火電廠高壓電機絕緣故障原因分析與對策

趙健民

（山西陽城國際發電有限責任公司，山西晉城 048102）

0 引言

對于發電企業，其的運行可靠性和調度能力，調度對其有著嚴格的管理，由于輔機發生缺陷，導致發電機處理無法根據調度曲線正常運行，從而給電力企業的業績及盈利方面造成直接的影響，這也是直接影響因素。火電廠的主要輔機就是高壓電機，如果發生故障，會產生不利的影響，所以，對于高壓電機的故障，需要做好預防工作是十分有必要的。

1 絕緣因素對高壓電機可靠性的影響

對于大中型的火電廠而言，通常情況下使用的高壓電機主要為型號TGWB-6.6-75，額定電壓6 kV或型號YKK4003-6，額定電壓10 kV的電機，一般而言，這種電機有著很大的功率、極強的承受沖擊能力。機側循環水泵、電動給水泵等大型鋪機，由于電機啟動后，會影響到系統電壓，為了能夠降低這種影響狀況，一般會使用高壓電機來達到目的。將高壓電機停備一段時間后，絕緣測試是必不可少的環節之一，控制絕緣的強度時，通常是在冷態下按1 MΩ/kV實現的。如果電機的絕緣約1 MΩ/kV，防止電機被損壞，或廠用電系統受到沖擊，不能讓其處于運行狀態[1-3]。

為了更好的研究課題，此次深入的統計和分析了高壓電機的故障相關案例，通過研究發現，高壓電機主要發生的問題多為絕緣故障，具體表現如下：首先，啟動前絕緣，其次，吸收比測試不合格，第三，啟動時絕緣擊穿，第四，運行過程中接地或者發生短路。也就是說，在檢修過程中，耐壓測試時發生絕緣擊穿。發電機啟動的瞬間，或者是發電機運行的過程中發生絕緣故障，處理的時間比較長，導致機組只能單鋪機運行，運行方式比較少，讓運維工作量增加等。

2 高壓電機常見絕緣故障及原因分析

2.1 絕緣老化

通常情況下，火電廠高壓電機所運行工作的環境比較惡劣。如煤粉、潮濕、不通風、高溫等，這無疑會導致絕緣會迅速的老化，一旦發電機被啟動，或者在發電機運行過程中，導致絕緣損壞等情況。導致高壓電機發生老化的主要原因有5點。

（1）機械。由于振動沖擊、離心力等方面的作用下，會導致絕緣發生機械變形，最終造成高壓電機的絕緣出現裂縫，或者受到磨損，從而產生薄弱的環節。

（2）熱。夏天是一個比較炎熱的季節，由于環境溫度較高，高壓電機的冷卻器長時間的積污等，從而導致冷卻器的作用降低，電機溫度一旦升高，造成熱老化現象，渦流等發生的熱量，不僅會讓絕緣出現軟化現象，更會讓其變形，從而造成薄弱環節的發生；再者，因為熱量過高，會讓絕緣老化加速。

（3）電。由于工作人員在操作電壓、電壓波形等過程中的方式不合理，再加上在薄弱環節造成放電等現象的發生，從而導致絕緣的局部被燒損壞。

（4）環境。高壓電機由于在戶外，天氣的變化產生熱脹冷縮反應，導致其的密封性能受到影響，還有濕氣、化學物質等的侵入絕緣層當中，讓其的絕緣性能降低，老化等情況的發生。

（5）工作方式。高壓電機在運行的過程中，由于使用的運行方式不合理，對電機進行不斷的啟動，讓其在運行過程中發生超載，這無疑會讓高壓電機的絕緣老化現象加快，通過運行實踐證明，如果高壓電機長期的處于超載運行狀態，會讓溫度極高，最終會讓老化現象加快，這也是主要原因。

2.2 絕緣受潮

高壓電機一旦被水和汽侵入，工作人員又沒有在第一時間將其進行散發等處理，很容易導致電機的絕緣性能受到影響，嚴重的會發生短路接地等情況，最終損壞電機設備[4]。導致高壓電機絕緣受潮的主要因素有5方面。

（1）管道進水。高壓電機通常情況下在附近都會進行熱力管道和取樣管路的布設，該方面存在相應的壓力，如果管道出現焊縫開裂，管和管的接頭發生分離等狀況，會造成水和汽侵入到電機當中，并且從電機外殼縫隙向內部滲透。

（2）防雨設備受到損壞。電機如果是在室外安裝，通常會給其進行防雨棚及防雨罩的布設，一旦防雨罩被各方面的原因損壞，如果遇到下雨天氣，電機被雨水淋到，雨水會順著電機裂縫進入到機體的內部，從而造成電機的絕緣受潮。

（3）電機接線密封性差。一般情況下，電纜會至橋架或者布設電纜溝和電機進行相連，通常施工的工藝為穿線鋼管結合蛇皮管來完成，鋼管和蛇皮管兩側、接線盒等部位一旦沒有很好的進行密封，如果潮氣入侵內部，再加上天氣溫度突然下降，導致凝露的發生，最終使得接線盒的絕緣受潮。

（4）絕緣子設計不當。一般運用的高壓電機，有部分的電機接線盒的制成材料主要為環氧樹脂或者是純瓷支柱絕緣子，這種材料自潔性非常的差，如果與潮氣接觸，會導致其的絕緣迅速降低，因為雨天和空氣濕度很大的情況下，會造成絕緣出現不合格的情況。

