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,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(dǎo)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(jié)構(gòu)、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,運行環(huán)境惡劣導(dǎo)致電化學(xué)擊穿。
運行環(huán)境惡劣引起電化學(xué)擊穿是絕緣損壞的主要原因??諝庵写嬖诘乃?、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(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。
鼠籠式異步電動機在頻繁啟動時,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,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(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,在暴風雨天因電機進水保護動作相繼跳閘。解體檢查,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60cm。
高壓電機繞組絕緣材料在電氣、機械、溫度、環(huán)境等因素綜合作用下,均實時老化。采用相應(yīng)試驗方法,分析判斷絕緣劣化程度,實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。
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