（中山火炬高技术产业开发区水利所 528400）
摘要：随着我国城镇化建设的不断推进，突发强降雨时城市内涝问题愈发明显。通过建设大型排涝泵站，可以避免或减轻内涝时造成的不利影响。当前正值春雨潮湿季节，做好大型泵站日常维护保养、防潮除湿工作发挥泵站效益，使设备处于良好的待命状态，随时能启动，确保群众生活生产有序进行。
关键词： 泵站 同步电机 受潮
随着我国城镇化建设步伐的不断推进与深化，城市中由钢筋混凝土建成的一座又一座商务大厦及居民楼拔地而起，珠三角昔日桑基鱼塘，几乎望不到边际的水稻种植区迅速消萎，道路沥青化、混凝土化，河涌硬底化等措施进一步压缩强降雨期间雨水分流通道，加剧了城市内涝的严重性。由于现代城市发展迅猛，相当数量的河涌被覆盖，地下雨污排水管网发展相对落后，造成近年每下暴雨，必将发生水淹状况。当前，城市内涝愈发引起政府相关部门重视，随之而来的就是新建大型排涝泵站，将大量降雨抽离保护区，最大程度减少或消除水浸危害，确保国民经济和居民生活有序开展。
中山市火炬开发区政府近年大力投资水利设施，先后建成了两座大型排涝泵站——洋关泵站和张家边涌泵站。洋关泵站自2005年初建成投产，站内安装有4台型号为3000ZLQ32.5-2.2的水泵机组，总装机容量为5000KW，排洪能力为130M3/S，在当时位居广东省第二位，成为火炬区内最重要的排涝设施之一。泵站设备的日常保养和故障应急处理能力是确保地方安全、防洪设施发挥最大效益的重要保证。在洋关泵站投产至今的十余年间，也曾出现过各种故障情况，现以2010年初出现的电机转子绝缘值低的故障来介绍我们的处理过程。
一、故障发生的过程
回顾2010年3月份，万物开始苏醒，正处于农历初春时节，适逢悠长的梅雨季节来临，中山地区进入较长时间的阴冷潮湿天气，室内地板、墙面瓷砖上凝露到处都是。洋关泵站因水泵及电机块头较大，泵房长度40多米，宽度约20米，泵房及电机室合计高度超过15米，在这样宽阔的空间里，出于现实状况考虑，没有安装除湿设备以保证室内湿度。因此，泵站在潮湿天气都会紧闭所有窗户和进出房门，尽可能减少空气流通，避免设备受潮。
在三月份本地区一般降雨强度都不大，出现降雨时多为小雨，只要根据当时内河水位及降雨情况，启动一台水泵排水即可。当年刚好在3月下旬，曾下过一场中等强度的降雨，现场启动了3号水泵机组进行排涝作业。由于一台水泵的排涝能力已经可以满足当时排涝需要，使内河水位基本稳定不再上涨。按往常惯例，在降雨停止且内河上游来水逐渐趋缓后，泵站工作人员将停止机组运行，关闭机组励磁装置，退出高压断路器等操作，但未投入机组加热器。
经过周末假期后的工作日早上，泵站工作人员按照规定流程，对站内所有机电设备进行巡查，当泵站工作人员对1、2、4号电机转子进行绝缘测试时感觉到机组绝缘值偏低，只有约0.2兆欧。当检测到3号机组时，发现转子绝缘值更低，兆欧表指针几乎贴零，这是泵站在投入运行以来头一次出现，出于谨慎的考虑，泵站工作人员在确认测量方法无纰漏并且采用万用表排除直接金属接地故障的情况下再次对3号机组电机转子进行测量，结果显示绝缘值仍接近为零。由于全部机组绝缘值都较低，因此在设备巡检结束后，泵站工作人员启动机组加热器进行加热操作。
因梅雨季节尚未结束，加上回南天气影响，机组加热器一直运行至第二天早上。期间，泵站工作人员按规定巡视加热器工作情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在第二天早上上班后，泵站工作人员照常对设备进行巡检。除3号机组外，其它机组转子绝缘值情况都有明显改善，超过规定开机要求的0.5兆欧值以上。但3#机组绝缘值仍维持在接近零兆欧。
二、故障的处理过程
加热器继续维持对全部机组的加热，泵站工作人员密切关注机组加热过程及转子绝缘值变化。在经过两天连续的加热后，除3号电机转子外，其它机组电机转子绝缘值都在5兆欧以上。因为长时间高温烘烤有可能会使电机绝缘材料及相关部件产生不利影响，因此，除3号机组外，其它机组加热器暂时停止工作，待绝缘值过低时重新投入。