（5）電機電加熱器差或者使用不合理。為了提高高壓電機的性能，目前市場上的高壓電機通常都有電加熱器的配置。電機如果長期在運行使用狀態下，會因為和潮氣接觸絕緣受到影響，電機長時間的停止運行狀況，雨后將電機啟動，如電加熱器沒有根據具體情況運用到實際當中，潮氣沒有迅速的得到處理，從而導致絕緣出現不合格。

2.3 定子引線、接線絕緣子故障

如果定子引線與電機外殼表面或者是鐵心的表面距離比較近，或者有所接觸，電機在運行狀況下，并且為熱風區位置，散熱條件不是很理想，絕緣的老化會加速，另外，絕緣層長期被震動，或者處于摩擦狀態，會導致絕緣層受到損失，讓其的絕緣性能降低，如果過薄會造成電機殼體放電。

粉塵會從散熱孔侵入到開啟狀態的電機內部，這種粉塵并且在接線絕緣上附著，一旦不能第一時間將粉塵清理，如果電機接線盒內受到潮氣的侵入，很容易出現閃絡擊穿的現象發生。

另外，一些高壓電機所使用的材料為瓷絕緣子，在檢修的過程中，一旦工具器具使用不當，導致和瓷瓶出現碰撞現象，或者接線緊固方法使用不合理，導致瓷瓶出現掉釉，或者發生裂縫、破損等現象，工作人員沒有及時的解決問題，潮氣借助絕緣瓷瓶受損的位置侵入到絕緣子的內部，讓其絕緣性能很大程度的降低，嚴重的會發生絕緣擊穿情況。

2.4 積灰、積粉嚴重

如果高壓電機所處的區域為除灰、輸煤的位置，由于設備、管路等給其帶來的影響，所處的環境粉塵濃度非常的高，如，電機本身的密封性比較差，使用的電機為開啟式類型，粉塵會從機殼的裂縫深入到電機的內部，粉塵會在繞組和鐵芯上附著，讓電機的散熱受到影響。一旦沒有將積灰進行及時的清理，會讓電機運行溫度逐漸的升高，嚴重的會比電機絕緣材料耐熱等級還高，這會讓絕緣老化現象加快。另外，粉塵和環境空氣濕度過大2方面的因素并存，會迅速的降低電機絕緣性能，嚴重的會導致絕緣擊穿現象的產生[5]。

3 高壓電機絕緣故障處理對策

3.1 絕緣老化處理

（1）電機制造工藝的改進，讓電機絕緣抗電能力得到提高。在進行電機制造時，可以進行真空壓力等先進工藝的運用，對于絕緣材料水分、氣泡等雜質含量進行降低。絕緣部件的電場應該進行恰當的分布，讓承載電壓實現高效性和合理性。

（2）檢修和預試周期縮短，對惡劣趨勢進行評估。如果電機使用的年限已經十多年，應該對絕緣老化情況的判斷進行強化，通過對其進行外觀檢查等方法，對電機的絕緣老化現象進行評估，如果電機老化現象嚴重，應該對其的檢查和預試環節進行周期的縮短。

（3）冷卻器的定期疏通，讓運行溫度降低。在使用冷卻器時，應該進行開式水冷卻電機的選用，對冷卻水水質狀況進行定期的觀察，如果水質惡劣，對冷卻效果造成影響，需要對其立即清洗，將附著物進行清理，使用毛刷將空冷器疏通，將管路的灰垢進行及時的去除。

（4）運行方式的調整，對啟停次數進行合理的控制。選擇的運行方式應該以變頻調節等節能方式為主，對于頻繁啟停的行為要進行降低。對于過負荷報警行為要進行增加，避免電機運行一直處于超載狀態下。

3.2 絕緣受潮處理

（1）電加熱器干燥法。高壓電機如果配有電加熱器，應該立即投運電加熱器，對電機的絕緣電阻變化狀況進行仔細的觀察，直到絕緣恢復正常。

（2）加熱烘烤法。如果高壓電機沒有配置電加熱器，或者電加熱器投運后，絕緣恢復效果沒有太大變化，可以使用熱風機吹掃接線盒等部位。

3.3 引線、瓷瓶故障處理

（1）引線故障處理。解開綁扎線，對其的引線是否振動摩擦等造成的絕緣損壞情況進行檢查，并且將絕緣損壞點找出來，運用絕緣材料將其進行包扎，然后運用絕緣漆進行涂敷，最后將其烘干，對其進行耐壓試驗，合格后再使用。

（2）瓷瓶故障處理。如果瓷瓶存在積污，應該及時的進行清理，投入使用年限比較長，應該及時的進行更換。

3.4 積灰、積粉嚴重處理

對于受灰塵、粉塵影響大的高壓電機臺賬進行建立，將其的檢修周期進行縮短，通過各種維修的機會，對其進行解體檢修，將積灰清理，對其絕緣老化狀況進行評估。

4 結束語

整體分析了高壓電機絕緣故障的問題，并且對其進行了預防性維修工作的開展，能夠讓高壓電機的絕緣老化速度降低，減少高壓電機絕緣故障的發生，運行新材料、工藝等讓高壓電機的運行更安全、高效，這樣才能讓發電企業長遠的發展。