保養(yǎng)后的高壓電機絕緣是否可以放心使用？

      水泥行業(yè)，普遍存在灰塵較多的現(xiàn)象，西瑪高壓電機使用一段時間后，內(nèi)部難免會出現(xiàn)積灰。因此，很多企業(yè)定期將高壓電機送到廠外清灰保養(yǎng)。保養(yǎng)后的高壓電機，絕緣是否可以放心使用呢？西安西瑪電機技術員發(fā)現(xiàn)很多專業(yè)的電機廠家，無法用數(shù)據(jù)來告訴電機用戶，準確答案。
      國內(nèi)西瑪高壓電機用戶，普遍采用對地絕緣電阻的好壞來評判電機的絕緣狀態(tài)。國內(nèi)的專業(yè)廠家，通常在此基礎上，增加直流吸收試驗、泄露試驗；如果有客戶堅決想知道其電機絕緣老化狀況的情況下，再增加一項直流或交流耐壓試驗。這些試驗全部合格的情況下，西安西瑪電機專業(yè)廠家會告訴終端用戶，該電機可以放心使用。真的該電機的絕緣能放心使用嗎？

      其實，西安西瑪高壓電機的絕緣狀態(tài)受其材料和絕緣層結構的影響，遠不是這幾項試驗所表征的。從高壓電機試驗的角度而言，國外早已有企業(yè)研究了近百種手段，在上世紀80年代，日本桑原公司將最能影響高壓電機壽命的幾種試驗的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和大數(shù)據(jù)分析，總結出了五項主要試驗數(shù)據(jù)：直流試驗、交流試驗、感應正切試驗和部分放電實驗、阻容實驗。日本桑原公司將其幾十年的試驗數(shù)據(jù)整理并對應其發(fā)生的絕緣事故，最終于1993年，研發(fā)出了一套名為CLiPS（Coil Life Precision System線圈壽命診斷系統(tǒng)）的專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能將試驗數(shù)據(jù)和高壓電機的實際擊穿電壓值進行對應，并通過擊穿電壓值的走向，來管理高壓電機的絕緣生命周期。該項成果在日本學術界并同行寓意為電機絕緣診斷的行業(yè)核武器。

      為伴隨絕緣診斷技術的應用，桑原日本開發(fā)出一套專用儀器，并將這些儀器固定在小型貨車上，并命名為CLiPS絕緣診斷車。由此，該項技術自1993年至今得到了廣泛的應用，為日本國內(nèi)的高壓電機用戶，建立許多生命周期檔案。

      隨著高壓電機絕緣檢測車的檢測，許多高壓電機的絕緣破壞形式，逐漸被人們認清。絕緣老化，指因電場、溫度、機械力、濕度、周圍環(huán)境等因素的長期作用，使高壓電機絕緣在運行過程中質(zhì)量逐漸下降、結構逐漸損壞的現(xiàn)象。絕緣老化的速度與絕緣結構、材料、制造工藝、運行環(huán)境、所受電壓、負荷情況等有密切關系。絕緣老化最終導致絕緣失效，高壓電機不能繼續(xù)運行。為延長高壓電機的使用壽命，需針對引起老化的原因，在高壓電機絕緣制造和運行時，采取相應的措施，減緩絕緣老化的過程。引起絕緣老化的原因可歸結為電的作用、熱的作用、化學作用、機械力作用、濕度的影響等。

      由于絕緣體內(nèi)部的雜質(zhì)變化，外部灰塵水份的侵入，或使用溫度過高， 使用時間過久等原因造成絕緣體變質(zhì)，使絕緣性能逐漸變差的現(xiàn)象。熱老化是材料老化的基本形式，長期受熱后，一些絕緣材料的 抗彎和抗張強度均會顯著降低，當受到機械作用后很容易損壞而導致絕緣擊穿；水份能和其他污物一起組成弱電介質(zhì)，生成離子，增大電導及介質(zhì)損耗，使絕緣材料進一步發(fā)熱，加速了熱老化的進程。另外，局部放電、光 照、輻射等都是影響絕緣老化的因素。絕緣老化意味著絕緣材料的使用壽命已經(jīng)到期，如果繼續(xù)使用將有發(fā)生漏電、短路等事故的危險。

促進高壓電機絕緣老化主要因素

      一般的低壓電機，促使有機介質(zhì)老化的主要因素通常是熱和氧化。而在高壓電機中如發(fā)生電暈放電，則會使絕緣受到侵蝕。局部穿孔、龜裂、放電位置的變質(zhì)，在油浸紙的分層面產(chǎn)生樹枝狀的碳化路徑、油的分解和聚合，致使絕緣強度下降。而在另一些情況，譬如在濕熱帶工作條件下，則濕度以及微生物的因素就成為促進絕緣老化的主要因素。

