提高燃?xì)怆姀S電氣設(shè)備絕緣可靠性的措施分析

梁洪銘

（廣東粵電中山熱電廠有限公司）

0 引言

電氣設(shè)備是燃?xì)怆姀S的核心設(shè)備，勵(lì)磁碳刷室刷架、燃機(jī)SFC逆變、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備大多處于高強(qiáng)度的運(yùn)行狀態(tài)，故相關(guān)人員要不斷提高設(shè)備絕緣的可靠性，通過(guò)建立穩(wěn)定的運(yùn)行體系，控制設(shè)備制造、使用、維護(hù)方面的問(wèn)題，再給予精準(zhǔn)、科學(xué)的管理，有利于提高燃?xì)怆姀S電氣的功能性。另外，相關(guān)人員要保障蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組的基礎(chǔ)功能，從改造、監(jiān)測(cè)兩個(gè)方向進(jìn)行優(yōu)化。

1 溫濕度對(duì)燃?xì)怆姀S電氣設(shè)備絕緣水平的影響

1.1 電氣設(shè)備絕緣水平概述

電氣設(shè)備檢查的重點(diǎn)是分析絕緣電阻值的變化，通過(guò)確定生產(chǎn)制造、交通崗運(yùn)輸、燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)等要點(diǎn)，這些問(wèn)題均可能誘發(fā)安全、運(yùn)輸不當(dāng)?shù)碾[患，故相關(guān)人員要分析出相對(duì)濕度、污染等因素對(duì)電氣設(shè)備的影響。同時(shí)，電氣絕緣水平與電場(chǎng)磁化作用有一定關(guān)系，在電場(chǎng)磁化影響下會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備發(fā)熱，并且還會(huì)受到應(yīng)力、銹蝕的作用，降低電氣設(shè)備的絕緣功能。

1.2 溫度對(duì)電氣設(shè)備絕緣水平的影響

不同溫度和濕度均會(huì)影響電氣設(shè)備的絕緣功能，大多數(shù)電氣設(shè)備處于高濕度環(huán)境中，其絕緣電阻值相對(duì)較低。干燥環(huán)境中，電氣設(shè)備的絕緣功能就會(huì)優(yōu)于濕度高的環(huán)境。因此，相關(guān)人員要盡可能控制電氣設(shè)備的濕度參數(shù)，再給予必要的監(jiān)測(cè)與優(yōu)化，有利于提高電氣設(shè)備絕緣的可靠性［1］。

2 高電壓電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)的必要性

2.1 發(fā)現(xiàn)絕緣功能問(wèn)題

高壓電氣設(shè)備絕緣性能檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中，相關(guān)人員要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)合耐壓測(cè)試、性能檢測(cè)等措施進(jìn)行監(jiān)控，方便在完成絕緣檢測(cè)測(cè)試的過(guò)程中了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)開(kāi)展絕緣檢測(cè)測(cè)試，分析設(shè)備是否存在絕緣功能異常問(wèn)題，再依此制定科學(xué)的處理方案，消除設(shè)備運(yùn)行安全隱患問(wèn)題。

2.2 促進(jìn)設(shè)施整改

為鞏固高壓電網(wǎng)工程的正常運(yùn)行，相關(guān)人員要參照已有的管理標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范恒定電氣設(shè)備的絕緣標(biāo)準(zhǔn)，尤其是要重視設(shè)備種類、電氣設(shè)備功能、軟件配置要求要點(diǎn)，再結(jié)合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)分析電氣設(shè)備正常運(yùn)行指標(biāo)和理論值之間的差距［2］。同時(shí)，在設(shè)施正常施工過(guò)程中，檢測(cè)人員也需要具備專業(yè)的資質(zhì)，通過(guò)了解作業(yè)要點(diǎn)、作業(yè)運(yùn)行、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，再分析電氣設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架，提高絕緣檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度和專業(yè)性。

2.3 提升電氣設(shè)備安全系數(shù)

完成絕緣性能檢測(cè)分析后，相關(guān)人員要將絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)用至電力網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，進(jìn)而提高供電電路的穩(wěn)定性。在此過(guò)程中，相關(guān)人員要分析設(shè)備的實(shí)際絕緣效果，再?gòu)亩鄠€(gè)角度、多個(gè)方向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)特征，提高絕緣效果、安全系數(shù)綜合分析的有效性。另外，相關(guān)人員也要分析電阻、電壓、電流等指標(biāo)的變化值，結(jié)合必要的分析試驗(yàn)，完成電氣設(shè)備的組裝工程。

