王磊
（福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建省福安市 355006）
摘要：伴随着当今科学技术的不断发展和进步，我国工业生产的水平也逐步提升，机械制造水平逐渐走向了科技化，由于技术的不断进步，像6KV高压电机的制造水平也越来越高，因此，高压电机被广泛的应用于各地的大型工厂、大型发电厂以及大型水厂当中。但是，虽然目前的高压电机在很多的工业生产中被大范围的使用，但是仍然存在着一些工艺上的瑕疵和问题，如果这些问题不能够得到完美的解决，就会在一定程度上限制我国工业生产发展。面对这种形式，本文将会针对6KV高压电机绝缘与干燥问题进行系统全面的分析，并根据存在的问题提出预防和解决绝缘老化问题以及防潮问题的措施，以此为我国的工业生产创造良好的环境。
关键词：高压电机；绝缘问题；干燥问题；老化；防潮；分析；措施
引言：
进入21世纪以来，我国的科技的发展突飞猛进，我国的工业生产也得到了长足的发展，在当前的工业生产中，对于高压电机的使用越来越广泛、使用频率越来越高，尤其是在目前各地的大型工厂、大型发电厂以及大型水厂当中被广泛的使用。但是，伴随着高压电机在生产使用的过程中，出现了一些零碎的问题，比如高压电机经常出现绝缘电气程度弱，在运行中经常出现定子绕组处的绝缘老化问题等等，所以要经常性的对电机进行老化检查，实时掌握电机的老化程度及相关问题。最近一段时间，我国的铁合金行业的发展十分迅速，这是因为高压电机在工业生产中的需求越来越大，要建造大量的高压电机就需要大量的钢材，但是，由于高压电机的工作环境常常处于潮湿的环境中的话，高压电机就会增加故障出现的可能性，从而带来不可估量的损失，所以针对这种现象必须要对高压电机采取必要的防潮干燥措施对高压电机进行保护，从而确保高压电机在恶劣环境下的工作的稳定性和可靠性，从而提升高压电机的使用寿命。
一、高压电机的绝缘老化问题及分析
因为在高压电机中会经常性的出现局部放电的现象，因此会很大程度上减短电机绝缘寿命、加快了绝缘老化的速度，如果情节严重的话就会出现电机绝缘被击穿的现象。在高压电机的实际运行过程中，绝缘击穿受到很多方面的因素影响，除去在很短时间内外施电压的化学和热影响可以忽略不计外，交流电压在长时间工作后，常常会因为热击穿而损坏，其中，高压电机工作的时间越长，其热击穿的电压就会越低，其发生热击穿的可能性就会越大。此外，如果在固体绝缘表面有腐蚀性的化学物质或者长期处于潮湿的环境下的话，那么绝缘老化使得击穿电压下降明显。潮湿的环境由于水含量较大，非常容易导致介质损耗以及导电率增长快速的现象发生，这样会使得抗电强度大大降低，最终会使热击穿现象频繁发生。
在高压电机中常常会出现“边缘效应”，所谓的“边缘效应”指的是在不均匀电场的作用下，电极的边缘位置会出现局部放电的现象从而造成击穿电压的下降。对于一些含有杂质或者气泡的绝缘杂质来说，即便是处在均匀的电场中，它的绝缘内部电场的分布却不是很均匀，呈现出不规则的分布状态，旗袍的介电常数ε 很小但是它的电场却相对较强，这样就导致了气泡的自身耐电场强度下降，因而常常会出现气泡被局部放电击穿的现象。
在高压电机冲击电压的作用下，固体的绝缘材料也存在着“累积效应”，“累积效应”指的是在冲击电压的作用下，绝缘材料的绝缘击穿电压会伴随着电压作用次数的上升而下降，并且在受到冲击电压的作用时，绝缘会受到因为电压的不同受到不同的伤害，通常情况下当冲击电压的作用幅值很小或者其时间很短的话，冲击电压产生的能量将不会对绝缘造成致命性的伤害，这种伤害属于不完全击穿，但是伴随着次数的不断增加，将最终导致绝缘的损坏。
（一）局部放电现象
局部放电现象指的是在电机之间发生的没有贯穿电极的放电现象。它们通常出现在绝缘的内部弱点处或者是在建造过程中的缺陷处，一旦处于高电场强度下，经过多次击穿和熄灭则会发生。当绝缘气体被击穿的时候，由于在金属表面的棱角处和边角处会出现场强集中的现象，这样则会引起局部放电的现象。局部放电主要是由于在电场的作用下，绝缘系统的某些地方会出现放电的现象，而其他区域却依然具有绝缘性。
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假设具有夹层形状的气隙和电场的电力线方向垂直，气隙场强Eg 和平均场强Eav 得比值为：
Eg/Eav=（l+dg/dir）/（εg/εir+dg/dir）
式中，Eav 是介质平均场强；Eg 是气隙场强；dir 是与气隙串联部分完好介质的厚度；dg 是气隙的距离；εir 是与气隙串联部分完好介质的介电常数；εg 是气隙的介电常数。
（二）电老化
在工作电压的影响下，电力设备的绝缘材料常常会受到干扰，绝缘如果发生，则绝缘材料就会受到一定程度的破坏，如果电压超过一定范围，则会出现损坏。如果在今后的工作过程中的电压继续超出额定范围的话，情况则会恶化，在后续电压作用下，损坏位置则会继续扩大，如果不采取措施的话，那么绝缘材料就会被完全击穿，不能够正常工作。电老化现象是发生绝缘老化问题最主要的原因。
