如何处理潮湿或浸水的电机

海水成为一个主要问题。

通过查克容 10月7日

热带风暴(包括飓风、季风和气旋)过后的洪水,以及与之相关的强降雨,可能导致墨西哥湾沿岸从佛罗里达州到德克萨斯州以及世界其他地方的数百家工厂关闭。而且他们这样做的频率越来越高。

为了让它们重新启动和运行,维护部门和电机维修人员面临着艰巨的任务,即清理成千上万个电机和发电机上的淤泥和湿气(见图1)。在这种情况下,涉及的过程可能需要几周,甚至几个月,并且需要对被盐水污染的电机进行特殊的清理程序。

尽管问题很大,但受影响的工厂可以通过与服务中心的专业人员密切合作,并遵循一些将使清理工作更易于管理的技巧,更快地恢复生产。这些措施包括优先维修或更换电机和发电机,妥善储存受污染的机器,以及使用经过验证的方法冲洗盐水污染。

在现场或服务中心建造临时烤箱也可以增加干燥被水淹电机绝缘系统的能力。

理解问题

洪水对电机和发电机造成的伤害不仅仅是生锈的轴和受污染的轴承和润滑剂。即使是短暂的水分侵入也会破坏绝缘系统,使绕组容易发生接地故障。

海水泛滥带来了额外的问题。除非在设备干燥之前将其彻底冲洗干净,否则残留的盐会使定子和转子铁心的钢板生锈。它还可能腐蚀铜绕组和铝或铜转子保持架。结果,可以预见的是,将会有大量的电机故障——有些发生在风暴过后的几年。

首先按大小和可用性优先选择电机。老旧的电机通常是较好的选择,更换为更节能的型号。根据应用、年使用量、能源成本和其他因素,各工厂的马力(kW)断路不同。但是,考虑到您的常规供应商可能会积压工作,在100到200 hp(75到150 kW)之间可能是一个合理的维修-更换界限。

通过将这些较小的电机替换为现成的节能型号,您将为您的服务中心腾出能力,集中精力维修更有意义的大型电机。

清洁的两种方法

一旦决定要保存哪些电机,首先处理那些有开放外壳的电机。如果有淡水污染,请拆卸电机,用高压清洗机清洗定子绕组和转子。如果在彻底清洗和干燥绕组后绝缘电阻是可接受的,则涂上一层新的清漆并像往常一样处理电机(新轴承,平衡转子等)。

绝缘电阻测试不合格的绕组应重新进行清洗和干燥循环,并再次测试。第二次绝缘电阻测试不合格的定子应重绕或更换。

盐水污染需要一个更彻底的清洁过程,以减少盐残留将生锈的层压板或腐蚀绕组的可能性。要做到这一点,请使用下面描述的“盐水冲洗程序”清洗定子和转子绕组和绝缘系统。为了获得最佳效果,在盐水干透之前将定子和转子浸入淡水罐中。

出于同样的原因,不要拆卸受污染的TEFC或防爆电机,直到在浸泡槽中有足够的空间。这将使它们充满水,防止盐在内部部件上干燥。如果需要一段时间才能清洗这些电机,将它们放在它们的侧面,铅开口向上,并保持充满淡水。

盐水冲洗程序

此程序提供了从受污染的绕组中去除盐水的最佳机会。如前所述,如果你不让线圈先干燥,效果最好。线圈越早浸入罐中,效果越好。

这个过程很简单:

  • 将定子和转子浸泡在淡水中8小时
  • 不停地搅动水
  • 将水箱中的水以至少20 - 50加仑/分钟(75 - 190升/分钟)的速度与淡水交换。

关于水箱结构,选择一个容器,将持有足够的水,完全沉浸的定子和转子的数量,并钻一个排水孔至少2“(50毫米)直径附近的顶部。将管接头焊接到排水孔上,并将其垂直安装到雨水沟或其他合适的地方。用于此目的的现场应急容器包括改装的集装箱、垃圾箱甚至游泳池。

接下来,路线3/4“(20毫米)或更大的供应管道进入罐体的顶部(大致居中),沿着内壁,并穿过底部的长度。盖上管子的一端,然后沿着管子两边稍微向上的角度钻孔作为水射流。孔的大小应该适合可用的水压,但不超过1/8英寸(3毫米)的直径。钻的洞越多,它们就越小(见图2)。

要冲洗,请将定子和转子放在水箱中,并注满淡水。处理每批8小时,以至少20 - 50加仑/分钟(75 - 190升/分钟)的速度连续交换水箱中的水。在循环结束时,取出定子和转子并进行压力清洗,然后在烤箱或临时现场烤箱中彻底干燥(见图3)。

最后,测试绝缘对地电阻。如果测试结果是可以接受的,在重新组装电机之前应用浸渍和烘烤清漆处理。如果电机绝缘电阻测试不合格,则重新烘烤,重复绝缘测试。第二次绝缘电阻测试失败的电机应重绕。根据IEEE Std. 43和IEC 60034-27-4,随机绕组的最小接地电阻为5兆欧,形式线圈绕组的最小接地电阻为100兆欧。

