探究高壓電機絕緣壽命的影響

1、高壓電動機絕緣壽命的影響高壓電動機的故障分類電動機的故障可分為電器故障 和機械故障。機械方面的主要故障是振動、軸承過熱、轉子 掃膛、運轉聲音異常等； 電氣方面則主要是電動機繞組接地、 短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障。對化工企業(yè) 68 臺次高壓電機的故障情況進行了統(tǒng)計， 其中，絕緣故障 42 臺次，接線及接觸不良引發(fā)故障 9 臺次， 軸承故障 8 臺次，轉子斷籠 5 臺次，其他故障 4 臺次，分別 占統(tǒng)計故障數(shù)的 61.8%、 13.2%、 11.8%、7.3%和 5.9%。高壓 電動機可以看出，絕緣損壞是化工企業(yè)高壓電動機出現(xiàn)概率 最高的多發(fā)故障。高壓電動機在絕緣故障原因分析高壓電機繞組

2、絕緣故 障，受絕緣材料性能，制造工藝控制，運行安裝環(huán)境及電、 熱、化學等綜合因素影響，發(fā)生的原因比較復雜，下面結合 實例分析探討。 1、電化學擊穿某廠造氣車間的兩臺故障電 機，解體檢查， 1 臺定子繞組三處絕緣擊穿， 1 臺四處絕緣 擊穿，均是點蝕損傷絕緣引起“爬電” ，出現(xiàn)燒痕、裂縫、 導電通道，且故障點均出現(xiàn)在電動機進風口端部且有向鐵心 方向移動趨勢。對此，我們從電動機結構、運行環(huán)境、操作方式等方面 分析原因，初步認定該電機系由于選型不合理，高壓電動機在運行環(huán)境惡劣導致電化學擊穿。運行環(huán)境惡劣引起電化學擊穿是絕緣損壞的主要原因。 空氣中存在的酸、堿性腐蝕氣體長期侵蝕絕緣材料表 面，高壓電動

3、機在空氣濕度較大時，加速絕緣材料性能的惡 化，有機絕緣材料在電、熱、化學等因素的綜合作用下，很 容易引起損傷最終導致?lián)舸?. 頻繁啟動 高壓電機的頻繁啟動直接影響其使用壽命。 這是因為啟動時電動機要承受大電流的沖擊，繞組要承 受電動機和熱應力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導體 膨脹系數(shù)不同，高壓電動機在啟動時絕緣材料與導體之間形 成很大的煎切應力，導體與絕緣材料之間的固定將被破壞， 絕緣將分層或撕裂以至發(fā)生絕緣擊穿。鼠籠式異步電動機在頻繁啟動時，高壓電動機還容易造 成鼠籠斷條，尤其是負載啟動電動機，故障概率更高。3. 嵌線缺陷嵌線時綁扎端部造成端部絕緣壓陷損傷，是引起 高壓電動機繞組損傷的

4、另一個重要因素。凡被端環(huán)接觸到的部位，表面絕緣都不同程度地擠壓出 凹陷的溝痕，高壓電動機至使一部分軟化的絕緣材料被擠壓 到綁扎接觸面的邊緣，整體固化后，此部分絕緣顯著減薄， 絕緣強度降低。4. 端部手包絕緣質量不良 端部手包絕緣質量不良造成端部相間或相對地短路的實例非常多。手包絕緣包層不緊， 內部有間隙，高壓電動機在環(huán)境濕度高時，繞組的絕緣性能 明顯下降直至絕緣材料表面結露，此時絕緣表面易于引起沿 面放電。高壓電動機其放電機理是在絕緣表面首先生成水膜，在 電場的作用下，水膜被電離并使離子沿表面移動、匯集，造 成電場的不均勻分布，同時降低了表面的放電電壓。這種沿 表面放電實際上是一種氣體介質放電

5、現(xiàn)象，其電壓比單一氣 體或固體中存在的擊穿電壓低得多，有時延面“爬電”距離 可達數(shù)十厘米。沿面放電可能導致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡，即相 間短路事故。某廠變換工段室外安裝的兩臺丫560-10、500kw電機，高壓電動機在暴風雨天因電機進水保護動作相繼跳 閘。解體檢查，高壓電動機發(fā)現(xiàn)電機由風道進水造成端部相 間絕緣多處擊穿，“爬電”距離長達 60cmo高壓電機繞組絕 緣材料在電氣、機械、溫度、環(huán)境等因素綜合作用高壓電機定子繞組線圈主絕緣腐蝕損壞的類別有哪些？高壓電機定子線圈腐蝕損壞現(xiàn)象已相當普遍，嚴重地影響了 電機的安全運行和使用壽命。引起電機定子繞組事故的最普遍原 因是定子線圈油污腐蝕及定子

6、鐵芯槽楔、墊塊、墊條松動，定子 繞組端部綁繩松動斷裂，致使線圈在運行中產(chǎn)生振動， 造成主絕 緣磨損腐蝕被擊穿。從高壓電機定子繞組線圈主絕緣擊穿的現(xiàn)象來看，線圈主絕 緣的腐蝕損壞大致可分為 2類：一類是從線圈外部主絕緣開始向 內的腐蝕損壞，通常稱為外腐蝕；另一類是從線圈內部絕緣開始 向外的腐蝕，通常稱為內腐蝕。線圈主絕緣外腐蝕損壞(1) 電機定子繞組端部和定子鐵芯內線圈振動，使線圈主絕緣腐蝕損壞。這是外腐蝕損壞事故中最為普遍也最為嚴重的現(xiàn) 象。造成這種腐蝕損壞的主要原因是，電機在運行中，因其端部 繞組在電磁力的作用下產(chǎn)生振動， 致使線圈在定子鐵芯槽內端部 固定不牢，發(fā)生槽楔、線圈層間墊條、端部間

