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(biāo)準(zhǔn) GB755《旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)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(yīng)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(yīng)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(gòu)的安全性能越差。當(dāng)所測的絕緣電阻值低于標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(shè)備的限制,安裝調(diào)整復(fù)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(fēng)洞地坑的高壓電機,可以利用電機底部風(fēng)洞地坑位置放置多塊遠(yuǎn)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。
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