嚴(yán) 華，楊文中

提高船舶發(fā)電機(jī)絕緣的方法

嚴(yán) 華，楊文中

（集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院，福建廈門 361021）

本文論述船用發(fā)電機(jī)繞組絕緣出現(xiàn)故障的基本原因及后果，提出了提高繞組絕緣電阻的方法。旨在提高船舶電氣人員對船舶發(fā)電機(jī)的維護(hù)、管理能力, 確保船舶發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行。

船舶發(fā)電機(jī) 絕緣電阻 保養(yǎng)

0 引言

船舶發(fā)電機(jī)作為船舶的主電源應(yīng)能保證對用戶的不間斷供電，其運(yùn)行可靠性和電能質(zhì)量應(yīng)有保證，否則將會直接影響到船舶安全生產(chǎn)。造成船舶發(fā)電機(jī)不能正常工作的原因是多方面的，其中有一個很重要的原因是由于船舶發(fā)電機(jī)絕緣出現(xiàn)問題。眾所周知船舶發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中因絕緣問題會出現(xiàn)各種各樣的故障，最終導(dǎo)致其無法保證供電質(zhì)量甚至使整個工作性能喪失。因此我們在船舶發(fā)電機(jī)的日常保養(yǎng)中一定重視這個問題，采用各種方法來提高發(fā)電機(jī)的絕緣電阻。

1 船舶發(fā)電機(jī)絕緣下降的原因

有多方面因素造成船舶發(fā)電機(jī)在工作過程中出現(xiàn)絕緣下降，總結(jié)起來不外乎是這么三方面的原因：

2.1環(huán)境因素的影響

溫度與濕度對發(fā)電機(jī)影響是很大的。發(fā)電機(jī)的絕緣電阻與環(huán)境溫度是成反比的，溫度越高絕緣電阻就越低。濕度和發(fā)電機(jī)絕緣材料上凝結(jié)沉積物也可使絕緣電阻下降。

1.2人為因素影響

船舶發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境是很惡劣的，往往在發(fā)電機(jī)繞組的線端、接頭或電纜的接頭上堆積著大量的灰塵、潮氣、油、或鹽份，船舶電氣人員如不及時對發(fā)電機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，去除這些有害沉積物，就會造成發(fā)電機(jī)的絕緣電阻下降。

1.3發(fā)電機(jī)絕緣材料老化

船舶發(fā)電機(jī)絕緣老化的原因是多方面的，如當(dāng)電機(jī)繞組匝間發(fā)生局部放電時，會使絕緣中分布電容所儲存的電能變?yōu)闊?、幅射、機(jī)械和化學(xué)能，從而使整個絕緣系統(tǒng)老化。使用年限較長，或由于長期處于高溫工作狀態(tài)下、過載使發(fā)電機(jī)過熱其絕緣材料會發(fā)生老化。受油腐蝕，絕緣表面發(fā)霉、變質(zhì)加速絕緣老化。一旦發(fā)電機(jī)絕緣出現(xiàn)老化其絕緣電阻會急劇下降。

2 船舶發(fā)電機(jī)的保養(yǎng)方法

2.1根據(jù)船舶發(fā)電機(jī)運(yùn)行時間進(jìn)行保養(yǎng)

針對船舶發(fā)電機(jī)的保養(yǎng)通常分三個等級即小修、中修和大修。要采用哪個等級的保養(yǎng)要視船舶運(yùn)行的時間而定。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行時間大約在3000~4000 h進(jìn)行一次針對發(fā)電機(jī)的進(jìn)行專業(yè)的保養(yǎng)和維修即小修保養(yǎng)。發(fā)電機(jī)運(yùn)行到6000~8000 h要進(jìn)行一次發(fā)電機(jī)檢測及對發(fā)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的清理提高絕緣電阻，發(fā)電機(jī)軸承加油等的中修保養(yǎng)。發(fā)電機(jī)運(yùn)行到9000~15000 h要進(jìn)行一次發(fā)電機(jī)電機(jī)定子，轉(zhuǎn)子除塵、檢測定子，轉(zhuǎn)子線圈各項(xiàng)絕緣特性等的大修保養(yǎng)。

2.2根據(jù)船舶發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行保養(yǎng)

船舶電氣管理人員最重要的職責(zé)就是對其管理設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行全面的掌控，船舶電氣管理人員在對發(fā)電機(jī)的監(jiān)控注意在這幾個方面進(jìn)行，一對其基本的工作參數(shù)的監(jiān)控?；镜墓ぷ鲄?shù)含電流、電壓和頻率等，這些參數(shù)都和發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)息息相關(guān)。參數(shù)一但出現(xiàn)偏離，船舶電氣管理人員就應(yīng)及時進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和檢查。二是對溫升的監(jiān)控。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)溫升高船舶電氣管理人員就要從發(fā)電機(jī)帶載情況、機(jī)械部分、絕緣情況綜合進(jìn)行分析判斷和處理。三是對發(fā)電機(jī)絕緣監(jiān)控。在上已經(jīng)提到由于受到諸多因素的影響船舶發(fā)電機(jī)絕緣極易出現(xiàn)下降情況。發(fā)電機(jī)定子絕緣電阻下降如不及時進(jìn)行處理發(fā)電機(jī)端口處就有可能發(fā)生相間短路這樣一嚴(yán)重的后果，此時發(fā)電機(jī)可能出現(xiàn)4-5 倍于額定電流的大電流，如此之大的短路電流和由此產(chǎn)生的巨大的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，對定子繞組、轉(zhuǎn)軸、機(jī)座都將產(chǎn)生極大的沖擊而損傷，使其嚴(yán)重變形、斷裂?？梢妼S護(hù)保養(yǎng)船舶發(fā)電機(jī)而言提高絕緣電阻是一項(xiàng)很重要的工作。

