火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策

趙偉程

摘 要：在當前的火電廠中高壓電機屬于重要的關系輔機，只有確保高壓電機的正常運行，才能實現對外供電的穩定性和可靠性。由于火電廠受到較高濃度粉塵和較大濕度等惡劣環境的影響，容易造成高壓電機出現絕緣老化的情況，對機組的使用壽命和安全可靠性產生極大的危害。本文通過實踐，對當前高壓電機出現絕緣故障的原因進行了總結和分析，并提出了具有針對性的防范措施，為提高高壓電機的使用效率和維修人員進行維修提供了有力的依據。

關鍵詞：高壓電機；絕緣老化；絕緣受潮；原因；對策

隨著人們用電需求的不斷增加，對于電力系統的安全性和可靠性提出了較高的要求，這也就促使調度對于發電企業機組的運轉安全可靠以及調峰能力的要求也隨之越來越嚴格。對于發電企業來說，影響業績和經濟效益的最為關鍵因素之一，就是輔機缺陷所造成的發電機工作不能按調度曲線運轉。在火電廠中，高壓電機作為重要的關鍵性輔機[1]，一旦發生故障，就極有可能造成機組被迫停止運行，當機組處于高負荷運轉時，就會發生降低負荷的情況，嚴重時候會出現非停的現象。所以加強對火電廠高壓電機故障的預防和控制，是當前發電企業和設備管理人員的急需解決的一個重要問題。

一、常見的絕緣故障和原因分析

（1）絕緣老化。

由于受煤塵、潮濕和高溫等惡劣條件長時間的影響，致使火電廠高壓電機的絕緣老化速度加快，這就容易造成設備在瞬間啟動時，或者是長時間運轉中出現絕緣損害甚至是電機燒毀的情況[2]。造成高壓電機絕緣老化的原因主要有以下幾點：

機械因素：設備長時間的受振動、離心力、磁場和熱應力等因素的影響，容易出現機械變形的情況，致使設備部件出現裂紋或者是磨損，進而使高壓電機產生薄弱環節。

熱因素：受外部環境的影響如夏季高溫等因素的影響，再加上設備自身運轉所產生的熱能和冷卻設備性能降低等原因，致使電機溫度得不到有效的降低，從而造成老化現象。此外，受焦耳熱、渦流和介質損耗等因素造成的熱量[3]，不僅加快了絕緣的老化，導致絕緣出現變形，產生了薄弱的環節，同時受熱量的影響絕緣出現軟化，容易出現損壞。

電因素：高壓電機在操作過程中出現電壓不穩定、啟動方式不當和突然斷電等情況，就會導致絕緣的薄弱環節出現放電或者是被擊穿的問題，從而造成絕緣局部發生燒損的現象。

環境因素：當高壓電機放置在戶外時，受溫度的變化會發生熱脹冷縮的現象，從而造成設備的密封性降低，一些微塵、濕氣和化學物質等進入到絕緣的空隙內，從而造成設備的絕緣性下降和老化的現象，嚴重的情況會使絕緣出現放電或者是擊穿的情況。

工作方式：當高壓電機的使用方式不正確時也會容易造成絕緣出現老化現象，比如頻繁的啟動、高負荷的沖擊和過載運轉等。通過實踐證明，高壓電機長時間的超負荷運行所出現的高溫，是造成電機絕緣加速老化的主要原因。

（2）絕緣受潮。

管道刺水：通常情況下，在高壓電機的四周會設置一些熱力和取樣管道，這些管道內都會存在一定的壓力，當管道的焊接處或者是接頭處出現裂縫或脫落等情況時，在壓力的作用下管內的水可能會噴向電機，這些水就會順著電機的縫隙流入到內部，致使電機絕緣出現受潮的情況。

