高壓異步電機繞組受潮的干燥方法

在實際的生產(chǎn)中，用于煤礦作業(yè)的主副井提升絞車、主排水泵的高壓異步電機為一用一備。備用電機在長時間停機或存放過程中，受周圍高濕、溫差大的影響，定、轉(zhuǎn)子繞組絕緣物易吸濕而使絕緣電阻下降，使其電氣強度大大降低。若此時直接通電起動，則容易發(fā)生繞組擊穿、短路事故。因此，在起動電機前須用 2 500 V 兆歐表對定、轉(zhuǎn)子繞組進行絕緣電阻的測量。國家標準 GB755《旋轉(zhuǎn)電機基本技術要求》中規(guī)定，電機在達到工作溫度或溫升試驗后，繞組相間或繞組對機殼的熱態(tài)絕緣電阻 R 應不低于電機額定絕緣電阻 RN。RN計算公式為：
RN=UN1 000 +PN100（ MΩ）式中 UN———電機額定電壓（ V） ;PN———電機額定功率（ kW） 。
并且，60 s 時的絕緣電阻 R60″與 15 s 時的絕緣電阻 R15″的比值 K 應大于 1. 3。對于大型電機吸收電流衰減過程延長至數(shù)分鐘的情況，可用 10min 絕緣電阻和 1 min 的絕緣電阻的比值參考。
K 值小則表示絕緣結(jié)構的安全性能越差。當所測的絕緣電阻值低于標準規(guī)定的數(shù)值時，須進行干燥，提高絕緣電阻和電氣強度，以保證電機安全起動、穩(wěn)定運行。
1 電機干燥方法
 大中型高壓電機，尤其是底座為滑動軸承安裝方式的高壓電機的特點是體積大，部件多。若采用斷開機械負載，將電機解體放進烘干窯進行烘干的方法，則工作量大，施工工期長，且受電機安裝場地、起重設備的限制，安裝調(diào)整復雜。因此，宜采用在現(xiàn)場進行干燥處理的方法，可選擇以下幾種方法。
1. 1 電機本體外加熱干燥法對于帶風洞地坑的高壓電機，可以利用電機底部風洞地坑位置放置多塊遠紅外電熱板，將空氣加熱到 80 ～ 90℃，利用上升的熱氣流進行干燥。這種方法簡便、易行、加熱溫度均衡，對電機繞組絕緣不會造成損害。但加熱時間較長，機殼須做好保溫，電機上端必須留排氣口，以排出潮氣。
電熱板所需功率 P 可用下式計算：
P =0. 4PN100+ 20（ kW）式中 PN———電機額定容量（ kW） 。
1. 2 定子線圈單相（ 或直流） 銅損干燥法
在高壓電機定子線圈中，通入單相工頻交流電（ 或直流電） ，利用線圈銅損來加熱和干燥線圈。當定子繞組有 6 個出線端子時，加熱線路按圖 1 的（ a） 或（ c） 接線方式。三相繞組串聯(lián)接線，這樣繞組內(nèi)溫度能均勻。當定子繞組是 3 個出線端子時，則加熱線路按圖 1 的（ b） 或（ d） 接線方式。為使加熱均勻，應經(jīng)常更換接線端子。如果只有某一相繞組絕緣過低，可按照（ b） 的接線方式將絕緣正常的兩相繞組并聯(lián)后再與絕緣低的一相繞組串聯(lián)加熱干燥，或按（ d） 的接線方式將絕緣正常的兩相繞組串聯(lián)后再與絕緣低的一相繞組并聯(lián)加熱干燥。這樣可對絕緣過低的這一相繞組重點進行干燥，可縮短烘干時間，但必須控制好電流，以防繞組過熱。
采用交流電通電干燥時，實際通入電流應控制在 50% ～ 70% 的額定電流，繞組溫度不超過80℃ 。如不能滿足要求，則應采用直流電焊機進行直流電加熱干燥。采用直流電進行干燥時，電流值及繞組溫度與單相交流電的方法相同。
圖 1 加熱線路接線方式Figure 1 Connective modes of heating line
1. 3 三相交流電加熱干燥法將低壓三相交流電通入電機定子繞組，并將轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，繞線式轉(zhuǎn)子需將轉(zhuǎn)子繞組短路，定子繞組銅損產(chǎn)生熱量，同時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在靜止的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感生電流，在轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生渦流，使轉(zhuǎn)子繞組與鐵芯發(fā)熱干燥電機。高壓電機額定電壓一般為 6 kV 或 10 kV，干燥所使用的電壓一般為額定電壓的 6% ～ 10%。應用時，對于 6 kV的電機，在定子繞組通入 380 V 的三相低壓交流電，為 6. 3% 的額定電壓，對于 10 kV 的電機，在定子繞組通入 660 V 的三相低壓交流電，為6. 6%的額定電壓。定子繞組電流保持在定子額定電流的 50% ～ 70%，這樣得到的效果較好，不會因電流過大破壞繞組絕緣，又不會因電流太小烘干溫度不夠，不能達到干燥效果。采用此方法時，應注意以下四點：
（ 1） 對于水泡過的電機，不宜采用通電干燥，以免電壓擊穿，損壞繞組絕緣。
（ 2） 電機機座必須可靠接地，防止觸電事故。
（ 3） 對繞線異步電機，為避免電刷和滑環(huán)局部過熱，應在轉(zhuǎn)子引出線或滑環(huán)接線螺栓位置短路轉(zhuǎn)子繞組。
（ 4） 注意防止轉(zhuǎn)子局部過熱區(qū)域溫度超過加熱允許溫度。
2 注意事項（ 1） 電機在干燥前，須用壓縮空氣將積塵、碳粉吹掃干凈，繞組等部件上的油污需擦凈。
（ 2） 電機升溫不能過快，一般大型電機的溫度上升速度為（ 5 ～ 8） ℃ /h，中、小型電機的溫度上升速度為（ 7 ～15） ℃ /h。
（ 3） 在干燥過程中，應及時測量繞組溫度及絕緣電阻，用溫度計測量的溫度不得超過 80℃，開始每 15 min 記錄一次，以后每 1 h 記錄一次。