污垢对大型水泵电机运行影响及清除防治措施

马金山，李静静，杨 茜

（天津市引滦工程潮白河管理处，天津300170）

潮白河泵站是天津市引滦输水工程第一级提升泵站，内设7台18CJ—63型立式轴流泵配用TL900—24/2510立式同步电动机，设计流量50m3/s，单机流量10.1m3/s，1台机组检修，1台机组备用。通过近30a的运行与检修，电动机定、转子绕组及铁芯表面难免受潮或沾附尘垢、油污产生污垢，容易使电动机的绝缘降低、散热质量差、效率降低，直接影响机组安全、高效运行。

1 电动机污垢的形成

由于TL900—24/2510立式同步电动机的转子采用上、下机架油槽轴瓦固定，用稀油润滑，上机架渗漏油会直接进入电动机内部；上油槽加油过量、油位过高，多余的油会从上油槽的挡油筒溢出顺电动机轴流至转子轮辐上；水泵机组运行时，电动机转子旋转离心力作用及引风作用将漏油淋在电动机定、转子绕组及铁芯表面；由于油与空气接触、温度变化等原因使油变质。因空气流动排温过程中，空气中有部分尘埃会附着在电动机定、转子绕组及铁芯表面逐渐积聚，是造成电动机产生污垢的主要因素。

2 污垢对电动机运行的影响

大型同步电动机定、转子绕组及铁芯表面沾附污垢后，造成其绝缘性能下降；由于污垢附着在定、转子绕组及铁芯表面，阻塞定子铁芯通风孔，造成电动机温升速度快及散热质量差；同时，也削弱电动机定子、转子磁通量产生，增加绕组漏磁通，降低电动机的运行效率。

2.1 污垢的产生对电动机散热的影响

引滦潮白河泵站机组采用的是同步电动机，机组运行时采用外加引风机风冷式散热，引风作用使空气从电动机定、转子气隙、定子铁芯通风孔流过，将电动机运行时产生的热量带走，通过引风通道排出室外确保同步电动机在允许温度内安全运行。在机组运行室温平均为20 ℃时。电动机定子绕组及铁芯表面无污垢，且电动机正常工况下运行时，电动机启动运行经6～7 h运行时间内电动机定子绕组及铁芯温度逐渐上升平稳，运行8 h后通过通风散热设备，使温升与散热保持平衡，电动机的温升不再增加，电动机定子绕组、铁芯运行温度基本超出室温25 ℃～30 ℃状态运行（见图1）。

电动机定子绕组及铁芯表面污垢形成后，一是造成定子绕组散热质量差，二是定子铁芯通风孔会减小，通风量也相应减小，影响定子铁芯通风效果，致使电动机定子绕组及铁芯温升较快，温度增高（见图2）。

电动机定子绕组及铁芯表面污垢较严重时，会使电动机的定子绕组及铁芯温度及温升接近或超出允许值（即B级绝缘电动机定子绕组及铁芯温度达到85 ℃时报警，105 ℃时保护动作机组停机），加快电动机老化速度，缩短电动机使用寿命。电动机定子绕组及铁芯表面污垢严重时电动机温度数据曲线图（见图3）。

从图3可以看出，电动机定子绕组及铁芯表面污垢严重时运行电动机温度上升很快，虽然在5 h后达到温升与散热保持平衡，但电动机处于高温度下运行，这样会增加电动机绝缘的老化速度，缩短电动机的使用寿命。因此，必须对水泵机组进行大修，重点对电动机进行清污处理。

2.2 污垢对电动机定子、转子磁通的影响

同步电动机定子、转子绕组及铁芯表面污垢形成后，使其产生屏蔽层，屏蔽层会影响定子、转子之间的电磁特性，削弱了定子、转子的磁通量，增加绕组的漏磁通。根据磁路欧姆定律，磁路的磁导与截面积成正比，污垢厚度增加，污垢层的截面积就会增加，导致漏磁通量的增加，逐渐加大影响电机的运行工况，使运行电流增高，降低水泵机组运行效率，特别是定子绕组端部油污及灰尘极容易造成端部电晕，影响电动机定子、转子磁通效应，降低绝缘强度，危及电动机正常安全运行。

2.3 污垢对电动机定、转子绕组绝缘的影响

电动机难免受潮或沾附尘垢形成污垢。由于污垢结构比较复杂，含有多种化学物质和导电微粒，污垢对电动机定、转子绕组绝缘介质具有化学腐蚀性，且污垢具有较强吸潮性。因此，严重影响定子、转子回路绝缘强度。在定期测量电动机绝缘电阻时，曾经出现电动机定子和转子回路的绝缘电阻及吸收比值低于规程要求情况，经检查检测发现污垢比较严重的电动机定子和转子回路的绝缘电阻值及吸收比接近或低于正常值，这就说明污垢的强吸潮性和导电微粒的作用促使电动机绝缘电阻的降低，对电动机安全运行造成危害性。因此电机必须做清污处理，直至电机定子和转子回路的绝缘阻值吸收比值计算（6kV电动机的吸收比是60s/15s的电阻比值不小于1.3为合格）符合规定要求。

