電機(jī)絕緣檢測(cè)手段分析與應(yīng)用

蔡潛 趙國(guó)華 王曉陽(yáng) 張昊

摘要：絕緣檢測(cè)試驗(yàn)在電機(jī)新造和修理中廣泛應(yīng)用，如何判斷電機(jī)絕緣狀態(tài)的好壞，以便及時(shí)更換絕緣成為擺在我們的難題，本文結(jié)合實(shí)踐，對(duì)幾種絕緣檢測(cè)試驗(yàn)的目的、原理、故障診斷進(jìn)行了深入分析，對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，提出了絕緣檢測(cè)試驗(yàn)方法綜合應(yīng)用的工藝流程。

關(guān)鍵詞：絕緣檢測(cè) 產(chǎn)品制造 判斷 應(yīng)用

0、前言

牽引電機(jī)做為高鐵、動(dòng)車的心臟，在鐵路安全運(yùn)營(yíng)中起著至關(guān)重要的作用，絕緣又是牽引電機(jī)的重中之重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的電氣故障都是由于絕緣的破損、老化導(dǎo)致接地、匝短造成的。如何發(fā)現(xiàn)電機(jī)絕緣的內(nèi)在缺陷、隱患，及時(shí)更換絕緣成為擺在牽引電機(jī)檢修部門的難題?？總鹘y(tǒng)絕緣電阻、直流泄流、工頻耐壓幾種檢測(cè)方法檢測(cè)，電機(jī)絕緣通過(guò)檢測(cè)后一年內(nèi)故障率較高，于是我們引入極化指數(shù)、介質(zhì)損耗等新的檢測(cè)方法，并與傳統(tǒng)檢測(cè)方法綜合應(yīng)用，最后對(duì)絕緣狀態(tài)做出綜合評(píng)價(jià)，提高電機(jī)絕緣故障診斷準(zhǔn)確率。

本文主要將對(duì)電氣絕緣整體性能的下降造成的絕緣電阻低問(wèn)題進(jìn)行分析與應(yīng)用。

1、絕緣電阻檢測(cè)原理

在絕緣檢測(cè)方面，絕緣電阻測(cè)量是一個(gè)有效、方便、快捷的檢測(cè)手段。絕緣電阻能夠直觀的反映出絕緣的整體狀態(tài)。原理是在絕緣上施加直流電壓，測(cè)量出絕緣的電阻值，它反映了絕緣的伏安特性。絕緣電阻測(cè)量是一種非破環(huán)性試驗(yàn)，它檢測(cè)絕緣的分布式缺陷，對(duì)電機(jī)而言，它測(cè)量的是所有絕緣并聯(lián)后的總電阻，所以查找故障點(diǎn)需要分段查找。

2、絕緣電阻低原因

絕緣電阻低主要有兩個(gè)原因，一是吸潮，絕緣結(jié)構(gòu)中往往存在由于有機(jī)物揮發(fā)所形成的許多微觀的針孔和裂紋，而絕緣材料中有許多強(qiáng)極性物資，分子中含有OH基的有機(jī)纖維材料，以及其他如組織疏松、多孔狀材料，因此具有較大的吸潮性。水分子的尺寸和粘度都很小，能夠透入絕緣存在的毛細(xì)孔和裂紋中，被吸濕材料吸收，并能部分溶解于各種絕緣油、絕緣漆中，因此在絕緣結(jié)構(gòu)的表面和內(nèi)部，或多或少含有水分。水分的存在，能使絕緣體的漏導(dǎo)電流大大增加，絕緣結(jié)構(gòu)單純由于吸潮時(shí)，其絕緣電阻值在波動(dòng)，但從長(zhǎng)期趨勢(shì)來(lái)看，其降低值極慢，如圖1（a）所示，在這種情況下通過(guò)烘干可以提升絕緣電阻。通過(guò)真空壓力浸漆提高絕緣的防潮能力。二是沾污或破損，絕緣結(jié)構(gòu)表面在粘積導(dǎo)電性塵埃后，其表面的漏導(dǎo)電流大大增加，造成絕緣電阻的下降。主要表現(xiàn)為絕緣電阻值波動(dòng)趨勢(shì)越來(lái)越低，直到無(wú)法恢復(fù)規(guī)定值。這種情況下，烘干無(wú)法提升絕緣電阻，只有找到故障點(diǎn)，清除導(dǎo)電粉塵或?qū)⑵茡p部分修復(fù)方可提升。