防潮設施出現損壞：在戶外的電機通常情況會安裝相應的防潮防雨罩，但受各種因素的影響會造成防雨罩出現損壞的現象，從而造成雨水或者是潮氣侵入到電機內部，對電機內部會產生一定的侵蝕作用，進而造成電機發生受潮的現象。

電機密封性能差：在通常情況下，會有電纜和電機進行連接，為了確保其密封性會使用穿線鋼管和蛇皮管相結合的方式進行密封，但是在兩端和接線盒穿孔等位置極容易出現密封差的情況，造成潮氣侵入，當電機內部高溫和濕氣相結合會出現凝露，致使接線盒出現受潮的情況。

絕緣子設計存在問題：一些高壓電機中所使用的接線盒選取的制作材料是環氧樹脂或純瓷支柱絕緣子[4]，這種材質制作的接線盒存在自潔性能差問題，當受潮后會出現絕緣不達標的問題。

電加熱器未能發揮真正作用：當前，一些新研發的高壓電機都會配有相應的電加熱器。高壓電機長時間的處于停機狀態會受到一定的潮濕影響，致使絕緣降低，在長時間停用或者是雨后，當電機運轉時電加熱器不能及時的參與到其中，將會使潮氣不能及時的排出，致使出現絕緣不合格的問題。

二、絕緣故障處理對策

（1）絕緣老化處理對策。

首先，對電機的制造技術和設計進行更新改進，增強電機絕緣能力。將真空壓力浸漬和固化技術應用到電機設計中，降低絕緣材料中的水、氣泡和其他雜質的含量。確保絕緣部件電場分布的均勻性，提高使用效率，負載電壓合理。更換磁性槽楔，降低核心溫度，可以有效的降低電機運轉時所產生的工作溫度。對于長時間處于運轉的電機，縮減檢修周期，對電機的損壞程度有一個準確全面的評估，加強對絕緣老化情況的分析和評估，做到問題早發現早處理。采取科學合理的措施對冷卻器進行定期的清理，從而能夠真正發揮其降低運行溫度的作用。對電機中存在的不科學運行方式進行及時的調整，確保啟停次數和工作得到有效的控制，同時可以采用變頻調節和加裝負荷報警裝置。

（2）受潮處理對策。

可以通過安裝電加熱器的方式進行干燥法處理，確保絕緣情況得到有效的恢復。對于未安裝或者是電加熱器效果不明顯的電機，可以使用熱風機對接線盒等易聚集潮氣部位進行吹掃，將加熱板或紅外烤燈放入通風口處進行烘烤驅潮。對采用外置加熱工藝絕緣仍然沒有明顯改觀的電機，可采用電流加熱干燥法，質量好，效率高。采用隔水性強的DMC等材料的支柱絕緣子，能有效降低因接線盒絕緣問題產生的絕緣不足。

三、結語

本文對高壓電機絕緣存在的故障原因進行了深入的研究和分析，并及時的進行預防性維修保養工作，可以有效的降低絕緣老化速度，最大限度的降低高壓電機出現故障的概率。隨著新技術、新工藝和新材料的應用，能夠確保高壓電機的使用得到明顯的增強，增加設備的使用壽命[5]，延緩了高壓電機絕緣老化速度，降低了高壓電機絕緣擊穿的發生率。采用新技術、新材料、新工藝，可使高壓電機高效安全長周期運行。作為熱電廠的關鍵設備，高壓電機的可靠運行對于提高設備的安全性和降低故障出現的頻率具有重要意義。

參考文獻：

[1]李克.火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策[J].現代制造，2017（24）.

[2]樊龍景.某火電廠高壓電機故障原因分析及探討[C].中國電機工程學會年會，2016.

[3]杜晚建.高壓電機故障原因分析及處理方法[J].電工技術，2016（7）：83-84.

[4]張玉喜.6kV高壓電動機故障分析及預防措施[J].建筑工程技術與設計，2016（11）.

[5]李瑞環.高壓電機故障產生原因及改進措施[J].中外企業家，2016（9）.