7、隔墊塊和綁繩松動 脫落，線圈與綁繩及間隔墊塊之間出現(xiàn)摩擦，防暈半導體漆破壞發(fā)生電暈腐蝕，從而造成槽部和端部線圈主絕緣擊穿。(2) 定子鐵芯內部磁性物質的磨損腐蝕。這種情況主要是由于檢修過程中沒有認真清理、 吹掃定子繞組，導致繞組線圈縫隙 及其它死角處遺留了一些微小的磁性雜物，在電機運行時磁性雜物被吸附在線圈主絕緣表面， 在電磁感應及電磁力的作用下， 磁 性雜物呈旋轉方式運動，將線圈主絕緣磨鉆出坑洞。(3) 定子線圈的油污腐蝕。目前，大型發(fā)電機及高壓電動 軸瓦都普遍存在漏油現(xiàn)象，因而電機線圈因油污腐蝕燒毀的事故 也相當普遍。這類故障發(fā)生的部位基本集中在電機定子槽口、繞組端部和繞組鼻端引線處。 其

8、特點是油污附著在線圈上， 對線圈 主絕緣起溶解浸蝕作用，使主絕緣與導線分層線圈整體絕緣強度 降低，長時間運行后造成定子繞組相間短路、接地短路等故障。(4) 定子鐵芯硅鋼片對絕緣的磨損腐蝕。在壓裝定子鐵芯的 過程中， 如果硅鋼片疊片不整齊， 或者定子鐵芯通風槽鋼及端部 壓指壓裝固定不良， 或者在檢修中損傷了定子鐵芯， 都會造成電 機運行時發(fā)生振動，磨損絕緣，最終導致線圈的主絕緣被擊穿。 1.2 線圈內腐蝕多次事故統(tǒng)計和故障線圈解剖的結果表明，線圈的內腐蝕也 比較嚴重。 對大量內腐蝕線圈的解剖分析表明， 內腐蝕一般都是 從絕緣與導線間的氣隙氣泡、 線圈直線與端部的 R 角、線圈引出 線假線焊接等部

9、位開始的。 內腐蝕現(xiàn)象首先是線圈內部絕緣變白 并逐步擴大， 隨后燒損絕緣形成坑洞并積有大量綠色粉末， 從而 加速導線股間及主絕緣的腐蝕損壞，直至主絕緣擊穿。另外，溫 度過高導致的熱老化也是造成內腐蝕的一個重要因素。線圈發(fā)生內、外腐蝕的原因分析電機定子線圈發(fā)生內、 外腐蝕的原因， 主要是由于線圈主絕 緣在電機運行中， 長期在電磁振動、 高溫度和高電壓 3 種因素的 作用下而遭到振動磨損、 電暈腐蝕及絕緣熱老化， 使線圈整體絕 緣出現(xiàn)脫殼、分層、燒灼、磨損和絕緣強度降低等現(xiàn)象，最終造 成絕緣擊穿故障。1 電磁振動磨損腐蝕 電機在運行中產(chǎn)生的各種機械振動，都會磨損腐蝕線圈絕 緣，其中最主要的是電磁振

10、動對電機端部繞組及槽口的影響。 如 果定子鐵芯壓裝質量不好， 繞組端部綁扎工藝不良， 使線圈在槽 內因固定不良而產(chǎn)生幅值很大的振動， 層間墊條和測溫元件墊條 就會在上下層線圈之間來回竄動而磨損上下層線圈， 使線圈主絕 緣受損。 更嚴重的是， 如果線圈運行中導線通過的電流產(chǎn)生 2 倍 頻電磁振動力， 則不僅會使線圈與鐵心及繞組端部間隔墊塊發(fā)生 振動，使主絕緣表面磨損，而且還會使導線與主絕緣之間，導線 的匝間、股間產(chǎn)生摩擦振動， 造成導線的匝間、 股間松散、 短路、 斷股。同時，在短路部位產(chǎn)生附加損耗與溫升，會加速局部主絕 緣老化， 降低絕緣強度， 甚至在正常工作電壓下也會造成絕緣擊 穿故障。 因此，電磁振動是造成線圈主絕緣外腐蝕和內腐蝕損壞 的主要原因。2 電暈腐蝕電機運行中， 線圈絕緣承受著較高的電場強度， 如果絕緣表 面防暈層與定子鐵芯接觸不良， 線圈在槽內發(fā)生振動就會磨損絕 緣表面防暈層。此時，絕緣表面對鐵芯就有較高的電位，在磨損 部位產(chǎn)生電暈放電， 造成局部瞬時高溫， 將線圈主絕緣及其它附 屬絕緣材料燒灼、 燒焦。 電暈放電還能產(chǎn)生破壞力較強的化學反 應，嚴重腐蝕絕緣和線圈導線， 所以內腐蝕嚴重的部位都集有大 量綠色粉末。另外，繞組端部防暈處理不好，會造成電容電流過 大，引起定子端部繞組發(fā)熱，加速端部繞組絕緣熱老化腐蝕。 3 絕緣熱腐蝕電機鼻