      促使高壓電機介質(zhì)老化的各種因素，都是互相聯(lián)系，彼此影響的。例如熱和氧化的作用，雖然在高溫下熱的因素比較強烈，在低溫下氧化的作用比較顯著，但是熱老化經(jīng)常伴隨著氧化作用，而氧化作用又深受濕度的影響，甚至由熱分解析出的物質(zhì)，有可能經(jīng)過氧化而生成有利于進一步老化的物質(zhì)；促使第二級不可逆反應的進行。

高壓電機絕緣老化的主要形式如下：

      電老化：高壓電機絕緣在運行過程中會受到工作電壓和工作電流的作用。在長期工作電壓下，絕緣若發(fā)生擊穿，將會使絕緣材料發(fā)生局部損壞。絕緣結構過大，則在長期工作電壓作用下，絕緣將因過熱而損壞。在雷電過電壓和操作過電壓的作用下，絕緣中可能發(fā)生局部損壞。以后再承受過電壓作用時，損壞處逐漸擴大，最終導致完全擊穿。

      熱老化：高壓電機絕緣在運行過程中因周圍環(huán)境溫度過高，或因高壓電機本身發(fā)熱而導致絕緣溫度升高。在高溫作用下，絕緣的機械強度下降，結構變形，因氧化、聚合而導致材料喪失彈性，或因材料裂解而造成絕緣擊穿，電壓下降。戶外高壓電機會因熱脹冷縮而使密封破壞，水分侵入絕緣；或因瓷絕緣件與金屬件的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度劇烈變化時，瓷絕緣件破裂。 

      化學老化：絕緣材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下，物質(zhì)結構和化學性能會改變，以致降低電氣和機械性能。例如變壓器油在空氣中會因氧化產(chǎn)生有機酸，膠裝油泥增加；同時還會形成固體沉淀物，堵塞油道，影響對流散熱，使絕緣的溫度上升而使絕緣性能下降。

      機械力老化：在機械負荷、自重、振動、撞擊和短路電流電動力的作用下，絕緣會破壞，機械強度下降。例如槽口處的絕緣由于長期振動、高溫作用，很容易開裂分層，最終損壞。

      濕度老化：環(huán)境的相對濕度對絕緣材料耐受表面放電的性能有影響。如果水分侵入絕緣內(nèi)部，將會造成高壓電機介質(zhì)電損耗增加或擊穿電壓下降。

      對于國內(nèi)的高壓電機保養(yǎng)，絕緣改善主要集中在三類：簡單吹灰保養(yǎng)、清洗烘干保養(yǎng)、浸漆保養(yǎng)。簡單吹灰保養(yǎng)，往往不能將高壓電機的油污、吸濕后積灰污垢等處理徹底，對于吸濕、導電性污損和放電性污損的改善不會太明顯。清洗烘干保養(yǎng)，對繞組表面的油污、吸濕灰垢處理相對不錯，但即便是在噴涂絕緣瓷漆的情況下，也無法修復絕緣表面出現(xiàn)的微裂紋。浸漆級保養(yǎng)，能夠處理繞組表面的油污、吸濕灰垢，也能修復絕緣表面的微裂紋，但往往會導致繞組散熱能力下降，所以并非浸漆越多越好的。

      絕緣檢測車，可以通過數(shù)據(jù)管理高壓電機絕緣老化趨勢，同時，可以通過數(shù)據(jù)判斷電機的導電性污損、吸濕狀況、放電性污損、表面微裂紋、內(nèi)部空氣剝離層的狀況，根據(jù)其狀態(tài)，來制定其保養(yǎng)方案。保養(yǎng)后，同樣可以用數(shù)據(jù)判斷高壓電機的絕緣狀態(tài)，根據(jù)其狀態(tài)，來判斷該電機的通過保養(yǎng)后，絕緣狀態(tài)是否改善，絕緣是否可以放心使用。這樣的技術值得引進到國內(nèi)，為國內(nèi)的高壓電機應用行業(yè)提供明確的數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)高壓電機絕緣狀態(tài)的數(shù)字化管理，達到預知性維修的效果；另外，該絕緣診斷技術還可用于檢測電機制造廠的絕緣工藝及材料性能，可輔助電機制造廠改善提高相關制造技術。

      西安西瑪電機公司生產(chǎn)的YKK系列高壓三相異步電動機采用箱式結構。機座用鋼板焊成的箱型結構，重量輕，剛度好。機座兩側面及頂部均有防護頂罩及蓋板，拆下防護罩或改版后可以觀察及觸及電機內(nèi)部，便利電機的維護。

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