為了保證電機產品的質量,電機廠家都會在繞組制造的不同環(huán)節(jié)進行相關的項目檢查。除了尺寸的符合性,主要是電氣性能的檢查,包括冷態(tài)直流電阻、對地絕緣、匝間絕緣和三相電機相間絕緣等。
無論是哪個項目的檢查,都可能會出現檢查判定為合格,電機運行時出現問題的情況。客觀上講,除整機裝配后的試驗外,所有項目的試驗均在冷態(tài)和物理空間相對寬松的條件下進行檢測,而電機運行過程中,繞組存在發(fā)熱,以及物理空間變小的事實,導致繞組的安全環(huán)境變差,因而生產過程檢查不出來的問題會在電機運行時顯現。
最為常見的是電機的相間絕緣、對地絕緣問題和電磁線本身的絕緣層擊穿故障。在相間絕緣小、相間絕緣放置不當或電磁線質量不穩(wěn)定的情況下,過程檢查試驗無從發(fā)現或采取措施勉強過關,而電機運行時因熱效應、電磁效應和振動等不可控因素,使問題完全暴露。
絕緣,指使用不導電的物質將帶電體隔離或包裹起來,以對觸電起保護作用的一種安全措施。良好的絕緣對于保證電氣設備與線路的安全運行,防止人身觸電事故的發(fā)生是最基本的和最可靠的手段。絕緣通常可分為氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣三類。在實際應用中,固體絕緣仍是最為廣泛使用,且最為可靠的一種絕緣物質。
有強電作用下,絕緣物質可能被擊穿而喪失其絕緣性能。在上述三種絕緣物質中,氣體絕緣物質被擊穿后,一旦去掉外界因素(強電場)后即可自行恢復其固有的電氣絕緣性能;而固體絕緣物質被擊穿以后,則不可逆地完全喪失了其電氣絕緣性能。因此,電氣線路與設備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合,而且須與使用環(huán)境及運行條件相適應,以保證絕緣的安全作用。
此外,由于腐蝕性氣體、蒸氣、潮氣、導電性粉塵以及機械操作等原因,均可能使絕緣物質的絕緣性能降低甚至破壞。而且,日光、風雨等環(huán)境因素的長期作用,也可以使絕緣物質老化而逐漸失去其絕緣性能。
一般情況下,新裝或大修后的低壓不應低于100MΩ;運行中的低壓線路與設備,其絕緣電阻不應低于3MΩ/V;在潮濕場合下的設備與線路,其絕緣電阻不應低于2.5MΩ/V;控制線中的絕緣電阻一般不應低于1MΩ,而高壓線路與設備的絕緣電阻一般不應低于1000MΩ。
●擊穿絕緣物在強電場等因素作用下,完全失去絕緣性能的現象稱為絕緣的擊穿。擊穿分為氣體電介質擊穿、液體電介質擊穿和固體電介質擊穿3種。
①氣體電介質的擊穿特點可采用高真空和高氣壓的方法來提高氣體的擊穿強度。氣體中含有雜質(導電性蒸氣、導電性雜質),可使擊穿電壓降低。氣體擊穿后,當外部施加電壓去除,則氣體絕緣性能很快恢復。氣體擊穿后在間隙中形成電流通路,電流劇增,如日常生活中的電弧、閃電、日光燈、霓虹燈等,形成氣體導電。
②液體電介質的擊穿特點一般認為純凈液體的擊穿和氣體的擊穿機理相似,是由電子碰撞電離最后導致擊穿,但液體的密度大,電子自由行程短,積聚能量小,因此擊穿強度比氣體高。液體電介質的擊穿和它的純凈度有關為保證絕緣質量,液體電介質使用前須經過純化、脫水、脫氣處理。液體擊穿后,當外加電壓去除,液體絕緣性能在一定程度上可以得到恢復。
③固體電介質擊穿特點固體電介質的擊穿有電擊穿、熱擊穿及化學擊穿等形式。電擊穿的特點是電壓作用時間短,擊穿電壓高:擊穿場強與電場均勻程度有密切關系,與周圍溫度及電壓作用時間幾乎無關。
熱擊穿的特點是與電擊穿相比電壓作用時間長,擊穿電壓較低,絕緣溫升高。擊穿電壓隨著周圍溫度的上升而下降,但與電場均勻程度關系不大。
電化學擊穿是由游離、發(fā)熱和化學反應等因素的綜合作用而導致的擊穿。電化學擊穿是在電壓長期作用下形成的,其擊穿電壓往往很低,它與絕緣材料本身的耐游離性能、制造工藝、工作條件等有密切關系。
擊穿有積累效應,即一次沖擊電壓作用只產生局部損傷或不完全擊穿,多次沖擊電壓作用則導致完全擊穿。固體電介質擊穿后不能恢復,將失去其絕緣性能。
●絕緣老化設備的絕緣材料在運行過程中,由于各種因素的長期作用,會發(fā)生一系列的化學物理變化,從而導致其電氣性能和機械性能的逐漸劣化,這一現象稱為絕緣老化。
一般低壓電氣設備中,絕緣老化主要是熱老化。每一種絕緣材料都有一個極限的耐熱溫度,當設備運行時超過這一極限溫度時,絕緣材料老化就會加劇,電氣設備使用壽命就會縮短。在高壓電氣設備中,絕緣老化主要是電老化。它是由絕緣材料的局部放電所引起的。
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