電動(dòng)機(jī)絕緣電阻檢測及故障處理

陳兆明

(大連國通電氣有限公司，遼寧大連116600)

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電動(dòng)機(jī)絕緣電阻檢測及故障處理

陳兆明

(大連國通電氣有限公司，遼寧大連116600)

絕緣材料的絕緣強(qiáng)度是絕緣材料的重要性能指標(biāo)。電機(jī)是由繞組和鐵心構(gòu)成的，兩者之間是由絕緣材料隔開的，所以絕緣結(jié)構(gòu)就成為電機(jī)的重要組成部分，同時(shí)，絕緣結(jié)構(gòu)也是電機(jī)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了電動(dòng)機(jī)絕緣電阻的檢測和有關(guān)絕緣故障的處理方法，為技術(shù)人員進(jìn)行電動(dòng)機(jī)絕緣的檢測和維護(hù)提供了參考。

絕緣材料；電動(dòng)機(jī)；絕緣電阻；檢測

0 引言

長期沒有運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)前應(yīng)測量絕緣電阻。新投入或大修后的電動(dòng)機(jī)在投入運(yùn)行前，也應(yīng)該進(jìn)行絕緣電阻的檢查。電動(dòng)機(jī)繞組對鐵心，外殼以及各繞組之間都是絕緣的，但這種絕緣是相對的，絕緣電阻就是反映在一定直流電壓作用下，泄漏電流的大小。泄漏電流越大，絕緣電阻越低。絕緣材料的潮濕與臟污，將使泄漏電流增加，絕緣電阻降低。所以，測量繞組的絕緣電阻，就能檢查出繞組絕緣的受潮及臟污情況，它是衡量電動(dòng)機(jī)能否安全運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)。

GB/T 1032—2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》中第5.1項(xiàng)，另外在GB/755—2009《旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能》，GB/14711—2013《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》，GB/12350—2009《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》等國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中，都給出了具體要求。

1 電動(dòng)機(jī)絕緣電阻檢測試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)儀表的選擇要求

測量絕緣電阻的儀表稱為絕緣電阻表，簡稱兆歐表，其規(guī)格是按其所發(fā)出的額定電壓值來確定的。電機(jī)試驗(yàn)常用的有250V、500V、1000V、2500V四種，高壓電機(jī)還要用到5000V和10000V兩種。測量電機(jī)繞組絕緣電阻時(shí)，不同電壓等級的電機(jī)應(yīng)選用不同規(guī)格的兆歐表，表1為GB/T 1032—2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》中的選用規(guī)定。另外，在測量埋置在繞組內(nèi)和其他發(fā)熱元件中的熱敏元件等的絕緣電阻時(shí)，一般應(yīng)選用250V規(guī)格的兆歐表。

表1 兆歐表選用規(guī)定

1.2 測量方法及注意事項(xiàng)

1.2.1 儀表在使用前的檢查

使用前，先檢查表和其引出線是否正常。將兩條引出線短路，搖動(dòng)儀表或打開儀表電源開關(guān)，進(jìn)入測量狀態(tài)，儀表的指針偏轉(zhuǎn)到0處，再將兩條引出線斷開進(jìn)行測量，指示為∞，則說明正常，如圖1所示。為避免引線之間的絕緣不良，影響測量結(jié)果的判定，應(yīng)使用兩條單獨(dú)的絕緣導(dǎo)線，即不允許使用雙絞線。

圖1 儀表在使用前的檢查方法

1.2.2 繞組絕緣電阻的測量方法和注意事項(xiàng)

對于籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，只測量定子繞組的絕緣電阻；對于繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，應(yīng)分別測量定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組以及集電環(huán)間的絕緣電阻。

1.2.2.1 電機(jī)對地絕緣電阻的測量

繞組與金屬機(jī)殼之間的絕緣電阻簡稱“對地絕緣”。測量前，將三相繞組按運(yùn)行時(shí)的要求連接(三角形或星形)或用裸導(dǎo)線將所有出線端連接在一起，然后進(jìn)行接線和測量，如圖2所示。

圖2 電機(jī)對地絕緣電阻測量接線

(1)儀表的L端與被測繞組相接，E端與金屬相接。

(2)測量時(shí)，對于手搖發(fā)電的兆歐表，其轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在120r/min左右。

(3)讀數(shù)應(yīng)在儀表指針達(dá)到穩(wěn)定以后(GB/T 1032—2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》中第5.1.1.3)規(guī)定為試驗(yàn)電壓事假1min后)讀取。同時(shí)記錄繞組溫度(冷態(tài)測量時(shí)為環(huán)境溫度)

(4)測量之后，用導(dǎo)體對被測繞組與金屬機(jī)殼之間放電后拆下引接線。直接拆線有可能被儲存的電荷電擊，特別是大容量的高壓電機(jī)。

1.2.2.2 測量繞組各相之間的絕緣電阻

繞組各相之間的絕緣電阻簡稱為“相間絕緣”，此時(shí)三相繞組的頭、尾均應(yīng)引出到機(jī)殼外，各相繞組不進(jìn)行連接。儀表的兩個(gè)引接線分別與兩相繞組的一個(gè)出線端相接，剩余一相繞組應(yīng)與機(jī)殼相連。如圖3所示，分三次完成全部測量。測量和讀數(shù)方法同1.2.2.1規(guī)定，注意每次測量后拆線前要對地放電。

圖3 電機(jī)繞組各相之間絕緣電阻測量

1.3 絕緣電阻測量結(jié)果的判定

繞組絕緣電阻的最小限值大小與測量時(shí)繞組的溫度有關(guān)，另外還與電機(jī)的用途，使用環(huán)境(主要是環(huán)境相對濕度)工作方式等有關(guān)。

