絕緣故障原因分析
1、電化學(xué)擊穿
某廠造氣車間的兩臺故障電機(jī),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(diǎn)蝕損傷絕緣引起“爬電”,出現(xiàn)燒痕、裂縫、導(dǎo)電通道,且故障點(diǎn)均出現(xiàn)在電動機(jī)進(jìn)風(fēng)口端部且有向鐵心方向移動趨勢。對此,我們從電動機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行環(huán)境、操作方式等方面分析原因,初步認(rèn)定該電機(jī)系由于選型不合理,運(yùn)行環(huán)境惡劣導(dǎo)致電化學(xué)擊穿。
運(yùn)行環(huán)境惡劣引起電化學(xué)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,在空氣濕度較大時,加速絕緣材料性能的惡化,有機(jī)絕緣材料在電、熱、化學(xué)等因素的綜合作用下,很容易引起損傷終導(dǎo)致?lián)舸?br />
2.頻繁啟動
高壓電機(jī)的頻繁啟動直接影響其使用壽命。這是因?yàn)閱訒r電動機(jī)要承受大電流的沖擊,繞組要承受電動機(jī)和熱應(yīng)力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導(dǎo)體膨脹系數(shù)不同,在啟動時絕緣材料與導(dǎo)體之間形成很大的煎切應(yīng)力,導(dǎo)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(jī)在頻繁啟動時,還容易造成鼠籠斷條,尤其是負(fù)載啟動電動機(jī),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(jī)繞組損傷的另一個重要因素。凡被端環(huán)接觸到的部位,表面絕緣都不同程度地?cái)D壓出凹陷的溝痕,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(qiáng)度降低。
4.端部手包絕緣質(zhì)量不良
端部手包絕緣質(zhì)量不良造成端部相間或相對地短路的實(shí)例非常多。手包絕緣包層不緊,內(nèi)部有間隙,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(jié)露,此時絕緣表面易于引起沿面放電。其放電機(jī)理是在絕緣表面首成水膜,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(shí)際上是一種氣體介質(zhì)放電現(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(dá)數(shù)十厘米。沿面放電可能導(dǎo)致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡(luò),即相間短路事故。
某廠變換工段室外安裝的兩臺Y560-10、500kw電機(jī),在暴風(fēng)雨天因電機(jī)進(jìn)水保護(hù)動作相繼跳閘。解體檢查,發(fā)現(xiàn)電機(jī)由風(fēng)道進(jìn)水造成端部相間絕緣多處擊穿,“爬電”距離長達(dá)60cm。
高壓電機(jī)繞組絕緣材料在電氣、機(jī)械、溫度、環(huán)境等因素綜合作用下,均實(shí)時老化。采用相應(yīng)試驗(yàn)方法,分析判斷絕緣劣化程度,實(shí)施及時必要的絕緣處理,即可延長設(shè)備壽命,保障化工生產(chǎn)的連續(xù)性。