摘要：随着电力系统对安全稳定运行的要求不断提高，调度对发电企业机组运行的可靠性及调峰能力的管理越来越严格，因辅机缺陷造成发电机出力不能按调度曲线运行，是影响发电企业业绩和盈利能力的重要因素。高压电机作为火电厂的主要辅机，出现异常或发生事故时，可能使机组被迫降出力运行，机组负荷率较高时，还可能造成甩负荷，甚至非停。做好高压电机故障的预防，是发电企业设备管理人员面对的一个重要课题。
关键词：火电厂；高压电机；绝缘；故障原因；对策
1、高压电机常见绝缘故障及原因分析
1.1绝缘老化
（1）机械因素。振动冲击、离心力、电磁力和热应力使绝缘产生机械变形，进而导致裂纹或磨损，出现薄弱环节。
（2）热因素。夏季环境温度高，加上高压电机冷却器积污等因素造成冷却性能下降时，电机温度升高，产生热老化。焦耳热、涡流及介质损耗等产生的热量，一方面使绝缘软化，产生变形，出现薄弱环节；另一方面产生过热，加速绝缘老化。
（3）电因素。操作过电压、电压波形、突然断电、启动方式不当等，在绝缘的薄弱环节处发生放电或击穿，绝缘局部烧损。
（4）环境因素。户外高压电机因热胀冷缩，密封性能会逐渐损坏，湿气、化学物质、尘埃等异物侵入绝缘层间，绝缘性能下降、老化，严重时发生放电或击穿。
（5）工作方式。运行方式不合理，频繁启动、冲击负荷、超载运行，加速高压电机绝缘的老化。运行实践表明，长期超载引起的超温是电机加速绝缘老化的主因。
1.2绝缘受潮
（1）管道刺水。高压电机周围布置的热力管道及取样管路，一般都带有一定压力，出现焊缝开裂、管接头脱落等异常时，可能会有大量水、汽将射向电机，并沿电机外壳缝隙进入内部。
（2）防雨设施损坏。室外电机一般有防雨棚或防雨罩，如果防雨罩损坏，雨水直接淋到电机上，渗入电机内部后将导致绝缘受潮。
（3）电机接线密封不严。电缆从桥架或电缆沟与电机连接，一般会采用穿线钢管加蛇皮管工艺，钢管、蛇皮管两端以及接线盒穿线孔处等部位，如果密封不严，潮气渗入，遇到气温骤降，将产生凝露，接线盒绝缘受潮。
（4）绝缘子设计缺陷。部分高压电机接线盒选用环氧树脂或纯瓷支柱绝缘子，自洁性能差，遇潮气后绝缘下降快，雨后或空气湿度较大时，容易出现绝缘不合格现象。
（5）电机电加热器存在缺陷或投入不及时。目前，新投产高压电机一般配有电加热器。长期停用的电机会因吸潮绝缘降低，在电机长期停备期间、雨后以及启动前，如电加热器未实质投入运行，潮气无法排出，将出现绝缘不合格现象。
1.3定子引线、接线绝缘子故障
定子引线紧挨着或碰到电机外壳内表面或铁心表面，运行过程中，处于热风区部位，散热条件差，绝缘老化快，加上绝缘层长期受到振动摩擦，绝缘层受伤、绝缘强度下降，过薄时甚至对电机壳体放电。
粉尘通过散热孔进入开启式电机内部，附着在电机接线绝缘子上，如果未及时处理，电机接线盒进入潮气后，极易发生闪络击穿。
部分高压电机，选用瓷绝缘子，检修时，如工器具不慎与瓷瓶发生碰撞，或接线紧固方法不当，将会出现瓷瓶掉釉、破损、裂纹等问题，如未及时处理，潮气通过绝缘瓷瓶受伤部位进入绝缘子内部，将使绝缘子性能大幅下降，甚至绝缘击穿。
1.4积灰、积粉严重
除灰、输煤区域的高压电机，因设备、管路跑冒的影响，环境中粉尘浓度高，如电机密封不严或采用开启式电机，粉尘通过缝隙进入电机内部，附着在绕组及铁心上，妨碍电机散热。如未及时对积灰进行清扫，将使电机运行温度不断攀升，甚至超过电机绝缘材料耐热等级，加速绝缘老化。如果粉尘与环境中空气湿度大两个因素叠加，将使电机绝缘迅速下降，甚至发生绝缘击穿。
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2、高压电机绝缘故障处理与防范
2.1绝缘老化处理与防范
改进电机制造工艺，提升电机绝缘抗电能力。绝缘处理环节采用真空压力浸渍和固化等先进工艺，减少绝缘材料中的水分、气泡等杂质的含量。绝缘部件均匀合理分布电场，高效合理地承载电压。更换磁性槽楔降低铁芯温度，尽可能降低电动机运行温度。缩短检修、预试周期，评估劣化趋势。运行超过10年的高压电机，应强化对电机绝缘老化情况的判断，通过外观检查、电气预防性试验等手段，评估绝缘老化情况，发现有明显绝缘老化、劣化情况，应缩短解体检查和预防性试验周期，做到绝缘老化早发现、早处理。
