关于排涝泵站大型电动机定子绝缘问题的探讨 _知识百科

随着城市防洪排涝等级的提高，各类大型轴流泵、混流泵、离心泵已投入到排涝泵站的运行中，由于泵站通常建在低洼易涝地区，潮湿、通风不良等环境因素，以及运行过程中水工、机械和运行方式等工况的影响，经常会造成机组配套的大型电动机定子绝缘性能降低。据不完全统计，由定子绕组绝缘问题而造成的泵站停机事故约占全部停机事故的三分之一左右，已严重影响到城市的防洪排涝。因此，分析排涝机组定子绝缘电阻降低的原因，并找出合理的解决办法应是当下泵站管理人员亟待探讨的问题。
1、定子绕组绝缘降低的危害
在热状态下，一般中小型低压电动机的绝缘电阻值应不小于0.5兆欧，高压电动机每千伏工作电压定子的绝缘电阻值应不小于1兆欧。但经过多年的排涝运行后，我们发现机组定子的绝缘性能有所下降，如红旗浦排涝站装机的3台250KW排涝机组经过几年的运行后，在非汛期的设备检查中运行人员对其电动机定子绝缘进行测量，发现3台电动机的对地绝缘电阻均在0.5MΩ左右，说明定子绕组的绝缘性能已下降，必须查明原因并进行修复，以避免造成不必要的损失。
排涝机组若长期定子绝缘性能偏低，则在汛期或者台风期间，承泄区出现超标准水位时，排涝机组因扬程增加而导致轴功率上升，特别是电源工作电压在1000V以上的大型高压电动机，在运行过程中极易发生定子线圈匝间或者相间短路而烧毁电动机，直接影响机组的寿命。
2、定子绝缘电阻降低的原因
我们依据多年的排涝运行经验，结合排涝机组特定的环境和工况，对泵站大型电动机定
子绕组绝缘降低的原因进行分析。
以三相异步电动机为例，影响其绝缘性能的主要指标包括：
a、槽绝缘：防止绕组对铁芯（地）短路；
b、匝间绝缘：防止绕组匝间短路；
c、层间绝缘：针对双层绕组来说，防止层间绕组短路；
d、相间绝缘：防止三相绕组相间短路。
造成电动机定子绕组绝缘性能降低的原因主要有：环境污染、工况因素、泵房温度影响等方面。
2.1环境污染——潮湿、吸尘和其他污染物
排涝机组多安装于河道地势较低侧，其环境因素造成了机组定子线圈容易受潮受污染，污染物中含有盐分、酸性或碱性物质、金属离子、水份等，这些物质粘在定子线圈表面，腐蚀绝缘材料导致其电导率增大，电阻率降低，同时绝缘介质极化大大增强，介质中出现不同的介质分层，层面上有一个电荷重新分配的介质分层极化过程，其间会产生介质损耗。当线圈受污、受潮越严重，介质损耗也就越大，介质损耗使绝缘介质内部发热，温度上升，使得介损更加严重直至绝缘不断老化，最终导致电机的绝缘电阻不断降低。
2.2工况因素——机械、水工、运行方式的影响
排涝机组承担着城市防洪排涝的任务，因此在汛期特别是在台风或者洪水期间，承泄区水位超过标准水位甚至达到警戒水位时，排涝机组因扬程增加将导致轴功率上升，水泵经常超负荷运转，容易引起电动机过载造成绝缘老化。此外排涝期间泵站经常出现进水渠道拦污栅杂物拥堵现象，加之进水流道设计不合理等因素，造成上游来水不畅，水泵淹没深度不够，机组负荷变化大、承载不均，甚至出现机组频繁启停的现象。由于定子绕组与定子铁芯、槽楔材质不同，开机期间，定子线圈温度上升较铁芯快（高于铁芯温度20～30℃），其膨胀程度大于定子铁芯和槽楔；而当机组频繁启停或负载波动较大时，根据定子的结构特点，其绕组线圈被嵌套在定子槽道内，由于热胀冷缩现象和长期运行后绝缘材料特性的变化，槽楔就会出现松动现象；此外，运行中的线圈由于受到不断交变的径向电磁力的作用而发生振动，定子线圈防电晕层逐渐磨损，将会引起电动机槽部定子线圈表面与槽楔、槽壁之间失去良好接触而产生火花放电，造成电晕和电腐蚀，最终造成电动机定子绝缘降低或损坏。如魁岐排涝站大型斜卧式水泵，其配套的2000KW高压双速电动机在大修期间就发现定子槽楔材料老化收缩、下垫条老化松动跑出等现象，后在大修过程中采取撤换老化槽楔，更换较厚的楔下垫条，再打入新槽楔，涂上环氧胶等一系列处理措施，电动机的性能才得以修复和提高。