3 提高船舶發(fā)電機(jī)絕緣方法

3.1加強(qiáng)對船舶發(fā)電機(jī)管理

一是船舶發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中要經(jīng)常對其通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，使其散熱和冷卻能力達(dá)到最佳效果。二是要防止發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)過載，過壓以免損壞發(fā)電機(jī)絕緣。三是要定期檢查發(fā)電機(jī)加熱器，保證船舶發(fā)電機(jī)在停用時能對其進(jìn)行有效的驅(qū)潮。

3.2發(fā)電機(jī)繞組表面受潮處理

如果僅是船舶發(fā)電機(jī)繞組表面受潮，造成發(fā)電機(jī)絕緣下降，像這種情況船舶上采取措施是先將發(fā)電機(jī)解體，對發(fā)電機(jī)繞組表面進(jìn)行清潔處理，再進(jìn)行有效的烘干處理。處理的方法最簡單的可用燈泡干燥法進(jìn)行烘干。燈泡干燥法是用紅外線燈或者碘鎢燈甚至是功率大點(diǎn)的白熾燈進(jìn)行烘干處理。但是要注意熱源不能過于接近發(fā)電機(jī)繞組避免造成發(fā)電機(jī)絕緣老化，一般距離繞組30 cm左右。每隔2~4 h改變燈泡照射的位置，連續(xù)烘干處理8 h以上基本上可排出潮氣。當(dāng)然還要對發(fā)電機(jī)進(jìn)行絕緣測試，以測試的結(jié)果決定是否停止對其烘干處理。在船舶上提高發(fā)電機(jī)絕緣的方法還有如熱風(fēng)干燥法，電流干燥法在這就不一一進(jìn)行詳細(xì)說明。

3.3發(fā)電機(jī)繞組受到嚴(yán)重污染或絕緣受損

如果發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子繞組中充滿著油泥受到嚴(yán)重污染或絕緣受損就不能采用簡單的處理方法，一定要進(jìn)行徹底的處理這樣做才有可能提高發(fā)電機(jī)絕緣電阻。處理的方法一般分為兩大步驟一是對諸如油泥這些污物進(jìn)行徹底的清潔。二是重新灌漆提高發(fā)電機(jī)的絕緣電阻。以前通常采用801或105水基清潔劑對發(fā)電機(jī)繞組進(jìn)行清潔處理，本人在保養(yǎng)發(fā)電機(jī)時發(fā)現(xiàn)采用機(jī)頭水替代水基清潔劑更能取得清除油污的良好效果。機(jī)頭水在清洗發(fā)電機(jī)時過程中無須任何的防護(hù)，并能將廢油污垢乳化成水，排出的廢水能大大自然中降解，不會造成污染，此產(chǎn)品不傷橡膠、塑料零件及漆面，是汽油、柴油等清洗劑的最佳替代品。筆者在處理一臺KAT發(fā)電機(jī)采用這種方法就取得很好的效果。此臺發(fā)電機(jī)是KAT3406型245 kW保養(yǎng)前主定子繞組絕緣電阻0 MΩ，主勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子0 MΩ，勵磁機(jī)定子繞組絕緣電阻5 MΩ，磁機(jī)轉(zhuǎn)子0.2 MΩ，副勵磁機(jī)定子繞組絕緣電阻0 MΩ。處理方法：首先將發(fā)電機(jī)解體，將機(jī)頭水先噴在受油污染嚴(yán)重的繞組上面。過10 min左右看見污油開始溶化，此時用高壓水槍清洗發(fā)電機(jī)繞組。經(jīng)過此方法清潔發(fā)電機(jī)繞組，發(fā)電機(jī)繞組上的油污可得以徹底的清除。接著將發(fā)電機(jī)進(jìn)行烘潮和灌漆處理。灌漆處理一般要三遍，第一二遍選擇1140這種粘度低滲透性好、固化揮發(fā)份低、烘焙溫度低絕緣漆，這樣有利于絕緣漆滲透到繞組的縫隙中。第三遍可選用粘度高點(diǎn)絕緣等級高的絕緣漆如1151等，經(jīng)過這樣的工藝處理后該KAT發(fā)電機(jī)主定子繞組絕緣電阻50 MΩ，主勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子5 MΩ，勵磁機(jī)定子繞組絕緣電阻100 MΩ，磁機(jī)轉(zhuǎn)子50 MΩ。副勵磁機(jī)定子繞組絕緣電阻100 MΩ。繞組所有絕緣都得以大幅提高，完全滿足發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件。

4 結(jié)束語

在對船舶發(fā)電機(jī)進(jìn)行提高絕緣電阻時是根據(jù)發(fā)電機(jī)的狀況來進(jìn)行的。筆者對一些處理方法進(jìn)行介紹，該采取何種措施，應(yīng)根據(jù)具體情況采用合適的處理方法才是解決問題的關(guān)鍵所在，但最終的目的只有一個就是提高船舶發(fā)電機(jī)工作的安全可靠性。

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Methods of Improving Marine Generator Insulation

Yan Hua,Yan Wenzhong

(Marine Engineering Institute, Jimei University, Xiamen 361021, Fujian, China)

U665.11

A

1003-4862（2017）08-0026-02

2017-05-09

嚴(yán)華（1963），男，高級實(shí)驗(yàn)師。研究方向：船舶電氣自動化。E-mail:854819566@qq.com