電加熱器絕緣電阻低問題研究與解決

王曉宇

摘要：電加熱器的主要功能是給氣源站供過來的壓縮空氣升溫達到試驗所需的溫度。電加熱器在使用過程中會出現絕緣電阻低的問題，影響電加熱器的使用，進而影響一些試驗器的加溫加壓試驗進程。因此，為了使電加熱器正常工作，保證試驗器試驗進度不受影響，亟需對電加熱器絕緣電阻低的問題進行研究并給出解決方案。

關鍵詞：電加熱器;加溫加壓;絕緣電阻

1 概述

電加熱器是一種利用電能將工藝氣體加熱的設備，是進氣加溫工業試驗一個必不可少的重要設備。

2 絕緣電阻低問題分析

為了使電加熱器的絕緣性能符合國家標準，保證操作人員不會因為接觸柜體、管路等裸露金屬而造成觸電傷害。電加熱器配備了絕緣性檢查裝置，在電加熱器工作前能夠快速的獲得其漏電（絕緣）性的狀態，一旦出現異常立即報警。使用型號為IMD-LY3的在線絕緣監測儀，監測線接在電加熱器調功柜C相輸出銅母排上，用于電加熱器絕緣電阻的在線監測，當絕緣電阻低于1MΩ時，在線絕緣監測儀產生“絕緣監測故障”報警。

當前，無論電加熱器處于工作或非工作狀態，在線絕緣監測儀總是產生非規律性“絕緣監測故障”報警，使用2500V搖表進行檢測，測得絕緣電阻為0.9MΩ，阻值偏低。

根據以往現場工作的經驗和對電加熱器結構的分析，對可能引起絕緣故障的因素進行了詳細的分析。絕緣報警故障樹如圖1所示。

3 問題定位

圖1中列出了可能導致絕緣低的問題點，需要對這幾處一一排查，來判斷導致絕緣電阻低的原因。

3.1 爐心對地絕緣問題檢查

使用銅絲，將電纜與調功柜輸出母排按正常接線進行短接，絕緣電阻為零;逐步拆下調功柜輸出銅母排A相短接線、B相短接線、C相短接線，電纜端絕緣電阻依然為零;逐步拆下電纜端A相短接線、B相短接線，線纜端絕緣電阻依然為零;拆下C相短接線，線纜端絕緣電阻為零，調整A相線纜間距，線纜端絕緣又恢復正常。此后，依次測量每根電纜端（24根）絕緣電阻，均正常。因此不是爐心對地短路引起的絕緣故障。

3.2 導電雜質絕緣問題檢查

氣源站提供的壓縮空氣可能會將某些導電雜質吹入電加熱器中，進而引起電加熱器絕緣電阻低。為了查看是否是導電雜質引起電加熱器絕緣故障，工作人員拆卸電加熱器封頭，經查看并未發現有雜質異物吹入，因此絕緣故障不是由導電雜質進入而引起的。

3.3 電極冷卻水故障絕緣問題檢查

在現場排查時發現，將電加熱器電極的冷卻水管接上，用搖表檢測，絕緣電阻為1MΩ。接通冷卻水之后，絕緣電阻為零。關閉冷卻水進水閥，打開回水閥，絕緣電阻變為0.75MΩ。再次打開冷卻水進水閥，絕緣電阻變為零。關閉冷卻水，絕緣電阻長時間一直為零。說明問題出在電加熱器循環冷卻水系統。

3.4 電纜絕緣問題檢查

觀察電纜外表面保護層無破損，絕緣層完好，使用搖表測得電纜間絕緣電阻均在1.5MΩ，所以絕緣電阻低問題不在于電纜。

3.5 調功柜絕緣問題檢查

檢查調功柜內絕緣件是否老化受潮。調功柜內的絕緣件包括環氧樹脂板、絕緣套管和絕緣膠墊等裝置，容易受到外力、水汽、溫度等影響，加速絕緣件的老化變質，造成絕緣件絕緣性能降低，在正常運行電壓下，很容易產生爬電現象，最終引發絕緣事故的發生。經過現場檢查，此調功柜的絕緣器件使用年限均在三年之內，而且沒有老化破損現象;并且配電間內空氣干燥，溫度適宜，調功柜擺放牢固平穩。所以絕緣電阻低問題不在于調功柜內的絕緣器件。

檢查諧波是否超標。諧波超標會產生諧振過電壓，容易造成絕緣件絕緣擊穿，導致絕緣故障的發生。經現場測量，由于兩臺電加熱器同時工作時，變壓器的移相角不同，會減小5次，7次諧波，使諧波數值在國標允許范圍之內。經過現場觀測，調功柜內的絕緣件沒有受諧波影響被擊穿，所以絕緣電阻低問題不在于諧波超標。

檢查線路是否運行異常。線路的正常運行是保障電加熱器調功柜安全運行的基本條件，在運行中，若出現線路運行異常，如單相線路接地，非故障兩相電壓將升高，可能引起絕緣的薄弱環節被擊穿，引發絕緣故障的發生。經現場檢查，調功柜線路運行正常，所以此處不是產生絕緣電阻低的原因。

3.6 軟件問題檢查

絕緣電阻低這個問題是通過上位機人機界面報出，不排除有程序設置錯誤導致誤報的可能。

經過檢查，上位機的控制程序沒有設計錯誤，變量設置也沒有問題，通訊網絡良好。PLC控制程序沒有設計錯誤，PLC變量沒有設置錯誤，PLC通訊網絡良好，組態正確。因此絕緣電阻低問題不在于軟件部分。

4 問題解決方案

通過上一節的分析得出問題在于電加熱器循環冷卻水系統。

對電加熱器絕緣電阻低問題進行排查，逐個分解電極冷卻水，并檢測電極，發現C1回路電極與絕緣水套相通，其余電極與絕緣水套未見異常。脫開C1回路電極冷卻水后，接通冷卻水測得的絕緣電阻為0.2MΩ，檢查發現A2、A3回路電極漏水。重新擰緊后，一并接通C2、C3回路電極冷卻水，絕緣電阻恢復1.5 MΩ。現場使用手搖水泵逐個檢查電加熱器的所有電極，現場測得C1、C2、C3、A1、A2、A3六個電極絕緣電阻明顯偏低。所以定位絕緣電阻低的問題在于冷卻水的電極故障，現場對故障電極進行更換，絕緣檢測儀不再報警，絕緣故障消失，測得各個電極的絕緣電阻均合格。

5 結語

絕緣電阻低是電加熱器使用過程中遇到的常見問題，及時發現并解決有助于電加熱器安全穩定地運行，進而為加溫試驗提供有力的保障。

參考文獻

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