3 提高發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷室刷架絕緣可靠性的方法

電廠長(zhǎng)期工作中，勵(lì)磁碳刷室刷架的功能可能會(huì)出現(xiàn)一定變化，特別是裝備絕緣水平無(wú)法滿足相關(guān)要求時(shí)，就會(huì)影響發(fā)電機(jī)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)。但是，勵(lì)磁碳刷室刷架難免會(huì)與外界空氣接觸，在通風(fēng)口的作用下接觸一定濕度的氣體，就會(huì)導(dǎo)致碳刷室處于負(fù)壓狀態(tài)，影響空氣壓力的產(chǎn)生，限制了碳刷碳粉的排放。同時(shí)，在陰雨條件下，潮濕的水蒸氣會(huì)集聚在碳刷室內(nèi)部，此時(shí)室內(nèi)的濕度較高，并且電氣設(shè)備表面會(huì)附著一定灰塵，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、刷架的絕緣指標(biāo)低于常規(guī)值（0.5MΩ）。為了提高勵(lì)磁碳刷室刷架的絕緣水平，相關(guān)人員可事先確定碳刷風(fēng)道末端的位置，在該位置加設(shè)自動(dòng)窗片，當(dāng)碳刷室電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)窗片系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，促使室內(nèi)碳粉排出外界。另外，碳刷室會(huì)受到負(fù)壓狀態(tài)的影響，在窗片的重力作用下，要強(qiáng)化窗片的監(jiān)控及管理，避免外界的粉塵、雜質(zhì)、濕氣進(jìn)入室內(nèi)。當(dāng)自動(dòng)窗片處理后滿足絕緣要求，相關(guān)人員可結(jié)合電氣設(shè)備的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)選擇電動(dòng)式窗葉、風(fēng)壓自動(dòng)式窗葉組件，可消除傳統(tǒng)窗葉不穩(wěn)定所帶來(lái)的安全隱患［3］。

4 提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣可靠性的方法

旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣在發(fā)電機(jī)定子長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，其絕緣因子、連續(xù)云母會(huì)受到老化問(wèn)題的影響，若發(fā)電機(jī)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)20年，相關(guān)人員要考慮做好發(fā)電機(jī)機(jī)組絕緣性能的更新操作，消除絕緣性能方面的問(wèn)題。因此，相關(guān)人員可從以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化：第一，做好旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣在發(fā)電機(jī)定子裝置的老化鑒定，通過(guò)必要的試驗(yàn)、分析，在定量、定性的分析管理中進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，分析介質(zhì)損失角、增量指標(biāo)、擊穿電壓指標(biāo)以及帶電設(shè)備是否存在漏電問(wèn)題等情況。通過(guò)結(jié)合當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)指標(biāo)，再探討影響絕緣試驗(yàn)結(jié)果的不確定因素，給予靜音檢查，分析整體電氣設(shè)備運(yùn)行情況和擊穿率，得到平均擊穿電壓參數(shù)。第二，測(cè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)線棒功能的過(guò)程中，相關(guān)人員要做好擊穿電壓分段擊穿要求，利用數(shù)學(xué)處理方式評(píng)估整體機(jī)組的擊穿強(qiáng)度，以小面積電氣強(qiáng)度分析大面積強(qiáng)度指標(biāo)，得到整體機(jī)組的絕緣性能。但是，取線棒會(huì)隨著拔取操作的影響出現(xiàn)一定機(jī)械受損問(wèn)題，這一問(wèn)題勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，并且部分試驗(yàn)還會(huì)受到理論研究和操作經(jīng)驗(yàn)的限制，所以相關(guān)人員要利用物理化學(xué)方式評(píng)估絕緣狀態(tài)的變化情況，在控制交流耐壓頻率的基礎(chǔ)上做好充足、系統(tǒng)的研究，提高絕緣可靠性水平［4］。第三，絕緣電阻測(cè)量方法應(yīng)當(dāng)利用兆歐表對(duì)被試驗(yàn)的理念進(jìn)行管理，通過(guò)確定電氣設(shè)備的絕緣效果，直流電壓指標(biāo)，得到多層絕緣體的性能。在施加直流電壓的作用下，會(huì)促使部分電流得到吸收，降低了通過(guò)電子設(shè)備的電流指標(biāo)，也能讓這一指標(biāo)始終趨于一個(gè)相對(duì)較為穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)。因此，相關(guān)人員要細(xì)致分析出電氣設(shè)備的絕緣性能，若設(shè)備貫穿性能存在一定隱患，那么設(shè)備的絕緣電阻性能就會(huì)明顯降低，此時(shí)要利用兆歐表分析電氣元件電流的變化狀態(tài)。比如變電站內(nèi)針式絕緣子出現(xiàn)了開(kāi)裂問(wèn)題時(shí)，絕緣電阻的數(shù)值就會(huì)明顯降低，而這一問(wèn)題可利用兆歐表測(cè)試，在準(zhǔn)確測(cè)量、評(píng)估、判斷的基礎(chǔ)上分析周圍環(huán)境、溫濕度、表面污穢的實(shí)際影響，在必要的判斷中考慮與發(fā)電機(jī)運(yùn)行相關(guān)的因素，包括發(fā)電機(jī)的尺寸、體積以及空氣濕度等指標(biāo)，可準(zhǔn)確評(píng)估出絕緣電阻參數(shù)。完成絕緣參數(shù)測(cè)量后，相關(guān)人員要評(píng)估大氣、表面污穢對(duì)絕緣電阻的實(shí)際影響，并做好細(xì)致、全面的分析統(tǒng)籌，利用短接電極短路的方式，并連通地面10min以上，促使發(fā)電機(jī)的剩余電量均得到有效的釋放，方便開(kāi)展其他方面的試驗(yàn)。