3、絕緣電阻實(shí)例分析

根據(jù)鐵標(biāo)TB/T2436-93《鐵路機(jī)車用旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用基本條件》規(guī)定，電機(jī)繞組的絕緣電阻在熱態(tài)或接近工作溫度時(shí)，應(yīng)不低于

R=U/（1000+P/100）

式中 R-電機(jī)繞組的絕緣電阻，MΩ;

U-電機(jī)繞組的額定電壓， V;

P-電機(jī)的額定功率，kW;

某型號(hào)電機(jī)在出廠前檢測(cè)繞組絕緣電阻合格，到達(dá)用戶目的地再次檢測(cè)時(shí)發(fā)生絕緣電阻低現(xiàn)象。查詢目的地現(xiàn)場(chǎng)天氣濕度數(shù)據(jù)，濕度在80%～98%之間，濕度非常大。根據(jù)鐵標(biāo)TB/T2436-93《鐵路機(jī)車用旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用基本條件》規(guī)定，整機(jī)絕緣要求應(yīng)不低于1.1 MΩ。

為進(jìn)一步驗(yàn)證潮氣對(duì)于絕緣電阻影響，選取三臺(tái)電機(jī)在不同工況下檢測(cè)繞組絕緣電阻。

測(cè)試結(jié)果匯總：

通過(guò)以上驗(yàn)證，說(shuō)明本次電機(jī)絕緣電阻低是由于接線盒內(nèi)接線板存在污物，在潮濕環(huán)境下，污物受潮，引起表面電阻低，電機(jī)絕緣電阻低現(xiàn)象。

從原理上進(jìn)行分析：絕緣電阻是施加于絕緣的直流電壓除以某一時(shí)刻全部合成電流的商?？偟暮铣呻娏鳎↖T）是 4 個(gè)不同電流的和：表面泄漏電流（IL）、幾何電容電流（IC）、電導(dǎo)電流（IG）和吸收電流（IA）。絕緣電阻測(cè)試中各種電流的等效電路如圖 2 所示。

幾何電容電流通常不影響測(cè)量，可以忽略不計(jì);吸收電流與絕緣材料和繞組溫度有關(guān);在粘結(jié)較好的絕緣系統(tǒng)中，電導(dǎo)電流幾乎為零，除非受潮;表面泄露電流對(duì)于時(shí)間是恒定的，高的表面泄露電流會(huì)導(dǎo)致絕緣電阻低，是由于潮濕或?qū)щ娢廴疽鸬摹?/p>

4、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的分析，我們對(duì)電機(jī)絕緣檢測(cè)的方法、原理，結(jié)果判斷有了深入的了解，明確了電機(jī)絕緣檢驗(yàn)流程。但這些更側(cè)重于理論層面，還需要在實(shí)踐中不斷驗(yàn)證、總結(jié)和修正，當(dāng)前，技術(shù)引進(jìn)和風(fēng)電產(chǎn)品正不斷深化，面臨很多新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，其中電機(jī)絕緣檢測(cè)是很重要的一個(gè)方面，廣大技術(shù)和檢查人員只有把絕緣檢測(cè)試驗(yàn)的方法、原理，故障診斷深入理解，理論結(jié)合實(shí)踐，才能快速對(duì)各種故障做出準(zhǔn)確的判斷，從而進(jìn)一步提高自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也有助于公司產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高。

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