高压电动机绝缘缺陷处理及分析

韩俊升

（河北国华定洲发电有限责任公司，河北定州 073000）

2006年3月某发电厂11循环水泵电机在运行差动保护动作时，发生定子绕组绝缘故障，同年5月，12凝结水泵电机在预防性试验中又发现定子绕组绝缘缺陷。事故发生后，为了找出绝缘损坏的真正原因，将电机进行解体，解剖线棒放电部位，并同制造厂技术人员对事故发生的原因进行了深入分析，为同类型电机检修提供参考。

1 设备介绍

11循环水泵电机主要参数：型号：YKSL-3700-16/2600-1；功率：3 700 kW；功率因素：0.81；电流：466.6A；转速：373 r/min；绝缘：F 级；接法：4-Y；防护等级：IP44；冷却方式：IC81W；重量：44 100 kg；编号：X02008；生产日期：2002年11月；投产日期：2004年4月26日。

12凝结水泵电机主要参数：型号：YKKL2500-4/1180-1；功率：2 500 kW；功率因素：0.88；电流：297.1 A；转速：1 492 r/min；绝缘：F级；接法：Y；防护等级：IP44；冷却方式：水－空冷；重量：15700kg；编号：X02033；生产日期：2002年11月；投产日期：2004年4月26日。

2 定子绕组绝缘缺陷发现过程

2.1 11循环水泵电机

事故发生前，1号机组负荷530 MW，11、12循环水泵双泵运行。11循环水泵电机电流422.1 A，约为额定电流的90.5%，线圈温度：52～66℃，上轴瓦温度：65℃，下轴承温度：29℃，电机运行正常。2006年3月25日，11循环水泵跳闸，检查为11循环水泵电机C相差动保护动作跳闸（C相对应电机标注的U相）。拆除11循环水泵电机两侧冷却器，检查定子线圈，用2 500 V摇表检查线圈，发现定子U相有一槽，槽部有放电现象。2006年3月26日，抽出11循环水泵电机转子，进一步检查，无明显短路痕迹，用放电法进行检查，发现电机槽部自上而下第二排铁芯通风孔内距槽口大约150 mm处，有一个孔有放电现象，仔细检查发现该处定子绕组上层线圈绝缘损坏，对铁芯击穿放电，确认电机故障点，并做出记号，见图1、图2。

2.2 12凝结水泵电机

12凝结水泵电机正常运行电流255 A左右，约为额定电流的86%，线圈温度：80℃左右，上轴瓦温度：75℃，下轴承温度54℃。2006年5月2日，＃1机组D级检修期间，12凝泵电机进行大修，解体检查中发现有21槽定子槽楔破碎脱落，见图3。定子槽楔修复后，2006年5月4日进行电气预防性试验，在进行交流耐压试验时，当V1相升至交流电压8.3 kV时，试验仪器控制台保护动作，后摇测绝缘为0，经用ZGS-J2型充电式雷击计数器校验仪查找，发现故障点位于槽口，见图4。

图1 11循环水泵电机故障点位置

图2 11循环水泵电机故障点放大图

图3 12凝泵电机磁性槽楔整槽脱落

图4 12凝泵电机放电部位

3 解体检查及处理情况

11循环水泵电机解体后，故障点位于C相上层线棒侧面，自上而下第二个通风孔处，有明显的放电点。12凝结水泵电机，拆除故障线圈后，发现V相有1根被击穿的定子线圈，其击穿点在定子铁芯槽内，离铁芯槽口约20 mm左右，属定子线圈的上层边直线部分。有一个孔绝缘击穿，对铁芯放电，放电点位于线棒下面（下层线棒侧），而该线棒槽楔存在松动现象，见图5。因为定子线圈是整体结构，真空压力浸漆，现场无法修复。为了彻底消除隐患，确保今后长期安全运行，将11循环水泵电机和12凝结水泵电机返厂修理，更换定子绕组。

图5 12凝泵电机故障线圈

4 原因分析

（1）2002年，交流高压电机开始应用推广少胶云母带真空压力浸漆工艺，线圈包扎少胶云母带后，直接嵌入铁芯，然后整个定子用无熔剂树脂VIP处理，漆液进入铁芯槽内填充线圈与铁芯壁之间的空隙，同时要求漆液进入线圈内部，将线圈和铁芯团固成为一个整体，浸漆的黏度比多胶工艺更低。2003年以前的产品，在真空压力浸漆后再入烘房烘干时，部分缝隙处浸渍的漆流出，在加热过程中，流动性加大，漏出定子铁芯槽，致使槽楔和线圈固定性能变差。

（2）磁性槽楔制造质量不合格。机械强度和几何尺寸是影响脱落的主要因素，机械强度过低时，装配时容易造成损坏。磁性槽楔的两端宽度差和厚度差超过规定值后，装入槽内会一端紧一端松，松的一端容易产生磨损。而槽楔的燕尾楔角度与标准值相差较大时，将使槽楔与铁芯的接触面积减小，从而使磁性槽楔与槽口的结合力降低。这些都容易造成磁性槽楔的松动和脱落。

（3）磁性槽楔脱落，造成槽楔粉碎、铁屑等杂物在定子线圈四周飞溅，如击中定子线圈会造成定子线圈损伤，槽楔脱落造成定子线圈在槽内松动，运行时产生振动，若长期振动，会引起定子发生绝缘损伤、破裂等绝缘损坏现象。

（4）电机定子线圈绝缘被击穿的部位存在绝缘薄弱点，如该处云母绝缘层有一点杂质或是固化不紧密，存在一点气隙，运行一段时间后，受振动影响和局部放电影响，会引起绝缘损伤。这种制造时遗留的缺陷，出厂试验无法发现，只有在运行中，随着时间的延长，才会逐步显现出来。

5 结论

（1）虽然磁性槽楔能起到一定的节能降耗的作用，也是电机制造的趋势，但是从目前应用情况看，存在磁性槽楔脱落造成定子线棒绝缘损坏的重大隐患。所以，为保证机组的安全可靠运行、消除重要辅机存在的设备隐患，应利用机组检修机会，检查该类型电机槽楔是否松动、脱落，如果发现槽楔松动、脱落，应将其更换为非磁性槽楔。

（2）严格执行检修预试规程和检修周期，检查所有电机绝缘状况。如发现问题，应及时进行有针对性的处理，防止类似故障的重复发生。

（3）电动机冷态、热态启动时间间隔和次数严格按运行规程执行，避免电动机频繁启动。