5 提高燃機(jī)SFC逆變和整流柜絕緣水平的方法

燃機(jī)SFC逆變和整流柜也是維系電氣設(shè)備正常運(yùn)行的重要組件，故相關(guān)人員要了解燃機(jī)SFC逆變和整流柜絕緣水平變化與環(huán)境變化之間的關(guān)系，通過(guò)控制柜內(nèi)的濕度指標(biāo)，消除柜內(nèi)電容零件凝露的問(wèn)題。為了提高整體電氣設(shè)備的絕緣水平，相關(guān)人員要利用接觸器連接觸點(diǎn)和加熱器電源，促進(jìn)加熱器的自動(dòng)投退。整流柜停止運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)回路的觸點(diǎn)就會(huì)斷開(kāi)，此時(shí)加熱器是停止工作的；當(dāng)整流柜停止運(yùn)行時(shí)，接觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)立即合上，此時(shí)加熱器具有除濕的效果（兼用熱風(fēng)機(jī)和加熱器），并且熱風(fēng)保養(yǎng)型加熱器是普通加熱器效果的5倍［5］?？傊?，借助熱風(fēng)保養(yǎng)型加熱器提高燃機(jī)的絕緣功能，不僅能夠優(yōu)化SFC逆變和整流柜的運(yùn)行狀態(tài)，還能避免電容等功率器件凝露問(wèn)題的不利影響。同時(shí)，串聯(lián)整流柜風(fēng)機(jī)回路也能促使整流風(fēng)機(jī)處于較好的運(yùn)行狀態(tài)，確保整體機(jī)組的除濕效果和溫度始終在相關(guān)要求內(nèi)。

6 提高電源系統(tǒng)絕緣可靠性的措施

大多燃?xì)怆姀S電源系統(tǒng)使用了6kV、380V或者是保安電源系統(tǒng)。在此過(guò)程中，6kV電源系統(tǒng)可自動(dòng)切換接線方式。通過(guò)發(fā)送相關(guān)指令，在信號(hào)傳輸、信號(hào)接收、信號(hào)處理的過(guò)程中優(yōu)化LCD信號(hào)，確保電源系統(tǒng)的基本參數(shù)處于正常的范圍內(nèi)。另外，利用手動(dòng)合閘操作，可避免合閘閉鎖問(wèn)題的出現(xiàn)，期間要保障380V電源系統(tǒng)的可靠性，在關(guān)鍵區(qū)域配置兩段保安母線，并對(duì)工作、保安、備用、直流、熱控、DCS電源的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，保證整體機(jī)組的絕緣功能性。待確保機(jī)組的功能性后，促使備用機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)，可提高機(jī)組的絕緣效果［6］。另外，電機(jī)接線防雨設(shè)計(jì)改造也能降低設(shè)備的含水量，通過(guò)強(qiáng)化金屬軟管、接線盒口的基本功能，并對(duì)關(guān)鍵元器件進(jìn)行密封加固，減少使用塑料紙包，可避免內(nèi)部水汽無(wú)法散出的問(wèn)題。通過(guò)控制接線盒內(nèi)的濕度，不僅可進(jìn)一步提高設(shè)備的絕緣性能，還能降低線路短路、電源短路的問(wèn)題，故相關(guān)人員要利用監(jiān)控技術(shù)確定電機(jī)接線盒的最佳安裝位置，在接線盒配置一個(gè)可移動(dòng)的不銹鋼防雨罩，避免內(nèi)部重要元器件受潮問(wèn)題的消極影響。