3号机组加热器在连续不间断运行3天后，转子绝缘状况完全没有改善。在此情况下，我带领泵站工作人员将电机上盖板全部打开，细心检查电机转子各绕组、接头、导电环总成、励磁电缆等可能出险的部位，并使用万用表重新测量，再次确认电机转子绝缘值偏低并非由于金属接触造成绕组与转子铁芯或支架相连引起的接地故障，在排除了上述情况后，基本可以认定造成本次转子绝缘值低是由于机组受潮所致。在明确事故原因后，我方组织设备安装公司、电机生产厂家及相关单位共同研究，汇集各方建议和意见，并且通过查找相关资料后，我们最终采取了外加直流电源加热的方式对机组转子进行除湿，根据实时监测转子绕组温升变化，控制输入转子绕组线圈中直流电流的大小，避免由于温度过高造成绕组绝缘材料老化破损，影响机组使用寿命。因此必须制定安全可靠，可操作性强的除湿加热方案，确保除湿任务达到最终目的，恢复机组绝缘值要求。
在加热开始前，我们外购了几组水银玻璃温度计，沿圆周方向均匀的分布在绕组上并且接触良好，最大限度地反映绕组多个部位当前温度及温升的变化。根据厂家提供的数据，绕组绝缘材料安全的耐热上限约为120度，因此，我们初步预设加热温度在80至85度间。然后根据电机转子绕组正负极将大功率直流电源接入，因电流值较大，通电前必须确认连接牢靠，否则通电后会在松动处产生较大的阻值，使连接处迅速发热，造成设备损坏或燃烧。因为电机额定功率下励磁电流为156安，因此，我们首先给转子通入约50A电流，接着密切观察各温度计温度的变化，做好随时调整的准备。经过约半小时的观测，因温度仍未达到设定的温度值，因此，我们将电流往上提升，每提升5安电流，都必须经过一段时间的观察，确定温度计显示温度不再上升，然后对比预设温度值差距，如此反复经过几轮调整，最终，在电流表显示在76A时，温度稳定在80度附近。
在经过近20小时恒温烘烤后，首次停电实施检测，电机转子绕组、电缆、接头等部件均未发生任何变化。接着使用500V摇表进行测量，绝缘值也未曾出现变化。在此情况下，通过商量，我们决定在不提高加热电流情况下，采用三色塑料薄膜将电机定、转子包裹形式继续对电机进行加热并保温，温度计在稳定后温度显示提高了将近6度。就这样，经过近40个小时的加热保温后，再次用500V摇表进行测量，转子绝缘电阻由开始的接近0兆欧变为0.1至0.2兆欧间。测量结果表明电机转子通过外部直流电源通电加热，绝缘情况正在不断改善，绝缘值不断提高。在连续加热近70个小时后，转子绝缘电阻值上升为近3兆欧，除湿工作取得阶段性成果。
三、故障原因分析
在3号机组故障排除最终恢复正常后，我们仔细排查故障产生原因，发现电机受潮的其中一个重要原因就是安装电机定子机座混凝土腔所在的电机室都开有两个直径约700毫米的散热排风口，并且直接朝南敞开，完全缺乏档潮设施，在梅雨季节南风吹袭期间会有大量湿润空气通过排风口进入到电机内部。在电机使用一段时间后，绕组绝缘防护层出现微小裂纹，并且附着了大量灰尘，机组运行过程中转子发热，停机后绕组逐渐冷却，潮湿空气通过排风口进入到机组中并凝聚在绕组上，最终使电机受潮，绝缘值降低。
四、总结
在了解了电机受潮原因后，我们将电机座混凝土腔上所有的散热孔加装了挡板，并且要求泵站管理员在每次停机后及时封闭所有通风通道，避免潮湿空气进入。每年汛后设备冬修期间，加强设备除尘清洁工作。在采取有效措施后，洋关泵站在后续多年梅雨潮湿天气运行过程中，至今再没出现过当年机组严重受潮故障，为中山火炬区防洪排排涝发挥了重要作用。
论文作者:杜立锋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/16
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