絕緣電阻在船舶電氣設(shè)備檢修工作中出現(xiàn)頻率非常高。絕緣電阻的測(cè)試是技術(shù)人員在船舶電氣設(shè)備試驗(yàn)過程中的基本卻極其重要的環(huán)節(jié)，絕緣電阻值雖不是設(shè)備的性能指標(biāo)，卻是設(shè)備制造單位、維修單位和用戶都密切關(guān)注的一項(xiàng)基本參數(shù)。

1 發(fā)電機(jī)絕緣電阻低的案例

某船在廠修期間，維修技術(shù)人員按要求測(cè)量一臺(tái)型號(hào)為1FC5832-8TA43 發(fā)電機(jī)定子繞組的冷態(tài)絕緣電阻。期間，測(cè)得發(fā)電機(jī)定子繞組對(duì)地絕緣電阻值為0。時(shí)值夏季，考慮到機(jī)組近4 個(gè)月一直停用，處于靜置狀態(tài)，由于環(huán)境潮濕、空氣溫度較高，懷疑可能是繞組受潮所致。于是在配電板處開啟機(jī)組防冷凝加熱器，對(duì)繞組及發(fā)電機(jī)內(nèi)部空間進(jìn)行除潮。經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的空間加熱，再次測(cè)得絕緣電阻值為10.4 MΩ，符合機(jī)組啟動(dòng)要求，技術(shù)人員認(rèn)為發(fā)電機(jī)絕緣良好。隨即進(jìn)行發(fā)電機(jī)組負(fù)荷試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合要求，機(jī)組狀態(tài)無任何異常。試驗(yàn)后第5天，機(jī)組再次準(zhǔn)備啟動(dòng)工作前，技術(shù)人員測(cè)量發(fā)電機(jī)冷態(tài)絕緣電阻，定子繞組絕緣電阻為0.3 MΩ。此時(shí)，該發(fā)電機(jī)絕緣電阻低的現(xiàn)象引起用戶與修船廠的重視，隨后展開故障分析與探討。

2 發(fā)電機(jī)絕緣電阻低的原因分析

低壓電機(jī)的冷態(tài)絕緣電阻值應(yīng)不低于5 MΩ。發(fā)電機(jī)繞組絕緣低于規(guī)定值時(shí)，若繼續(xù)使用會(huì)造成絕緣損壞，極有可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)因絕緣擊穿而癱瘓。針對(duì)上述現(xiàn)象，對(duì)發(fā)電機(jī)繞組絕緣狀態(tài)進(jìn)行分析，一般認(rèn)為，發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣低有以下幾種可能。

1）定子繞組接地。定子繞組接地指的是定子繞組與鐵芯之間的絕緣故障，造成發(fā)電機(jī)定子繞組與機(jī)殼絕緣不符合要求。一般有絕緣體老化、定子鐵芯疊裝松動(dòng)、絕緣體表面吸附磁性物體、槽內(nèi)繞組壓線棒松動(dòng)、端部接頭開焊等現(xiàn)象。

2）電機(jī)繞組受潮。首先是環(huán)境因素，空氣潮濕會(huì)使電機(jī)繞組受潮，尤其是我國(guó)南方城市。經(jīng)調(diào)查氣候數(shù)據(jù)，2020 年該地區(qū)平均相對(duì)濕度最低為71%，最高可達(dá)99%。其次是使用方法，長(zhǎng)時(shí)間停用的發(fā)電機(jī)，應(yīng)該儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)、潔凈的環(huán)境下。某次定子繞組的防潮試驗(yàn)，從第三天起，定子繞組絕緣電阻值開始明顯下降。現(xiàn)代船舶對(duì)于發(fā)電機(jī)組使用一般也會(huì)有規(guī)定： 帶防冷凝加熱器的發(fā)電機(jī)組，停機(jī)后1 h 內(nèi)需開啟防冷凝加熱功能。若未按要求使用發(fā)電機(jī)，環(huán)境條件無法滿足發(fā)電機(jī)存放要求，也有可能造成絕緣電阻低于正常值。

3）繞組表面污染。常規(guī)船用發(fā)電機(jī)冷卻方式為空氣-水冷。發(fā)電機(jī)進(jìn)氣口裝有空氣濾網(wǎng)，可以濾除空氣中的部分雜質(zhì)。若濾網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間未清潔，進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部的空氣質(zhì)量差，難免造成發(fā)電機(jī)內(nèi)部污染。再者，機(jī)艙環(huán)境惡劣，長(zhǎng)時(shí)間在這種復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，會(huì)導(dǎo)致本體內(nèi)部吸附油污等雜質(zhì)，影響發(fā)電機(jī)絕緣狀態(tài)，造成絕緣低等故障。

