我厂压缩机配套的是2200 kW、2500 kW和2800 kW的高压电机,投产运行已经30年了,由于多年的运转及油污的浸渍、污染,无论是其定子线圈还是滑环的绝缘强度不断降低,近几年来故障非常频繁,其主要现象如下。
1.定子线圈绝缘不断降低,直流耐压泄漏电流逐年增加。曾有1台电机与1992年造定子绕组接地发生相间短路,被迫进行大修更换绕组,耗资达15万元,大修时间长达1个月,造成较大的损失。
2.转子磁极线圈由于多年油污的浸渍,每年用汽油进行清洗,成本高且清洗不彻底,其对地绝缘长期处在0.5 MΩ以下,有几次造成接地短路,被迫停机进行处理,每次至少需要48 h才能处理完,严重地影响了生产。
3.滑环套管由于运行当中在其周边堆积炭粉而不能及时彻底吹净,再加之其对地绝缘距离近,一旦发生两点接地就会造成转子电源短路,被迫停机。
面对这种被动局面,我公司进行了认真的分析和研究,并对其各部薄弱环节和故障采取了对策。
1.我公司以预防为主,采取了对转子回路和滑环回路绝缘程度的在线监测,不用停机,不用增设任何设备,可及时监测其正负极对地的绝缘程度,一旦发现有一极绝缘不好后及时进行处理。其办法是用万用表直流电压档,分别测量运行中转子正负极两端对地电压。如果整体绝缘都很好,则其正负极对地电压都很小直至零。如果正极对地电压高,说明转子或滑环负极侧绝缘低。如果负极对地电压高,则说明其正极侧绝缘低。电压越高相对应的另一极绝缘越低,当其电压等于转子全电压时则说明与其对应的另一侧的端部接地了。这样可以随时掌握转子和滑环回路的绝缘状况,以便及时发现,及时处理,避免了短路事故的发生。
2.对滑环加强绝缘处理。在电机运转过程中,在绝缘套管的表面堆积炭粉后使滑环两侧面和固定螺杆(或固定支架)之间构成导电通路接地,如果再有一点接地必然造成转子回路电源短路,被迫停机。根据这种情况,对滑环系统进行加强绝缘处理的办法是:将滑环从固定架上拆下来,把滑环和固定架的各个表面尤其是滑环的侧面进行打磨清洗后进行整体浸漆和烘干2遍,再进行组装;组装后上车床将炭刷接触面车光,并要保证其通心度,避免椭圆跳动;然后回装在电机轴上。经过这样处理后在滑环侧面和支架表面增加了一层绝缘,这样滑环的绝缘距离由原来的滑环侧面到螺杆螺母(或支架)增加到了滑环的炭刷接触面到螺杆螺母(或支架)的距离,因而大大加强了滑环的绝缘强度。
3.为了彻底解决转子绝缘问题,将转子的激磁线圈全部拆下(注意作好记号,避免造成新的不平衡),用热水加洗涤剂进行清洗见本色后,进行整体浸漆烘干2遍的绝缘处理,再进行组装,组装后整体喷面漆1遍。这样处理后,转子绝缘可达几百兆欧以上,凡经过这样处理过的转子线圈从未发生过转子接地短路故障事故。
4.定子绝缘处理是一个比较复杂的问题,过去每年检修的常规办法:一是用四氯化碳进行清洗;二是用汽油清洗;三是用无水清洗剂清洗。这三种办法都存在着毒性大,费用高,而且由于没有压力,对槽口等关键部位和死角以及多年粘接在线圈表面的污物清理不彻底,因而解决不了其绝缘差的问题。鉴于这种情况,我公司采用了低压蒸汽冲吹、冲洗的办法(压力2.5 MPa,温度130 ℃)将蒸汽温度控制到90~100 ℃,这样将多年积存在线圈表面、缝隙间、槽口处的油污和固化物清除掉,使整个定子线圈洁净如初,并经过逐步烘干绝缘达200 MΩ后(75 ℃热态下)再进行表面喷漆烘干2遍,经过这样处理后绝缘一般可达700/1300 MΩ(R15/R60)以上,直流泄漏可控制到40 A以下,进而使电机寿命大大加长。定子的这种绝缘处理办法效果好;简便安全、没有毒性;只需本厂现有的低压蒸汽,节省了大量易燃的汽油和昂贵的无水洗涤剂;烘干也很方便,只用电机本身的转子直流电源已经足够,无需另加其他的加热设备。但是,用这种方法进行清洗要注意冲洗速度要快,否则将有大量潮气渗透到绝缘内部;烘干电流要控制到电机额定电流的40%~80%,温度控制在80 ℃以下;在第1次喷漆之前绕组绝缘必须保证稳定在200 MΩ以上,否则面漆干了以后,线圈绝缘内部的潮气很难放出,泄漏加大,处理效果不好。
运行多年、绝缘状况不佳的同步电机经过上述3个关键部位的技术处理后,可与新电机媲美,显著地减少了电机的故障和维修费用,同时也大大减轻了工人的劳动强度。用该办法处理几台电机经济又彻底,安全简便,收到了明显的经济效益。