)整，對啟停次數(shù)進行合理的控制。選擇的運行方式應該以變頻調(diào)節(jié)等節(jié)能方式為主，對于頻繁啟停的行為要進行降低。對于過負荷報警行為要進行增加，避免電機運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。高壓電機如果配有電加熱器，應該立即投運電加熱器，對電機的絕緣電阻變化狀況進行仔細的觀察，直到絕緣恢復正常。

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

3.3 引線、瓷瓶故障處理

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

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

3.4 積灰、積粉嚴重處理

對于受灰塵、粉塵影響大的高壓電機臺賬進行建立，將其的檢修周期進行縮短，通過各種維修的機會，對其進行解體檢修，將積灰清理，對其絕緣老化狀況進行評估。

4 結(jié)束語

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