保養后的高壓電機絕緣是否可以放心使用？

保養后的高壓電機絕緣是否可以放心使用？

      水泥行業，普遍存在灰塵較多的現象，西瑪高壓電機使用一段時間后，內部難免會出現積灰。因此，很多企業定期將高壓電機送到廠外清灰保養。保養后的高壓電機，絕緣是否可以放心使用呢？西安西瑪電機技術員發現很多專業的電機廠家，無法用數據來告訴電機用戶，準確答案。
      國內西瑪高壓電機用戶，普遍采用對地絕緣電阻的好壞來評判電機的絕緣狀態。國內的專業廠家，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據進行統計和大數據分析，總結出了五項主要試驗數據：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據整理并對應其發生的絕緣事故，最終于1993年，研發出了一套名為CLiPS（Coil Life Precision System線圈壽命診斷系統）的專家系統。該專家系統能將試驗數據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核武器。

      為伴隨絕緣診斷技術的應用，桑原日本開發出一套專用儀器，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、周圍環境等因素的長期作用，使高壓電機絕緣在運行過程中質量逐漸下降、結構逐漸損壞的現象。絕緣老化的速度與絕緣結構、材料、制造工藝、運行環境、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。

      由于絕緣體內部的雜質變化，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，使絕緣性能逐漸變差的現象。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，生成離子，增大電導及介質損耗，使絕緣材料進一步發熱，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到期，如果繼續使用將有發生漏電、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，促使有機介質老化的主要因素通常是熱和氧化。而在高壓電機中如發生電暈放電，則會使絕緣受到侵蝕。局部穿孔、龜裂、放電位置的變質，在油浸紙的分層面產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。

      促使高壓電機介質老化的各種因素，都是互相聯系，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，有可能經過氧化而生成有利于進一步老化的物質；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，絕緣若發生擊穿，將會使絕緣材料發生局部損壞。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境溫度過高，或因高壓電機本身發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部，將會造成高壓電機介質電損耗增加或擊穿電壓下降。

      對于國內的高壓電機保養，絕緣改善主要集中在三類：簡單吹灰保養、清洗烘干保養、浸漆保養。簡單吹灰保養，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，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的微裂紋。浸漆級保養，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，可以通過數據管理高壓電機絕緣老化趨勢，同時，可以通過數據判斷電機的導電性污損、吸濕狀況、放電性污損、表面微裂紋、內部空氣剝離層的狀況，根據其狀態，來制定其保養方案。保養后，同樣可以用數據判斷高壓電機的絕緣狀態，根據其狀態，來判斷該電機的通過保養后，絕緣狀態是否改善，絕緣是否可以放心使用。這樣的技術值得引進到國內，為國內的高壓電機應用行業提供明確的數據，真正實現高壓電機絕緣狀態的數字化管理，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部，便利電機的維護。

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