旋转电机绝缘系统老化的判定方法.doc

旋转电机绝缘系统老化的判定方法 摘要：旋转电机在各个行业都发挥着重要的作用，其中，作为主要构成部分的绕组、绝缘系统，是决定旋转电机寿命的关键。本文以高压旋转电机为对象，确定一个可靠的绝缘老化的判断方法， 论文关键词：旋转电机,绝缘,老化,判定 　　旋转电机的故障原因中，轴承磨损约占24%，其次，绝缘老化约占21%，是占比重较大的二大故障。从故障部位来看，定子绕组约占55%，轴承约占34%。此外，定子绕组由于机械故障导致损伤的情况也不少见。 　　一般认为：旋转电机运行超过十年之后，由于绝缘老化及不良的环境因素（潮湿、污垢）导致故障明显增多。 　　2 高压电动机的绝缘老化原因 　　旋转电机绝缘老化的主要原因，主要有“热能”、“电压”、“机械能” 　　以及“环境”等。 　　所谓“热能”导致的老化，是指绕组在运行中发热而导致绝缘材料的氧化及热解，使绝缘特性及绝缘层的机械强度降低。“电压”导致的老化，是指通常运行时的电压及起动、停止时的瞬态电压，导致部分放电现象，使绝缘特性降低。“机械能”导致老化的原因是电磁力与振动导致的机械应力，使绝缘层变形、剥落、龟裂及损伤。“环境”导致的老化原因，是 　　指由于导电性物质的附着及环境潮湿导致的污垢，使绝缘层表面的绝缘性能降低。 　　此外，酸、碱、有机溶液及油等特殊物质的存在，会发生化学反应而导致老化、溶解、膨胀等现象。事实上，旋转电机绝缘老化现象，往往是多种因素同时作用的结果。让我们看一下热能及电压等导致老化原因之间的相互作用吧。电压产生的介子损耗会导致温度上升，促使热老化的发生；而热能会导致温度上升，发生材料的物理性能改变和热老化，进而演变为部分放电现象。还有，放电现象改变了材料的耐受强度，因而加剧了老化状况。如此说来，导致老化的各因素之间，是互相作用、互相影响的，在现实中，老化大多是由于多种原因造成的。 　　根据绝缘方式与运行条件的组合，可以了解绝缘老化的进程。采用与旋转电机相同的绝缘等级，作成样机，对样机施加与旋转电机相同的、恒定的加速老化应力，得出绝缘强度降低的数椐，从而判断出绝缘寿命。该方法适用于直流机及低压异步电动机。 　　对运行中的旋转电机的绝缘状况，进行持续监测，定期进行分析判断，也可预测出绝缘寿命。 　　5 绝缘老化判断结果的评价方法 　　为了切实了解旋转电机绝缘老化状况，可以采用表1所示的判断方法。 　　表1 判断绝缘状况方法 　　试验项目 　　关注要点 　　与老化现象的关系 　　分类 　　潮湿 　　污损 　　剥落、 　　空隙 　　局部异常老化 　　目测 　　绝缘材料的损伤、变色、磨损、灰尘、油污、水分等的附着。 　　○ 　　△ 　　△ 　　A，C 　　绝缘电阻试验 　　绝缘电阻 　　○ 　　△ 　　△ 　　A 　　直流试验 　　极化指数 　　○ 　　交流电流试验 　　Delta;I电流增加率 　　第1电流递增值 　　第2电流递增值 　　○ 　　○ 　　○ 　　△ 　　○ 　　B 　　B,C 　　C 　　介质损耗试验 　　基值电压的tandelta; 　　E的tandelta;-tandelta;0 　　○ 　　○ 　　B 　　局部放电试验 　　局部放电启始电压 　　最大放电电荷 　　○ 　　○ 　　○ 　　○ 　　C 　　振动分析试验 　　绕组固有振动频率 　　○ 　　B 　　○：关系密切 △：有关 空白：无关 　　A：反映吸潮、变质、污损 　　B：反映剥落、空隙等总体状况，龟裂等局部异常现象难以反映 　　C：局部异常老化也可反映出。 　　对数椐的分析评价之所以难，有以下几点原因： 　　(1) 由于样机的规格、生产厂家、生产时间的不同，会使绝缘系统的材料及结构不同； 　　(2) 使用的条件不同； 　　(3) 发生绝缘老化的因素很多，各因素之间的相互作用是很复杂的。 　　作为可行的评价方法，可以采用得出的数据，以此为根据，通过多变量分析，再进行统计分析，具体有如下二种： 　　5.1区域分析法 　　如要对绝缘状况及处理方式进行分类有三种状态，即：绕组更新、加强绝缘强度、正常。对样机的相关数据进行分析，通过输出曲线的位置、动向，可以了解老化的倾向及速度，处理的办法及其时间也可相应得出。 　　5.2评价点分析法 　　该方法是通过采用较多的信息（判断数据）的回归分析法，用评价点来表示绝缘老化程度的方法。旋转电机多采用这种方法，在决定如何维护方面，极有参考价值。评价点与维护方式的关系如表2所示。 　　表2 评价点与维护方式的关系 　　评价点 　　3以下 　　5以下 　　5以上 　　维护方式 　　无须维护 　　强化绝缘 　　更换绕组 　　如表所示，评价点越高，绝缘老化的程度越