4）電機(jī)繞組中含有鹽分。正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)一般不會(huì)出現(xiàn)海水浸蝕的現(xiàn)象，冷卻器泄漏或周邊管路破損可能引起繞組中浸漬海水。由于海水中含有無機(jī)鹽，當(dāng)電機(jī)繞組浸過海水，即使干燥后繞組中仍然會(huì)有殘留。當(dāng)發(fā)電機(jī)在潮濕的環(huán)境下，繞組周圍因溫度差產(chǎn)生水汽凝結(jié)，溶解殘留的鹽分，此時(shí)冷態(tài)絕緣電阻數(shù)值會(huì)大幅度降低。案例中所述現(xiàn)象與這類原因?qū)е碌那闆r高度相符。

3 解決發(fā)電機(jī)絕緣電阻低的技術(shù)途徑

3.1 定子繞組接地的處理措施

定子繞組接地有多種可能：①絕緣體老化，需將發(fā)電機(jī)分解后更換絕緣體，繞組重新浸漆；②定子疊裝鐵芯松動(dòng)及槽內(nèi)繞組壓線棒松動(dòng)，需將發(fā)電機(jī)解體后重新組裝；③絕緣體表面吸附磁性物體，可通過取出磁性物體解決；④端部接頭開焊接地引起的絕緣問題，需按修理工藝要求重新焊接，并檢查焊接質(zhì)量。

3.2 電機(jī)繞組受潮的處理措施

采用烘干的方式提高絕緣。發(fā)電機(jī)若自帶防冷凝加熱器，應(yīng)按其使用說明進(jìn)行；若無自帶加熱器功能的發(fā)電機(jī)，可采用烤燈加熱法、熱風(fēng)烘干法、定子電流烘干法等。例如絕緣等級(jí)為E級(jí)的船用發(fā)電機(jī)，采用烤燈加熱法進(jìn)行干燥時(shí)，干燥溫度不超過110 ℃。開始干燥時(shí)溫度不宜過高，每30 min 記錄一次繞組表面溫度，前4 h 內(nèi)每小時(shí)提高溫度15 ℃，后續(xù)每小時(shí)適當(dāng)提高工作溫度直至最高允許溫度。在烘干過程中，每小時(shí)測(cè)量一次絕緣電阻。絕緣電阻達(dá)到5 MΩ 以上且不再變化時(shí)，即可停止烘干。

3.3 繞組表面污染的處理措施

繞組表面清潔一般可以采用高壓空氣吹除或電氣清洗劑清潔等方式。使用高壓空氣吹除方式進(jìn)行清潔時(shí)，宜使用穩(wěn)定氣源，從一端緩慢均勻地吹至另一端。出氣口不應(yīng)使用金屬材料，以免在吹洗過程中造成繞組絕緣層破損。在對(duì)繞組表面進(jìn)行清洗時(shí)，可按如下工序進(jìn)行：使用ME-911型清洗劑加注至發(fā)電機(jī)定子繞組縫隙處，一段時(shí)間后使用NH-668 型電氣設(shè)備防濕絕緣防護(hù)劑進(jìn)行絕緣防護(hù)處理，4 h后每小時(shí)測(cè)量一次絕緣電阻值，連續(xù)3 次不變且絕緣電阻值大于5 MΩ 時(shí)，即完成處理。

3.4 電機(jī)繞組中鹽分的處理措施

在這種情況下，往往使用高溫、高壓淡水沖洗，達(dá)到去除繞組中所含鹽分的目的。但這種處理方式維修效果不夠理想，現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)施過程難以科學(xué)把控技術(shù)狀態(tài)。為去除發(fā)電機(jī)繞組中的鹽分，一般建議使用以下2種方法。

1）發(fā)電機(jī)原地修理。發(fā)電機(jī)原地分解后，定子繞組用80 ℃的蒸餾水浸泡，經(jīng)幾次更換清水，累計(jì)浸泡16 h 即可。清除水分后采用烤燈加熱法或熱風(fēng)烘干法進(jìn)行烘干。

2）發(fā)電機(jī)出艙修理。發(fā)電機(jī)在內(nèi)場(chǎng)分解后，對(duì)繞組進(jìn)行淡化處理，即熱水煮沸，多次換水后使用高壓淡水進(jìn)行反復(fù)沖洗，最后進(jìn)入烘干程序。烘干程序具體為：定子及繞組整體進(jìn)入烘箱，在100 ℃的烘烤溫度下連續(xù)烘烤24 h。第16 小時(shí)開始每小時(shí)測(cè)量一次絕緣電阻，連續(xù)3 次無變化即為合格。