定期疏通冷却器，降低电机运行温度。对采用开式水或工业水作为冷却介质的水冷电机，应关注冷却水水质情况，如发现冷却水质恶化，已经影响到冷却器冷却效果，及时对冷却器进行清洗，消除附着物。对空气冷却器应采用毛刷疏通等手段，及时清除冷却器管路上附着的灰尘。调整运行方式，控制启停、出力，采用变频调节等节能运行方式，减少频繁启停对电机的冲击，增加过负荷报警，防止电机超载运行，做到合理使用、科学管理。
2.2绝缘受潮处理与防范
1）内置电加热器干燥法。对配置有电加热器的高压电机，可直接将电加热器投运，观察电机绝缘电阻变化情况，直至绝缘恢复。
2）外置加热烘烤法。对未配置有电加热器的高压电机以及投运电加热后绝缘恢复效果不明显的电动机，可采用热风机对接线盒等易聚集潮气的受潮部位进行吹扫，将加热板、红外烤灯等加热工具放入电机通风口处进行烘烤驱潮。
3）电流加热干燥法。对采用外置加热工艺绝缘性能仍然没有明显改善的高压电机，可采用电流加热干燥法。其原理是在电动机定子中通入一定数值的低压电流，在定子绕组中产生旋转磁场，借助外力或自身系统阻力使转子保持静止，切割定子旋转磁场，在转子铁心中产生涡流发热，使电动机升温，达到驱潮、提升定子绝缘的效果。通入定子的三相低压电为电机额定电压的6%～15%，烘燥电流控制在不超过电机额定电流的50%。用电流干燥法处理电动机绝缘受潮，质量好、效率高，但应注意控制好通入电流和电机温度，防止烧坏电机绕组。
2.3引线及瓷瓶故障处理与防范
1）引线故障处理。将绑扎线解开，查看是否有引线的振动摩擦、老化所导致的绝缘层损伤，找出绝缘损坏点，然后利用高质量的绝缘材料包扎好，最后使用环氧树脂或绝缘漆涂敷烘干，耐压试验合格后方可投运。
2）瓷瓶故障处理。检查瓷瓶是否有大量积污，如果太脏，对积污用抹布进行清除。如果瓷瓶有掉瓷釉、缺损产生外壳爬电现象，拆下确认是否因这个问题造成的绝缘降低，必要时更换瓷瓶。
3）防止引线、瓷瓶运行中发生故障的措施。在大、小修中加强对端部连线以及引出线绝缘状况检查，对有龟裂现象的引出线及时更换，或对三相引出线加装绝缘套管，对定子老化的部位要浸环氧树脂漆，对更换后的引出线或端部连线进行加固。
2.4积灰和积粉严重处理与防范
积灰、积粉环境中高压电机的处理：建立受灰尘、粉尘影响较大高压电机台账，缩短电机检修周期，利用退役检修、小修、轮修机会，对电机进行解体清扫检查，清理积灰，评估绝缘老化情况。防范灰尘、粉尘环境对电机影响的措施：及时更换电机老化的密封条及密封垫，防止灰尘、粉尘进入；做好电缆接线盒穿管处封堵工作，防止粉尘、潮气浸入；开展制粉系统无泄漏治理工作，及时消除制粉系统周围的漏点，降低锅炉房区域粉尘浓度；开展输煤皮带区域水冲洗及水喷雾工作，抑制粉尘飞扬，优化输煤区域环境。
3、结语
本文对引起高压电机绝缘故障的问题进行了认真梳理、深入分析，及时开展预防性检修和维护工作，有效延缓了高压电机绝缘老化速度，降低了高压电机绝缘故障发生率。采用新技术、新材料、新工艺，可以使高压电机高效安全长周期运行。高压电机作为火电厂的关键设备，其可靠运行对提高火电机组设备可靠性、降低非计划检修和停运次数，具有重要意义。只有做到对高压电机劣化状态始终可控在控，才能为发电企业创造更多的安全效益和经济效益。
参考文献：
[1]杜晚建.高压电机故障原因分析及处理方法[J].电工技术，2016（7）：83-84.
[2]周长征.对高压电机使用中常见问题及防范处理的对策[J].黑龙江科学，2014，5（8）：289.
论文作者:尹建忠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：电机论文; 高压论文; 瓷瓶论文; 粉尘论文; 定子论文; 潮气论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2017年第33期论文;