對于測量時(shí)繞組的溫度，分常溫下的冷態(tài)和額定負(fù)載運(yùn)行到熱穩(wěn)定狀態(tài)兩種。若測量值較小，應(yīng)考慮電機(jī)繞組是否受潮，若有受潮跡象，應(yīng)對繞組進(jìn)行烘干后再次測量并用于考核。

1.3.1 普通用途電機(jī)的考核標(biāo)準(zhǔn)

(1)熱態(tài)絕緣電阻最小允許值

在熱狀態(tài)下所測得的絕緣電阻RM(MΩ)應(yīng)不小于用式(1)所求得的數(shù)值

RM=U/(1000+P/100)

(1)

式中，U—電機(jī)繞組的額定電壓(V)；P—電機(jī)的額定容量(kW)。

因中型以下電機(jī)的容量在3000kW以下，使上式中的P/100遠(yuǎn)小于1000，所以可以認(rèn)為1000+P/100≈1000。

因此，中型以下電機(jī)絕緣電阻最小允許值的考核標(biāo)準(zhǔn)可用如下簡略公式

RM=U/1000

(2)

在GB/14711—2013《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》中規(guī)定，若用式(1)計(jì)算所得數(shù)值小于0.38MΩ，則應(yīng)以0.38MΩ作為最小允許值，對于額定電壓為220V的交流電機(jī)，用上式計(jì)算為0.22MΩ，但仍應(yīng)用0.38MΩ作為考核標(biāo)準(zhǔn)。

(2)冷態(tài)絕緣電阻最小允許值

在GB/14711—2013《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》中規(guī)定，對額定電壓≤1kV的低壓電機(jī)，應(yīng)≥5MΩ，對額定電壓>1kV的高壓電機(jī)，應(yīng)≥50MΩ。

絕緣電阻與溫度關(guān)系很大。溫度升高，絕緣電阻將下降，溫度降低，絕緣電阻將升高。對500V以下的電動(dòng)機(jī)，溫度低于75℃的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)相應(yīng)增高。

表2 標(biāo)準(zhǔn)值參考

2 電動(dòng)機(jī)絕緣故障處理

2.1 絕緣電阻偏低對電動(dòng)機(jī)的影響

(1)槽絕緣電阻偏低，則導(dǎo)致繞組接地故障；

(2)層間絕緣和端部絕緣電阻偏低，則引起相間短路；

(3)漆包線外層的漆膜破損，造成匝間短路；

2.2 絕緣電阻偏低的處理

當(dāng)運(yùn)行中電機(jī)的絕緣電阻過低時(shí)，對電機(jī)進(jìn)行清掃、清洗、浸漆等工作的目的就在于提高電機(jī)的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)然也包括提高耐潮性能、導(dǎo)熱性能以及化學(xué)穩(wěn)定性。另外，電機(jī)繞組在槽內(nèi)的固定、端部的綁扎等都是為了使繞組具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和整體性，并以此來保證良好的絕緣強(qiáng)度。具體可參考如下。

(1)受潮或水滴入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，應(yīng)烘干處理。

(2)繞組有油污，可用汽油清洗，定子繞組上有灰塵，先用軟毛刷清掃，再用壓縮空氣吹去灰塵及碳化物。

(3)接線盒絕緣接線板損壞應(yīng)更換；引出線和接線盒內(nèi)絕緣不良，應(yīng)用絕緣材料重新包扎。

(4)絕緣脫落，受機(jī)械損傷或化學(xué)腐蝕時(shí)，先找到脫落或受傷點(diǎn)，再進(jìn)行修補(bǔ)刷漆。電動(dòng)機(jī)繞組絕緣老化，應(yīng)重新浸漆，烘干或重新繞制。

(5)對于被油泥，塵垢嚴(yán)重污染、粘接的繞組，應(yīng)先清洗干凈，然后再烘干，浸漆和再烘干處理。

3 結(jié)語

電動(dòng)機(jī)絕緣材料的絕緣性能高低，事關(guān)電動(dòng)機(jī)是否能夠安全有效運(yùn)行。通過對電動(dòng)機(jī)絕緣電阻的測定，可以為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行提供可靠的保證信息。對絕緣故障的電機(jī)，采取措施進(jìn)行處理維護(hù)，可以降低設(shè)備的停機(jī)率，從而會使生產(chǎn)更安全、更高效。

[1] 才家剛，吳亞旗.三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)檢測技術(shù)手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2014.

[2] 高慶敏.電氣防火技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3] 許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M]第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[4] 楊萬青，劉建忠.實(shí)用異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)安裝與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

[5] 上海電器科學(xué)研究所中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊編寫組.中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

Detection and Fault Treatment for Insulation Resistance of Motor

ChenZhaoming

(Dalian Guotong Electric Co ., Ltd ., Dalian 116600, China)

The dielectric strength is important performance index of insulation material. The electric motor consists of windings and iron core, and they are separated by insulation material. Therefore, insulation structure is the important component of motor, and it is a weakness link of motor. This paper introduces the detection of insulation resistance and the handling method of relative insulation fault combined with relevant standards. They can provide

for engineering technicians in detection and maintenance of motor insulation.

Insulation material；electric motor；insulation resistance；detection

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.06.12

TM303.4

B

1008-7281(2016)06-0037-003

陳兆明 男 1972年生；畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)電機(jī)電器及其控制專業(yè)，現(xiàn)從事電氣產(chǎn)品質(zhì)量管理及設(shè)備維護(hù)工作.

2016-05-29