高压异步电机绕组受潮的干燥方法

  在实际的生产中,用于煤矿作业的主副井提升绞车、主排水泵的高压异步电机为一用一备。备用电机在长时间停机或存放过程中,受周围高湿、温差大的影响,定、转子绕组绝缘物易吸湿而使绝缘电阻下降,使其电气强度大大降低。若此时直接通电起动,则容易发生绕组击穿、短路事故。因此,在起动电机前须用 2 500 V 兆欧表对定、转子绕组进行绝缘电阻的测量。国家标准 GB755《旋转电机基本技术要求》中规定,电机在达到工作温度或温升试验后,绕组相间或绕组对机壳的热态绝缘电阻 R 应不低于电机额定绝缘电阻 RN。RN计算公式为:
  RN=UN1 000 +PN100( MΩ)式中 UN———电机额定电压( V) ;PN———电机额定功率( kW) 。
  并且,60 s 时的绝缘电阻 R60″与 15 s 时的绝缘电阻 R15″的比值 K 应大于 1. 3。对于大型电机吸收电流衰减过程延长至数分钟的情况,可用 10min 绝缘电阻和 1 min 的绝缘电阻的比值参考。
  K 值小则表示绝缘结构的安全性能越差。当所测的绝缘电阻值低于标准规定的数值时,须进行干燥,提高绝缘电阻和电气强度,以保证电机安全起动、稳定运行。
  1 电机干燥方法

       大中型高压电机,尤其是底座为滑动轴承安装方式的高压电机的特点是体积大,部件多。若采用断开机械负载,将电机解体放进烘干窑进行烘干的方法,则工作量大,施工工期长,且受电机安装场地、起重设备的限制,安装调整复杂。因此,宜采用在现场进行干燥处理的方法,可选择以下几种方法。
  1. 1 电机本体外加热干燥法对于带风洞地坑的高压电机,可以利用电机底部风洞地坑位置放置多块远红外电热板,将空气加热到 80 ~ 90℃,利用上升的热气流进行干燥。这种方法简便、易行、加热温度均衡,对电机绕组绝缘不会造成损害。但加热时间较长,机壳须做好保温,电机上端必须留排气口,以排出潮气。
  电热板所需功率 P 可用下式计算:
  P =0. 4PN100+ 20( kW)式中 PN———电机额定容量( kW) 。
  1. 2 定子线圈单相( 或直流) 铜损干燥法

在高压电机定子线圈中,通入单相工频交流电( 或直流电) ,利用线圈铜损来加热和干燥线圈。当定子绕组有 6 个出线端子时,加热线路按图 1 的( a) 或( c) 接线方式。三相绕组串联接线,这样绕组内温度能均匀。当定子绕组是 3 个出线端子时,则加热线路按图 1 的( b) 或( d) 接线方式。为使加热均匀,应经常更换接线端子。如果只有某一相绕组绝缘过低,可按照( b) 的接线方式将绝缘正常的两相绕组并联后再与绝缘低的一相绕组串联加热干燥,或按( d) 的接线方式将绝缘正常的两相绕组串联后再与绝缘低的一相绕组并联加热干燥。这样可对绝缘过低的这一相绕组重点进行干燥,可缩短烘干时间,但必须控制好电流,以防绕组过热。
  采用交流电通电干燥时,实际通入电流应控制在 50% ~ 70% 的额定电流,绕组温度不超过80℃ 。如不能满足要求,则应采用直流电焊机进行直流电加热干燥。采用直流电进行干燥时,电流值及绕组温度与单相交流电的方法相同。
  图 1 加热线路接线方式Figure 1 Connective modes of heating line

1. 3 三相交流电加热干燥法将低压三相交流电通入电机定子绕组,并将转子堵转,绕线式转子需将转子绕组短路,定子绕组铜损产生热量,同时产生旋转磁场,在静止的转子绕组中产生感生电流,在转子铁芯中产生涡流,使转子绕组与铁芯发热干燥电机。高压电机额定电压一般为 6 kV 或 10 kV,干燥所使用的电压一般为额定电压的 6% ~ 10%。应用时,对于 6 kV的电机,在定子绕组通入 380 V 的三相低压交流电,为 6. 3% 的额定电压,对于 10 kV 的电机,在定子绕组通入 660 V 的三相低压交流电,为6. 6%的额定电压。定子绕组电流保持在定子额定电流的 50% ~ 70%,这样得到的效果较好,不会因电流过大破坏绕组绝缘,又不会因电流太小烘干温度不够,不能达到干燥效果。采用此方法时,应注意以下四点:
  ( 1) 对于水泡过的电机,不宜采用通电干燥,以免电压击穿,损坏绕组绝缘。
  ( 2) 电机机座必须可靠接地,防止触电事故。
  ( 3) 对绕线异步电机,为避免电刷和滑环局部过热,应在转子引出线或滑环接线螺栓位置短路转子绕组。
  ( 4) 注意防止转子局部过热区域温度超过加热允许温度。
  2 注意事项( 1) 电机在干燥前,须用压缩空气将积尘、碳粉吹扫干净,绕组等部件上的油污需擦净。
  ( 2) 电机升温不能过快,一般大型电机的温度上升速度为( 5 ~ 8) ℃ /h,中、小型电机的温度上升速度为( 7 ~15) ℃ /h。
  ( 3) 在干燥过程中,应及时测量绕组温度及绝缘电阻,用温度计测量的温度不得超过 80℃,开始每 15 min 记录一次,以后每 1 h 记录一次。
  3 结语高压电机开始干燥时,由于电机温度的升高和排潮,绝缘电阻先是下降,然后再开始回升,直至稳定。一般绝缘电阻值稳定达到( 4 ~ 5) h,干燥即可完成。以上方法对现场运行的大型高压电机的受潮处理效果较好。但是,对于水灾等原因造成泡水的电机,绕组中存有积水污物,使绕组的绝缘电阻降得很低,不能应用此方法进行处理,应按照大修电机的标准进行拆检、维修,才能达到安全通电使用的要求。


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关键词:异步电机

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