火电厂高压电机绝缘故障原因分析与对策

赵伟程

摘 要：在当前的火电厂中高压电机属于重要的关系辅机，只有确保高压电机的正常运行，才能实现对外供电的稳定性和可靠性。由于火电厂受到较高浓度粉尘和较大湿度等恶劣环境的影响，容易造成高压电机出现绝缘老化的情况，对机组的使用寿命和安全可靠性产生极大的危害。本文通过实践，对当前高压电机出现绝缘故障的原因进行了总结和分析，并提出了具有针对性的防范措施，为提高高压电机的使用效率和维修人员进行维修提供了有力的依据。

关键词：高压电机；绝缘老化；绝缘受潮；原因；对策

随着人们用电需求的不断增加，对于电力系统的安全性和可靠性提出了较高的要求，这也就促使调度对于发电企业机组的运转安全可靠以及调峰能力的要求也随之越来越严格。对于发电企业来说，影响业绩和经济效益的最为关键因素之一，就是辅机缺陷所造成的发电机工作不能按调度曲线运转。在火电厂中，高压电机作为重要的关键性辅机[1]，一旦发生故障，就极有可能造成机组被迫停止运行，当机组处于高负荷运转时，就会发生降低负荷的情况，严重时候会出现非停的现象。所以加强对火电厂高压电机故障的预防和控制，是当前发电企业和设备管理人员的急需解决的一个重要问题。

一、常见的绝缘故障和原因分析

（1）绝缘老化。

由于受煤尘、潮湿和高温等恶劣条件长时间的影响，致使火电厂高压电机的绝缘老化速度加快，这就容易造成设备在瞬间启动时，或者是长时间运转中出现绝缘损害甚至是电机烧毁的情况[2]。造成高压电机绝缘老化的原因主要有以下几点：

机械因素：设备长时间的受振动、离心力、磁场和热应力等因素的影响，容易出现机械变形的情况，致使设备部件出现裂纹或者是磨损，进而使高压电机产生薄弱环节。

热因素：受外部环境的影响如夏季高温等因素的影响，再加上设备自身运转所产生的热能和冷却设备性能降低等原因，致使电机温度得不到有效的降低，从而造成老化现象。此外，受焦耳热、涡流和介质损耗等因素造成的热量[3]，不仅加快了绝缘的老化，导致绝缘出现变形，产生了薄弱的环节，同时受热量的影响绝缘出现软化，容易出现损坏。

电因素：高压电机在操作过程中出现电压不稳定、启动方式不当和突然断电等情况，就会导致绝缘的薄弱环节出现放电或者是被击穿的问题，从而造成绝缘局部发生烧损的现象。

环境因素：当高压电机放置在户外时，受温度的变化会发生热胀冷缩的现象，从而造成设备的密封性降低，一些微尘、湿气和化学物质等进入到绝缘的空隙内，从而造成设备的绝缘性下降和老化的现象，严重的情况会使绝缘出现放电或者是击穿的情况。

工作方式：当高压电机的使用方式不正确时也会容易造成绝缘出现老化现象，比如频繁的启动、高负荷的冲击和过载运转等。通过实践证明，高压电机长时间的超负荷运行所出现的高温，是造成电机绝缘加速老化的主要原因。

（2）绝缘受潮。

管道刺水：通常情况下，在高压电机的四周会设置一些热力和取样管道，这些管道内都会存在一定的压力，当管道的焊接处或者是接头处出现裂缝或脱落等情況时，在压力的作用下管内的水可能会喷向电机，这些水就会顺着电机的缝隙流入到内部，致使电机绝缘出现受潮的情况。

防潮设施出现损坏：在户外的电机通常情况会安装相应的防潮防雨罩，但受各种因素的影响会造成防雨罩出现损坏的现象，从而造成雨水或者是潮气侵入到电机内部，对电机内部会产生一定的侵蚀作用，进而造成电机发生受潮的现象。

电机密封性能差：在通常情况下，会有电缆和电机进行连接，为了确保其密封性会使用穿线钢管和蛇皮管相结合的方式进行密封，但是在两端和接线盒穿孔等位置极容易出现密封差的情况，造成潮气侵入，当电机内部高温和湿气相结合会出现凝露，致使接线盒出现受潮的情况。

绝缘子设计存在问题：一些高压电机中所使用的接线盒选取的制作材料是环氧树脂或纯瓷支柱绝缘子[4]，这种材质制作的接线盒存在自洁性能差问题，当受潮后会出现绝缘不达标的问题。

电加热器未能发挥真正作用：当前，一些新研发的高压电机都会配有相应的电加热器。高压电机长时间的处于停机状态会受到一定的潮湿影响，致使绝缘降低，在长时间停用或者是雨后，当电机运转时电加热器不能及时的参与到其中，将会使潮气不能及时的排出，致使出现绝缘不合格的问题。

二、绝缘故障处理对策

（1）绝缘老化处理对策。

首先，对电机的制造技术和设计进行更新改进，增强电机绝缘能力。将真空压力浸渍和固化技术应用到电机设计中，降低绝缘材料中的水、气泡和其他杂质的含量。确保绝缘部件电场分布的均匀性，提高使用效率，负载电压合理。更换磁性槽楔，降低核心温度，可以有效的降低电机运转时所产生的工作温度。对于长时间处于运转的电机，缩减检修周期，对电机的损坏程度有一个准确全面的评估，加强对绝缘老化情况的分析和评估，做到问题早发现早处理。采取科学合理的措施对冷却器进行定期的清理，从而能够真正发挥其降低运行温度的作用。对电机中存在的不科学运行方式进行及时的调整，确保启停次数和工作得到有效的控制，同时可以采用变频调节和加装负荷报警装置。

（2）受潮处理对策。

可以通过安装电加热器的方式进行干燥法处理，确保绝缘情况得到有效的恢复。对于未安装或者是电加热器效果不明显的电机，可以使用热风机对接线盒等易聚集潮气部位进行吹扫，将加热板或红外烤灯放入通风口处进行烘烤驱潮。对采用外置加热工艺绝缘仍然没有明显改观的电机，可采用电流加热干燥法，质量好，效率高。采用隔水性强的DMC等材料的支柱绝缘子，能有效降低因接线盒绝缘问题产生的绝缘不足。

三、结语

本文对高压电机绝缘存在的故障原因进行了深入的研究和分析，并及时的进行预防性维修保养工作，可以有效的降低绝缘老化速度，最大限度的降低高压电机出现故障的概率。随着新技术、新工艺和新材料的应用，能够确保高压电机的使用得到明显的增强，增加设备的使用寿命[5]，延缓了高压电机绝缘老化速度，降低了高压电机绝缘击穿的发生率。采用新技术、新材料、新工艺，可使高压电机高效安全长周期运行。作为热电厂的关键设备，高压电机的可靠运行对于提高设备的安全性和降低故障出现的频率具有重要意义。

参考文献：

[1]李克.火电厂高压电机绝缘故障原因分析与对策[J].现代制造，2017（24）.

[2]樊龙景.某火电厂高压电机故障原因分析及探讨[C].中国电机工程学会年会，2016.

[3]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.

[4]张玉喜.6kV高压电动机故障分析及预防措施[J].建筑工程技术与设计，2016（11）.

[5]李瑞环.高压电机故障产生原因及改进措施[J].中外企业家，2016（9）.