7 提高燃?xì)怆姀S電氣設(shè)備絕緣可靠性的檢測(cè)措施

7.1 耐壓實(shí)驗(yàn)主回路設(shè)計(jì)檢測(cè)

耐壓實(shí)驗(yàn)可分析出關(guān)鍵電器件的功能性，所以利用耐壓實(shí)驗(yàn)分析電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，在同一平臺(tái)中展開(kāi)工頻交流和直流的實(shí)驗(yàn)，再給予耐壓測(cè)試。通過(guò)“積木拼接”的方式搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行裝化處理，再使用柱體短路棒技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)接線情況，從而在準(zhǔn)確、直觀、科學(xué)、全面的監(jiān)控中分析出錯(cuò)誤接線的問(wèn)題，以期消除設(shè)備損毀而帶來(lái)的安全隱患。同時(shí)，球間隙是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)試品的重要措施，故相關(guān)人員分析實(shí)驗(yàn)展開(kāi)測(cè)試，有利于降低絕緣試品的成本支出。實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)要使用ARM微處理器展開(kāi)高精度的測(cè)量工作，此時(shí)要使用電機(jī)拖動(dòng)調(diào)壓方式進(jìn)行人機(jī)交互，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果，在STM32F103處理器的支持下進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，了解變壓器、交流回路、直流電壓以及采樣結(jié)果之間的關(guān)系，再將各個(gè)元器件的電量呈現(xiàn)到液晶屏上，方便在任務(wù)面板中進(jìn)行壓力的調(diào)節(jié)操作。當(dāng)通過(guò)設(shè)備的電壓超過(guò)常規(guī)參數(shù)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量球隙擊穿的問(wèn)題，故此時(shí)要記錄擊穿瞬間的電壓值，可方便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的記錄與監(jiān)控，也能方便在必要的校準(zhǔn)、測(cè)試中分析電壓的變化。

7.2 互感器連續(xù)監(jiān)測(cè)

互感器連續(xù)監(jiān)測(cè)可全面提高各類電氣元件的穩(wěn)定性，也能在預(yù)防性監(jiān)測(cè)控制中了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。因此，相關(guān)人員要建立連續(xù)監(jiān)測(cè)方案，做好必要的維修統(tǒng)計(jì)，降低電氣設(shè)備檢修的難度。第一，要利用全密封及自動(dòng)化管理降低冷空氣、水汽進(jìn)入室內(nèi)，在保證裝置功能性的過(guò)程中了解裝置泄漏、絕緣電阻性能方面的問(wèn)題。第二，利用試驗(yàn)分析裝置的局部放電問(wèn)題，在統(tǒng)計(jì)放電量參數(shù)的基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)局部放電缺陷問(wèn)題。在全密封改造優(yōu)化后，要從各個(gè)角度分析裝置的絕緣電阻、裝置損耗情況，以便在串級(jí)式電壓分析下了解電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。總之，相關(guān)人員要利用可靠的管理措施分析絕緣電子、電氣設(shè)備的極化指數(shù)，得到相關(guān)吸收比指標(biāo)。兆歐表也可評(píng)估極化參數(shù)和理論值的關(guān)系，且該方法不會(huì)對(duì)設(shè)備有任何破壞性影響。完成絕緣電阻的評(píng)估分析后，可得到絕緣狀況指標(biāo)。當(dāng)測(cè)得絕緣電阻指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，那么絕緣電阻值并不會(huì)出現(xiàn)很大的改變；待測(cè)得絕緣電阻的參數(shù)后，若絕緣存在介質(zhì)性缺陷問(wèn)題時(shí)，電氣設(shè)備必會(huì)受到潮氣的影響。同時(shí)，低電壓狀態(tài)下的絕緣電阻參數(shù)也會(huì)受到影響，此時(shí)相關(guān)人員要分析絕緣電阻結(jié)果參數(shù)，在分析溫濕度變化的過(guò)程中得到絕緣電阻指標(biāo)，從而提高互感器的功能性。值得注意的是，相關(guān)人員要做好電氣設(shè)備的更新，尤其是要給予必要的保護(hù)、維修和優(yōu)化，避免絕緣電阻下降異常方面的問(wèn)題［7］。

8 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)燃?xì)怆姀S進(jìn)行防護(hù)改造后，相關(guān)人員要做好設(shè)備絕緣水平的分析工作，在消除電氣設(shè)備故障問(wèn)題的過(guò)程中給予電氣設(shè)備必要的防護(hù)，以期提高關(guān)鍵性電氣設(shè)備的功能性及穩(wěn)定性。同時(shí)，相關(guān)人員要做好電氣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)絕緣處理操作，尤其是要控制電氣設(shè)備內(nèi)的水汽，提高電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性。