大型高压电动机绝缘处理

李会吉，董建桥，康 军

(山东晋煤明水化工集团有限公司，山东章丘 250204)

化工企业用电负荷大，单台设备功率大，特别是一些老企业大量采用同步机、大功率开启式电机，在雨季或设备停运时间较长后，电机绝缘性能下降，导致电机无法正常启动运行；又因为大型电机体积大、质量大，绝缘性能降低后采取局部加热或整体外运烘干等措施都非常困难，造成费用高、检修周期长等不利局面，同时生产系统又无备用机，设备一旦拆除势必影响生产[1-2]。

以山东晋煤明水化工集团有限公司1台305往复式压缩机电机绝缘性能处理为例，电机为5 500 kW的TK系列电动机，电机总重30 t，轴伸端最大外径近4.0 m，高3.5 m。如果对该电机实施外出烘干绝缘施工，在外修厂家距离较近的情况下，吊装需要1 d，烘干需要2 d，回厂吊装就位及安装需要2 d，即处理1次绝缘最少需要5 d。综合考虑吊装、运输、烘干等费用，1次外出烘干工作费用在5万元左右。同时，这种大型设备一般无备用机，电机一旦外出，会导致产量降低、成本升高等。因此，急需解决在最短的时间内就地提高电机绝缘性能的问题。

1 380 V系列低压电动机

低压电动机一般密封较好，电机受潮概率小；同时因电压较低，电机绝缘在0.5 MΩ以上即可运行，因绝缘导致的不能正常使用的情况虽存在，但概率较小。对于低压电动机，一般可采用电焊机作为电源，利用其自身电阻发热进行烘干的办法来解决。

施工时将电机电源断路器断开，电源及控制回路做好安全措施，在电机控制回路的交流接触器下口两相加上电焊机二次电压，根据电动机功率大小控制电焊机输出电压及电流，通过电动机自身线圈电阻发热逐步提高绝缘。一般情况下，电机绝缘升高到安全范围后即可开车；如果电机只是作为备用，绝缘升高后并不急于开车，因停止加热后电机绝缘电阻会出现小幅度的下降，所以建议电机在绝缘升高到 10 MΩ 以上后，继续保持30 min通电时间，确保绝缘恢复到正常水平。

2 6 kV以上高压电动机

一些老化工企业大量使用TK系列电动机，该系列电动机线圈直接暴露在空气中，极易受环境影响；同时因存在灰尘等，在阴雨天吸潮后，电机绝缘性能大幅下降，甚至使用兆欧表摇测绝缘时测不到电阻值[3]。按照一般规定，1 MΩ/kV是各电压等级电机启动的最低电阻标准，如何保障电机绝缘在短时间内达到开车的最低要求，采用过的试验有以下几种。

(1)电机下部安装电热管

一般高压电机在底部都安装有电热管，对于小功率密闭式的高压电机效果明显，特别是在高湿度环境中，电机停运后可安装电热管，保持电机内部温度，避免潮气侵入。但是对于TK系列开启式同步机，效果不是很明显。因加热不均匀，电热管附近升温较快，在电机定子上部基本不起作用。

(2)使用电焊机作为电源，利用定子回路自身电阻发热升温

使用电焊机电源作为烘干电源，因电压低，对大型开启式电机效果不是很明显，又加热时间长，无法满足短时间内提高电机绝缘的要求。

(3)同步机对转子通励磁电源，通过转子发热对电机整体加热

对于同步机，利用励磁机通电。通常使用转子发热加热整机的方法，该方法加热速度快，使用简单，不用安装其他设备；但励磁机加热是通过外部对定子绕组加热，同时因热量上升，对电机定子下部的加热不足。该方式配合电机下部安装电热管使用效果最好。

(4)利用三相自偶调压器作为电源，直接为转子供电，利用定子回路自身电阻发热升温

因焊机电源的局限性，可采用三相自偶调压器作为电源，直接为电机定子通电，利用绕组自身发热提高绝缘，效果非常好。因自偶调压器自身功率的原因，该方法适合用于小功率电机，用在大型同步机上因其功率相对较小、加热时间较长，效果不是很理想。

(5)定子回路直接通380 V交流电源，利用定子回路自身电阻发热升温

在使用三相自偶调压器加热电机绕组时，发现调压器升压到380 V时，完全可以保障绝缘烘干安全实施，且效果好、时间快。以TK1000—18/2150型1 000 kW电机为例，其额定电流为69 A；在定子回路通380 V交流电源后，实测电流为2.6 A。在通电前电机绝缘为0 MΩ，通电3 h后，电机定子整体升温4 ℃，绝缘上升到16 MΩ，完全达到启动要求。对不同电机进行通电试验，结果表明功率越大的电机加热效果越好，加热时间也越短，但是对电源功率要求则越大。

以上试验结果表明，对受潮后绝缘性能降低的电机采取定子回路直接通380 V交流电源，利用定子回路自身电阻发热升温的措施，实施简单，仅需要1根小截面电缆跟1个小型的微断，1人15 min内就可完成所有工作。目前一般可采取从配电室内开关下口通电，现场无需施工，不受现场施工条件限制，灵活方便。送电前根据电压、电阻、电流的关系，计算出电机烘干的运行电流；电机送电后，首先测量一下电流并与计算电流进行对比，基本吻合后就可根据现场电机温升进行时间控制。一般电机定子温度上升2 ℃以后，绝缘即可满足开车需要。

3 结语

通过不断地运行，现在每个10 kV的开关站都直接配备一套电缆及开关，可以随时对该站内的任何一台停运电机进行加热操作。在安装时，每台开关柜的出线端子上预留一个螺栓孔，需要进行加热操作时，只需将开关柜断电，将380 V电源直接使用螺栓压接在备用螺栓孔上即可。

在完全掌握以上技术后，根据济南地区的气候条件，基本不使用各电机的自带电加热器，安装时即不安装电源，节省了电缆及开关设备的费用。对于大型的同步电机，推广此技术后，所用电机再未因电机绝缘受潮而影响开车，更未因绝缘性能降低而外出检修，节约了大量的维护费及人工成本。同时，因无需进行现场的检修、吊装等工作，整个生产现场的环境、卫生等状况得到了很好的改善，现场安全也得到有效保障，从多个方面提高了现场管理水平，也减少了检修带来的安全隐患。