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电力排涝泵站设备的绝缘老化检测方法

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:电力排涝泵站的设备老化,主要指的是电气设备绝缘老化。因此,鉴别绝缘是否老化,还要进行老化检测。用介质损耗角δ与电压测定电动机绝缘老化程度,如图6-6所示。对于6kV电压级的电动机,在额定电压下测得的tanδ与在3kV电压下测得的tanδ之差值Δtanδ等于或大于6.5%时,证明绝缘已老化。如6kV电压级的绕组,试验电压为4kV时,测得整相绕组局部最大放电量大于1.5×10-8时,可判断绕组绝缘已老化。

电力排涝泵站设备的绝缘老化检测方法

电力排涝泵站的设备老化,主要指的是电气设备绝缘老化。绝缘是所有电气设备中的重要组成部分,在长期运行中,由于受电、热、机械力的作用和不同环境条件的影响,绝缘会逐渐老化,最终丧失其应有的性能,使电气设备不能继续安全运行。因此,绝缘介质是决定电气设备寿命的重要因素之一。根据排灌泵站每年运行时间不长、运行时气温高、环境湿度大等特点,对电动机的绝缘老化进行分析,以判断绝缘老化程度,确定电动机残存寿命,以利进行更新改造,避免减少电动机运行年限而造成浪费。

1.外观及解剖检查

外观检查是用眼看、手按和小木锤轻轻敲击的办法,可以发现绝缘严重发胖、流胶、龟裂和失去弹性等现象,如果绝缘内部分层和脱壳,可根据敲击的声音作出判断。

2.从电动机运行状况分析

通过电动机累计运行时间和开、停机次数进行老化分析。电动机累计运行时间增长,绝缘老化逐年严重,绝缘强度也跟着降低,绝缘强度降低率可由下式确定:

式中:Ub%为绝缘老化强度,%;KT、KV、KH分别为热、电、机械老化系数(见表6-2);t为运行时间,h;N为开、停机次数。

表6-2 老化系数表 单位:10-6

例如一台聚酯树脂绝缘6kV级电动机,开停机操作2500次,累计运行50000h后,老化严重时的绝缘强度只有67%。

3.绝缘老化检测

电动机绝缘寿命,除与上述老化因素有关外,还与制造厂家所用的原材料种类和质量以及使用单位维护保养有关,所以使用同样时间的电动机,绝缘老化程度也不会相同。因此,鉴别绝缘是否老化,还要进行老化检测。绝缘老化检测方法有破坏性和非破坏性试验,在此介绍以下几种非破坏性试验方法。

(1)介质损耗测定法。用介质损耗角δ与电压测定电动机绝缘老化程度,如图6-6所示。根据介质损耗角与电压特性曲线可以看出,良好的绝缘,介质损耗角δ的tanδ值几乎不随电压的升高而增加,仅在电压很高时才略有增加,且在电压下降时的曲线与上升时相一致,如曲线1。电动机绝缘开始老化时,如tanδ电压特性曲线2所示。在试验电压未达到气体起始游离之前,tanδ保持稳定,当电压升高至气障游离后,tanδ迅速增大,曲线出现转折。试验电压下降时测出的曲线(虚线段)与上升时所测得曲线不一致。因为绝缘老化后,绝大部分线圈的绝缘层中已经形成空隙,由于气体放电随时间和电压的增加而增强,故tanδ高于升压时相同电压下的值,直至气体放电终止,曲线才重合。对于6kV电压级的电动机,在额定电压下测得的tanδ与在3kV电压下测得的tanδ之差值Δtanδ等于或大于6.5%时,证明绝缘已老化。

图6-6 介质损耗角与电压的关系

1—电机绝缘良好的tanδ电压特性曲线;2—电机开始老化的tanδ电压特性曲线

(2)绝缘电阻法。对电动机定子绕组施加直流电压后,在直流电压作用下进行绝缘电阻的测定。凡已老化的绝缘线圈,当试验电压愈高时,电阻值下降得愈快,且电阻值也很小。对电动机定子绝缘电阻值的要求,可根据下式估算。(www.xing528.com)

在不同温度下测试结果按下式换算:

式中:R75为在75℃时,定子绕组一相对其他两相及外壳之间的绝缘电阻值,MΩ;Pe为电动机额定容量,kW;Ue为电动机额定电压,V;Rt为温度为t时所测得的绝缘电阻;t为测量时的温度。

(3)绕组电流急增法。利用出现第二电流急增点P12电压值的高低,来反应绝缘中气隙含有率的多少,以判断老化程度,如图6-7所示。

图6-7 I=f(U)特性曲线

整相绕组,在额定电压Ue以内不出现或在Ue以上不明显出现第二电流急增点P12,证明绝缘是良好的。在Ue以内出现明显的P12,且电流增加倍数m2大于1.6,属于老化特征。即

式中:tanα2为I=f(V)特性曲线出现P12以前之斜率;tanα0为I=f(V)特性曲线出现P11以前之斜率。

另外,在额定电压Ue下,测得整相绕组电流增加率ΔI(%)很大时(如6kV级电动机ΔI%>8.5%),属于绝缘老化。即

式中:I为在额定电压下的实际电容电流;I0为在额定电压下,按线性关系求得之电容电流。

(4)电容减小法。因为绝缘老化的绕组内部气隙增加,绕组绝缘厚度减薄。当通上试验电压后,会在气隙中产生局部放电,绕组电容量减小。采用测量电容量减小的方法,确定局部放电量。如6kV电压级的绕组,试验电压为4kV时,测得整相绕组局部最大放电量大于1.5×10-8时,可判断绕组绝缘已老化。

(5)中性点电流法。中性点电流法,试验方法简易,便于现场观察。其原理如图6-8所示。在电动机中性点接上电流互感器,当槽内放电时则产生高频分量与残留的高次谐波,由电流互感器取出讯号,经过放大器放大后送往示波器,从示波器中可直接观察其老化情况。

图6-8 中性点电流法试验原理示意图

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