火电厂高压电机绝缘故障原因分析与对策

赵健民

（山西阳城国际发电有限责任公司，山西晋城 048102）

0 引言

对于发电企业，其的运行可靠性和调度能力，调度对其有着严格的管理，由于辅机发生缺陷，导致发电机处理无法根据调度曲线正常运行，从而给电力企业的业绩及盈利方面造成直接的影响，这也是直接影响因素。火电厂的主要辅机就是高压电机，如果发生故障，会产生不利的影响，所以，对于高压电机的故障，需要做好预防工作是十分有必要的。

1 绝缘因素对高压电机可靠性的影响

对于大中型的火电厂而言，通常情况下使用的高压电机主要为型号TGWB-6.6-75，额定电压6 kV或型号YKK4003-6，额定电压10 kV的电机，一般而言，这种电机有着很大的功率、极强的承受冲击能力。机侧循环水泵、电动给水泵等大型铺机，由于电机启动后，会影响到系统电压，为了能够降低这种影响状况，一般会使用高压电机来达到目的。将高压电机停备一段时间后，绝缘测试是必不可少的环节之一，控制绝缘的强度时，通常是在冷态下按1 MΩ/kV实现的。如果电机的绝缘约1 MΩ/kV，防止电机被损坏，或厂用电系统受到冲击，不能让其处于运行状态[1-3]。

为了更好的研究课题，此次深入的统计和分析了高压电机的故障相关案例，通过研究发现，高压电机主要发生的问题多为绝缘故障，具体表现如下：首先，启动前绝缘，其次，吸收比测试不合格，第三，启动时绝缘击穿，第四，运行过程中接地或者发生短路。也就是说，在检修过程中，耐压测试时发生绝缘击穿。发电机启动的瞬间，或者是发电机运行的过程中发生绝缘故障，处理的时间比较长，导致机组只能单铺机运行，运行方式比较少，让运维工作量增加等。

2 高压电机常见绝缘故障及原因分析

2.1 绝缘老化

通常情况下，火电厂高压电机所运行工作的环境比较恶劣。如煤粉、潮湿、不通风、高温等，这无疑会导致绝缘会迅速的老化，一旦发电机被启动，或者在发电机运行过程中，导致绝缘损坏等情况。导致高压电机发生老化的主要原因有5点。

（1）机械。由于振动冲击、离心力等方面的作用下，会导致绝缘发生机械变形，最终造成高压电机的绝缘出现裂缝，或者受到磨损，从而产生薄弱的环节。

（2）热。夏天是一个比较炎热的季节，由于环境温度较高，高压电机的冷却器长时间的积污等，从而导致冷却器的作用降低，电机温度一旦升高，造成热老化现象，涡流等发生的热量，不仅会让绝缘出现软化现象，更会让其变形，从而造成薄弱环节的发生；再者，因为热量过高，会让绝缘老化加速。

（3）电。由于工作人员在操作电压、电压波形等过程中的方式不合理，再加上在薄弱环节造成放电等现象的发生，从而导致绝缘的局部被烧损坏。

（4）环境。高压电机由于在户外，天气的变化产生热胀冷缩反应，导致其的密封性能受到影响，还有湿气、化学物质等的侵入绝缘层当中，让其的绝缘性能降低，老化等情况的发生。

（5）工作方式。高压电机在运行的过程中，由于使用的运行方式不合理，对电机进行不断的启动，让其在运行过程中发生超载，这无疑会让高压电机的绝缘老化现象加快，通过运行实践证明，如果高压电机长期的处于超载运行状态，会让温度极高，最终会让老化现象加快，这也是主要原因。

2.2 绝缘受潮

高压电机一旦被水和汽侵入，工作人员又没有在第一时间将其进行散发等处理，很容易导致电机的绝缘性能受到影响，严重的会发生短路接地等情况，最终损坏电机设备[4]。导致高压电机绝缘受潮的主要因素有5方面。

（1）管道进水。高压电机通常情况下在附近都会进行热力管道和取样管路的布设，该方面存在相应的压力，如果管道出现焊缝开裂，管和管的接头发生分离等状况，会造成水和汽侵入到电机当中，并且从电机外壳缝隙向内部渗透。

（2）防雨设备受到损坏。电机如果是在室外安装，通常会给其进行防雨棚及防雨罩的布设，一旦防雨罩被各方面的原因损坏，如果遇到下雨天气，电机被雨水淋到，雨水会顺着电机裂缝进入到机体的内部，从而造成电机的绝缘受潮。

（3）电机接线密封性差。一般情况下，电缆会至桥架或者布设电缆沟和电机进行相连，通常施工的工艺为穿线钢管结合蛇皮管来完成，钢管和蛇皮管两侧、接线盒等部位一旦没有很好的进行密封，如果潮气入侵内部，再加上天气温度突然下降，导致凝露的发生，最终使得接线盒的绝缘受潮。

（4）绝缘子设计不当。一般运用的高压电机，有部分的电机接线盒的制成材料主要为环氧树脂或者是纯瓷支柱绝缘子，这种材料自洁性非常的差，如果与潮气接触，会导致其的绝缘迅速降低，因为雨天和空气湿度很大的情况下，会造成绝缘出现不合格的情况。

