大型高壓電動機絕緣處理

李會吉，董建橋，康 軍

(山東晉煤明水化工集團有限公司，山東章丘 250204)

化工企業用電負荷大，單臺設備功率大，特別是一些老企業大量采用同步機、大功率開啟式電機，在雨季或設備停運時間較長后，電機絕緣性能下降，導致電機無法正常啟動運行；又因為大型電機體積大、質量大，絕緣性能降低后采取局部加熱或整體外運烘干等措施都非常困難，造成費用高、檢修周期長等不利局面，同時生產系統又無備用機，設備一旦拆除勢必影響生產[1-2]。

以山東晉煤明水化工集團有限公司1臺305往復式壓縮機電機絕緣性能處理為例，電機為5 500 kW的TK系列電動機，電機總重30 t，軸伸端最大外徑近4.0 m，高3.5 m。如果對該電機實施外出烘干絕緣施工，在外修廠家距離較近的情況下，吊裝需要1 d，烘干需要2 d，回廠吊裝就位及安裝需要2 d，即處理1次絕緣最少需要5 d。綜合考慮吊裝、運輸、烘干等費用，1次外出烘干工作費用在5萬元左右。同時，這種大型設備一般無備用機，電機一旦外出，會導致產量降低、成本升高等。因此，急需解決在最短的時間內就地提高電機絕緣性能的問題。

1 380 V系列低壓電動機

低壓電動機一般密封較好，電機受潮概率小；同時因電壓較低，電機絕緣在0.5 MΩ以上即可運行，因絕緣導致的不能正常使用的情況雖存在，但概率較小。對于低壓電動機，一般可采用電焊機作為電源，利用其自身電阻發熱進行烘干的辦法來解決。

施工時將電機電源斷路器斷開，電源及控制回路做好安全措施，在電機控制回路的交流接觸器下口兩相加上電焊機二次電壓，根據電動機功率大小控制電焊機輸出電壓及電流，通過電動機自身線圈電阻發熱逐步提高絕緣。一般情況下，電機絕緣升高到安全范圍后即可開車；如果電機只是作為備用，絕緣升高后并不急于開車，因停止加熱后電機絕緣電阻會出現小幅度的下降，所以建議電機在絕緣升高到 10 MΩ 以上后，繼續保持30 min通電時間，確保絕緣恢復到正常水平。

2 6 kV以上高壓電動機

一些老化工企業大量使用TK系列電動機，該系列電動機線圈直接暴露在空氣中，極易受環境影響；同時因存在灰塵等，在陰雨天吸潮后，電機絕緣性能大幅下降，甚至使用兆歐表搖測絕緣時測不到電阻值[3]。按照一般規定，1 MΩ/kV是各電壓等級電機啟動的最低電阻標準，如何保障電機絕緣在短時間內達到開車的最低要求，采用過的試驗有以下幾種。

(1)電機下部安裝電熱管

一般高壓電機在底部都安裝有電熱管，對于小功率密閉式的高壓電機效果明顯，特別是在高濕度環境中，電機停運后可安裝電熱管，保持電機內部溫度，避免潮氣侵入。但是對于TK系列開啟式同步機，效果不是很明顯。因加熱不均勻，電熱管附近升溫較快，在電機定子上部基本不起作用。

(2)使用電焊機作為電源，利用定子回路自身電阻發熱升溫

使用電焊機電源作為烘干電源，因電壓低，對大型開啟式電機效果不是很明顯，又加熱時間長，無法滿足短時間內提高電機絕緣的要求。

(3)同步機對轉子通勵磁電源，通過轉子發熱對電機整體加熱

對于同步機，利用勵磁機通電。通常使用轉子發熱加熱整機的方法，該方法加熱速度快，使用簡單，不用安裝其他設備；但勵磁機加熱是通過外部對定子繞組加熱，同時因熱量上升，對電機定子下部的加熱不足。該方式配合電機下部安裝電熱管使用效果最好。

(4)利用三相自偶調壓器作為電源，直接為轉子供電，利用定子回路自身電阻發熱升溫

因焊機電源的局限性，可采用三相自偶調壓器作為電源，直接為電機定子通電，利用繞組自身發熱提高絕緣，效果非常好。因自偶調壓器自身功率的原因，該方法適合用于小功率電機，用在大型同步機上因其功率相對較小、加熱時間較長，效果不是很理想。

(5)定子回路直接通380 V交流電源，利用定子回路自身電阻發熱升溫

在使用三相自偶調壓器加熱電機繞組時，發現調壓器升壓到380 V時，完全可以保障絕緣烘干安全實施，且效果好、時間快。以TK1000—18/2150型1 000 kW電機為例，其額定電流為69 A；在定子回路通380 V交流電源后，實測電流為2.6 A。在通電前電機絕緣為0 MΩ，通電3 h后，電機定子整體升溫4 ℃，絕緣上升到16 MΩ，完全達到啟動要求。對不同電機進行通電試驗，結果表明功率越大的電機加熱效果越好，加熱時間也越短，但是對電源功率要求則越大。

以上試驗結果表明，對受潮后絕緣性能降低的電機采取定子回路直接通380 V交流電源，利用定子回路自身電阻發熱升溫的措施，實施簡單，僅需要1根小截面電纜跟1個小型的微斷，1人15 min內就可完成所有工作。目前一般可采取從配電室內開關下口通電，現場無需施工，不受現場施工條件限制，靈活方便。送電前根據電壓、電阻、電流的關系，計算出電機烘干的運行電流；電機送電后，首先測量一下電流并與計算電流進行對比，基本吻合后就可根據現場電機溫升進行時間控制。一般電機定子溫度上升2 ℃以后，絕緣即可滿足開車需要。

3 結語

通過不斷地運行，現在每個10 kV的開關站都直接配備一套電纜及開關，可以隨時對該站內的任何一臺停運電機進行加熱操作。在安裝時，每臺開關柜的出線端子上預留一個螺栓孔，需要進行加熱操作時，只需將開關柜斷電，將380 V電源直接使用螺栓壓接在備用螺栓孔上即可。

在完全掌握以上技術后，根據濟南地區的氣候條件，基本不使用各電機的自帶電加熱器，安裝時即不安裝電源，節省了電纜及開關設備的費用。對于大型的同步電機，推廣此技術后，所用電機再未因電機絕緣受潮而影響開車，更未因絕緣性能降低而外出檢修，節約了大量的維護費及人工成本。同時，因無需進行現場的檢修、吊裝等工作，整個生產現場的環境、衛生等狀況得到了很好的改善，現場安全也得到有效保障，從多個方面提高了現場管理水平，也減少了檢修帶來的安全隱患。