（三）热老化
热老化是指设备在温度过高时发生的，主要是因为设备周边工作环境的上升至过热或者电力设备由于功能老化等造成自身的散热功能下降，最终导致绝缘温度过高。当温度过高时，在高温的作用下，电机设备的绝缘机械强度就会大大下降，进而会引起设备结构出现变形、材料也会因为高温出现弹性下降的现象。对于户外电力设备而言，由于户外电力设备所处的工作环境相对恶劣，环境温度昼夜温差变化大，则常常会出现热胀冷缩进而导致密封被破坏，一旦密封装置损坏，那么外界的水分就会进入设备内的绝缘造成破坏；也可能因为在温度的变化下，瓷绝缘件和金属件的热膨胀系数不同，一旦温度变化剧烈，则瓷绝缘件就会出现破裂现象，设备不能正常运行。
（四）化学老化
绝缘材料受到化学成分的影响十分巨大，当绝缘材料遇到酸性氧化物或者氮的氧化物时，材料的结构会发生改变，进而会影响到性能。此外，绝缘材料也会受到臭氧、水分等物质的影响，在这些物质的作用下，绝缘材料的化学性能和物质结构会发生改变，从而导致绝缘材料的电气性能和机械性能大大降低。比如，电力设备的变压器在空气的环境中会产生有机酸、固体沉淀物等，一旦固体沉淀物增多到一定程度，就会将油道堵住，油道被堵住的话将会对电力设备的散热性能造成严重的影响，从而使绝缘的温度上升，进而会影响绝缘的性能。
（五）机械力老化
电力设备在工作过程中，常常会因为出现撞击、振动、短路或者负荷电流的现象，外加机械设备的机械自重，比如在槽口出的绝缘会会由于工作中的振动和高温出现开裂分层，电路板的线路出现短路，导致电路板被烧毁，从而导致设备经常性的发生绝缘被破坏的现象。
二、解决高压电机绝缘老化问题的措施
为了防止电机设备的绝缘老化现象，首先要注意在使用机器的过程中注意对机器进行保护，然后是在生产工艺上采取措施来解决电机绝缘老化。在工业生产中，为了提高固体绝缘的抗电强度，可以采取下列措施予以应对：在制造工艺方面进行改进，最大程度的减少绝缘中的水分含量，包括气泡以及杂质等，要注意对材料的选择，还要进行真空干燥，具体方法为在绝缘油或者绝缘胶中进行浸渍。由于在均匀的电场的状态下绝缘的组成部分可以均匀的分担点压，要在电极的绝缘体表面涂抹碳墨半导体漆，其中碳墨半导体漆能够对地防电晕有一定帮助。也可以采取改进电极形状的措施，以此来降低边缘效应，从而改善绝缘设备的工作环境。在电机设备的周边必须要注意干燥问题，防止潮气进入设备，防患于未然，还要注意电机设备的散热，定期对设备的散热冷却装置进行检查，防止有害气体以及臭氧对于绝缘材料的接触，避免它们对绝缘设备造成化学损坏。
三、高压电机的防潮干燥方法
高压电机在干燥的环境下运行的话有利于延长电机的工作寿命，也是进行安全运行的必要条件。将电机线圈中的潮气驱走，确保绝缘性能，从而保证电机安全运行，以下是高压电机的防潮干燥方法。
（一）磁铁感应干燥法
此方法的具体操作是在电机的定子上绕线圈，然后通单相交流电，使得铁芯产生磁通并发热。这个方法要在设备安装之前进行，它能够有效的降低能量消耗，大多应用在带轴承并带有较大通风孔的直流电机上。
（二）电流干燥法
这种方法是在电机内通入低压电流，然后利用低压电流使电机本身发生铜损来产生热量以此来达到加热烘干的目的。应用这类方法对高压电机的现场烘干操作十分简单，只需要介入380V的三相电源，以此来对受潮的高压电机进行干燥即可。采取这种方法有多种接线方法，但是无论采取哪种接线方式，必须要求每组绕组的最大电流不能够超过额定电流的60%。在具体操作时，通常所需的干燥电流，进而满足定子铁芯通电3～4 h 时温度达到70～80 ℃为佳。
（三）外壳铁损干燥法
外壳铁损干燥方法是在设备外围缠绕励磁线圈，在线圈中接入单向交流电，从而利用外壳造成铁损来加热，从而达到干燥的目的。这种方法具有调节方便，成本低，适用范围广的优点。
（四）灯泡干燥法
灯泡干燥法是先将转子取出来，然后用灯泡安装在定子位置上，然后将灯泡通电加热，从而达到控制定子的温度的目的。这种方法具有操作简单，易于实施，成本低的特点。
结语：
通过在长期的工作过程中得到的经验，可以总结出，高压电机要想长时间的正常运行工作，必须要求高压电机的各个方面都不能出现问题，针对高压电机的各项准备工作也要全面，尤其是高压电机中经常出现的绝缘问题和干燥问题，要对其引起足够高的重视，采取措施进行全面的防护和预防工作，从而确保高压电机设备能够安全的正常运行。当前国内对于大型高压电机老化问题的判断和解决方法还有很大的发展空间，所以在今后的工作中要加大研发力度，不断的在工作中积累经验，不断的去探索，从而解决高压电机中丞待解决的各类难题，为我国的工业生产的快速发展奠定良好的基础。
参考文献
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论文作者:王磊
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
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