（5）电机电加热器差或者使用不合理。为了提高高压电机的性能，目前市场上的高压电机通常都有电加热器的配置。电机如果长期在运行使用状态下，会因为和潮气接触绝缘受到影响，电机长时间的停止运行状况，雨后将电机启动，如电加热器没有根据具体情况运用到实际当中，潮气没有迅速的得到处理，从而导致绝缘出现不合格。

2.3 定子引线、接线绝缘子故障

如果定子引线与电机外壳表面或者是铁心的表面距离比较近，或者有所接触，电机在运行状况下，并且为热风区位置，散热条件不是很理想，绝缘的老化会加速，另外，绝缘层长期被震动，或者处于摩擦状态，会导致绝缘层受到损失，让其的绝缘性能降低，如果过薄会造成电机壳体放电。

粉尘会从散热孔侵入到开启状态的电机内部，这种粉尘并且在接线绝缘上附着，一旦不能第一时间将粉尘清理，如果电机接线盒内受到潮气的侵入，很容易出现闪络击穿的现象发生。

另外，一些高压电机所使用的材料为瓷绝缘子，在检修的过程中，一旦工具器具使用不当，导致和瓷瓶出现碰撞现象，或者接线紧固方法使用不合理，导致瓷瓶出现掉釉，或者发生裂缝、破损等现象，工作人员没有及时的解决问题，潮气借助绝缘瓷瓶受损的位置侵入到绝缘子的内部，让其绝缘性能很大程度的降低，严重的会发生绝缘击穿情况。

2.4 积灰、积粉严重

如果高压电机所处的区域为除灰、输煤的位置，由于设备、管路等给其带来的影响，所处的环境粉尘浓度非常的高，如，电机本身的密封性比较差，使用的电机为开启式类型，粉尘会从机壳的裂缝深入到电机的内部，粉尘会在绕组和铁芯上附着，让电机的散热受到影响。一旦没有将积灰进行及时的清理，会让电机运行温度逐渐的升高，严重的会比电机绝缘材料耐热等级还高，这会让绝缘老化现象加快。另外，粉尘和环境空气湿度过大2方面的因素并存，会迅速的降低电机绝缘性能，严重的会导致绝缘击穿现象的产生[5]。

3 高压电机绝缘故障处理对策

3.1 绝缘老化处理

（1）电机制造工艺的改进，让电机绝缘抗电能力得到提高。在进行电机制造时，可以进行真空压力等先进工艺的运用，对于绝缘材料水分、气泡等杂质含量进行降低。绝缘部件的电场应该进行恰当的分布，让承载电压实现高效性和合理性。

（2）检修和预试周期缩短，对恶劣趋势进行评估。如果电机使用的年限已经十多年，应该对绝缘老化情况的判断进行强化，通过对其进行外观检查等方法，对电机的绝缘老化现象进行评估，如果电机老化现象严重，应该对其的检查和预试环节进行周期的缩短。

（3）冷却器的定期疏通，让运行温度降低。在使用冷却器时，应该进行开式水冷却电机的选用，对冷却水水质状况进行定期的观察，如果水质恶劣，对冷却效果造成影响，需要对其立即清洗，将附着物进行清理，使用毛刷将空冷器疏通，将管路的灰垢进行及时的去除。

（4）运行方式的调整，对启停次数进行合理的控制。选择的运行方式应该以变频调节等节能方式为主，对于频繁启停的行为要进行降低。对于过负荷报警行为要进行增加，避免电机运行一直处于超载状态下。

3.2 绝缘受潮处理

（1）电加热器干燥法。高压电机如果配有电加热器，应该立即投运电加热器，对电机的绝缘电阻变化状况进行仔细的观察，直到绝缘恢复正常。

（2）加热烘烤法。如果高压电机没有配置电加热器，或者电加热器投运后，绝缘恢复效果没有太大变化，可以使用热风机吹扫接线盒等部位。

3.3 引线、瓷瓶故障处理

（1）引线故障处理。解开绑扎线，对其的引线是否振动摩擦等造成的绝缘损坏情况进行检查，并且将绝缘损坏点找出来，运用绝缘材料将其进行包扎，然后运用绝缘漆进行涂敷，最后将其烘干，对其进行耐压试验，合格后再使用。

（2）瓷瓶故障处理。如果瓷瓶存在积污，应该及时的进行清理，投入使用年限比较长，应该及时的进行更换。

3.4 积灰、积粉严重处理

对于受灰尘、粉尘影响大的高压电机台账进行建立，将其的检修周期进行缩短，通过各种维修的机会，对其进行解体检修，将积灰清理，对其绝缘老化状况进行评估。

4 结束语

整体分析了高压电机绝缘故障的问题，并且对其进行了预防性维修工作的开展，能够让高压电机的绝缘老化速度降低，减少高压电机绝缘故障的发生，运行新材料、工艺等让高压电机的运行更安全、高效，这样才能让发电企业长远的发展。