3 电动机污垢清除处理

电动机污垢清除处理通常是在机组大修中完成，但在水泵机组运行中出现因电动机污垢严重，使电动机在高温下运行危及运行安全时，须大修清污，恢复电动机运行技术指标。

电动机的清污处理工序主要是：设备清洗前的准备工作→吹风→机械清污→化学清洗→绝缘处理→检查验收。

3.1 设备清洗前的准备工作

（1）准备好电动机污垢清除处理工作所需的工具、材料。

（2）检修人员安排。

（3）将电动机转子抽出，放在专用的踌躇台上，做好清污现场铺设准备工作，防止电动机定子、转子绕组、铁芯清污时造成二次污染或刮碰。

3.2 风吹洗

用高压空气对定子、转子绕组和铁芯进行风吹（0.6～0.8MPa压力），彻底吹扫附着在绕组和铁芯表面粉尘和杂质，这样可以提高化学清洗的效果。

3.3 机械清污

在风吹清洗后，即进行机械清污。机械清污由人工用竹片、干布清理，主要清理定子铁芯风道孔、绕组端部、转子铁芯绕组表面油污较厚的部位，给化学清污打好基础。

3.4 化学清污

待机械清污过后，进行化学清污。采用溶剂性绝缘清洗剂ES-D01电机、电器、机械设备清洗剂（该清洗剂绝缘性较好，耐压25kV，对构成电器设备的各种材料比较安全，质地纯净，并可完全挥发，挥发后不留痕迹，此外燃点较高，适用于现场操作，安全可靠，操作方便，取代过去酒精不安全的清洗剂）配上专用的工具（161井喷枪）接0.6～0.8MPa气流进行对定子、转子绕组和铁芯均匀喷洒，再用柔软的毛刷和干布清扫、擦拭，用手摸不到的地方用干布裹软竹片擦拭，对定子、转子铁芯绕组通风槽的重要部位至少清洗2遍，直至达到清洗干净为止。

3.5 绝缘处理

目的是在电动机定子、转子绕组喷漆前去除绕组绝缘水分，提高电动机绝缘性能。

3.5.1 干燥

待清洗剂挥发风干之后，干燥前测量电动机定子、转子绝缘电阻值。对绝缘电阻较差的采用电流干燥法；对绝缘电阻较好的采用灯光干燥法。干燥时用塑料薄膜罩住定子、转子保温烘干，加热到12 h以上并设专人值班看守，定时监测并做好记录，直至测量定子、转子绕组的绝缘阻值、吸收比等各项指标符合要求为止。

3.5.2 喷涂绝缘漆

通常在电动机定子、转子绕组干燥处理后，进行定子、转子绕组铁芯喷涂绝缘漆处理。喷涂绝缘漆目的是阻绝空气中的水分进入电动机内部通道，提高绝缘性能。

3.6 污物清理工作要注意以下几点

（1）人工清理时要使用比绝缘层软的工具，防止清理工作中破坏绝缘层。

（2）清污溶剂选用对绝缘无腐蚀的溶剂。

（3）干燥电动机的方法要适当。

（4）绝缘漆要选用电动机使用的型号绝缘漆，喷漆前电动机绝缘必须达到规程标准。

4 电动机污垢防治措施

（1）注意检查机房门窗是否严密，以减少尘土吹入机房内，还要做好机房环境卫生及设备清洁，对停运的机组做好电机冷却风孔的封堵，防止风沙尘土直接吹入电机内部造成设备的尘污。

（2）为防止油污进入电动机内部，必须做好两方面工作：①机组大修时，上、下机架与油管连接处和叶片调角器密封良好接实，确保无渗漏油缺陷；②检修人员或运行人员给上、下油槽加油时，要百倍小心，不要加油过量，使油位超高、机组运行时将油甩出油槽进入电动机内部。油污直接附着定子、转子绕组、铁芯表面，造成设备浸污。因此值班人员在日常运行时应认真检查设备运行状况，发现上、下油槽漏油时果断处理，减少油污对机组安全运行的危害。

5 结语

提高污垢对电动机运行的危害认识，有助于做好电动机设备的污染源的防治措施，降低污物对电动机的绝缘性能危害，保障机组的安全运行，延长使用寿命。我泵站加大了防污防御措施的实施，经过几年的实践验证，大大减少了电动机内部污物附着量，使电动机各项运行指标长期处于稳定、可靠，达到了预期的效果，延长了清污周期，对机组安全经济运行产生了一定的经济效益作用。

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