瓶颈

对于大多数服务中心来说,烤箱是最大的瓶颈。即使是最大的烤箱也只能容纳这么多电机,每批烘干的时间可能需要12个小时或更长时间。想象一下,灾难过后的积压,有数百个马达需要处理。

通过在较大的电机上盖上防水布并施加外部热源来干燥绕组是可能的(但不是很有效)。另一种方法是用焊机或其他直流电源使绕组干燥。这里的缺点是,必须有人监测电流和绕组温度,并定期移动焊机引线,使所有三相均匀加热,如果绕组没有连接。电焊机的工作周期也比大型电机干燥所需的两三天短得多。

增加烘烤能力的一个更好的方法是建造一个或多个临时烤箱,可以安全有效地干燥电机和发电机绕组。这种方法特别适用于干燥大型定子,这些定子需要很长时间才能加热到所需的温度,占用整个烤箱,并延误其他电机的加工。如果有必要,甚至可以在现场建造临时烤箱。这可以节省时间和人力所需的电机从服务,运输它,然后重新安装。

临时烤箱

请注意,能量屏蔽(房屋建筑商在外部框架和壁板/砖之间安装的硬面泡沫绝缘材料)和铝管道胶带是建造临时烤箱的理想材料,无论需要什么尺寸或形状。能量盾是大多数建筑供应超级商店的库存商品,两面都有一层铝箔,其厚度具有非常好的绝缘值(R-29)。4 ' x 8 '(1.2米x 2.4米)的薄片重量轻,易于用安全刀切割。它们也是可重复使用的——只要你把它们放在不会损坏的地方。厚度1“(25毫米)或更大保持热量的最小损失。

为了建造烤箱,对于有非常大框架的电机,通过将能量屏蔽直接放在框架上,包括顶部,来包装电机。用铝制管道胶带密封接头。

将能量屏蔽直接放在框架上,可以最大限度地减少必须加热的空气体积。这减少了干燥时间,因为绝缘最大限度地减少了热量损失。

要加热临时烤箱,从备用热源迫使空气通过。如果使用鱼雷加热器,位置吹热空气直接进入孔的中心。烤箱设计的能量计算是复杂的。为此目的,每1200立方英尺(34立方米)的烤箱体积100,000 BTU (106,000 kJ)将足以在合理的时间内加热烤箱和内容物。

为了准确记录绕组温度,直接监测电机的rtd,如果有的话。如果rtd不容易获得,使用暖通空调仪器或糖果温度计来监测烤箱每个象限的温度。关键是保持电机内的热量均匀,不超过250°F(120°C)的部分温度。

因为热量会上升,打开顶部的排气口让热量排出似乎是合理的。但熟悉老式木炉的人会告诉你,控制烤箱温度的最佳方法是打开或关闭两侧四个角附近的阻尼器(排气口)。

例如,要提高一个角落的温度,就把风门打开得更远一些。通过该区域的热空气流量增加将使温度升高。与传统方法(如直流电源或防水布)相比,以这种方式调节温度的能力大大改善了干燥过程。

要烤多久?

烘烤周期应该足够长,使绕组完全干燥。如果太短,你需要重复这个过程。如果时间太长,你会浪费时间和精力。如果绕组有rtd,在200°F(93°C)下工作6 - 8小时就足够了。对于没有配备rtd的绕组,这里有一种方法来确定烘烤周期应该有多长。

需要两根长度的RTD线或类似的小引线,长度足以伸出烤箱,以及一个能够读数毫伏的直流电压表。将湿绕组放在烤箱车上,将一根引线连接到定子框架上,另一根引线连接到绕线引线上。最后,将每根引线的自由端连接到直流电压表。当毫伏刻度上的电压为零时,可以确定绕组是完全干燥的。

这个过程是许多服务中心在有大型紧急作业需要处理时使用的。它通常会缩短预期的干燥时间,即使是正常工作。它还减少了可能由温度过高引起的损坏的机会。

它是如何工作的

和设置一样,这个过程背后的原理也很简单。钢芯和铜绕组的功能就像一个原始电池的两块极板。穿过湿绝缘的电解作用导致电流流动。只要电池是“湿的”,它就会产生电压。当电池变干时,绝缘也变干了。

注:此程序适用于除某些形式线圈VPI绝缘系统以外的所有系统。这些绕组中的一些密封得很好,它们可能会排除绝缘中的水分,防止“湿电池”电池的发展。

任何人都无法保护所有设备免受飓风的影响。希望这里概述的程序将加快受影响地区的工厂的恢复,以及依赖这些工厂提供就业和产品的当地居民。在更好的情况下,这些程序还可以促进工厂服务中心的合作,并最大限度地延长正常运行时间。

原始内容可以在设备工程


作者简介:Chuck Yung是密苏里州圣路易斯EASA的高级技术支持专家;www.easa.com。EASA是由近80个国家的1800多家机电销售、服务和维修公司组成的国际贸易协会。