连续绝缘电阻测试提高电机生产力

几十年来，工厂人员一直使用手持式兆欧表进行绝缘电阻测试，以防止电机故障导致代价高昂的计划外停机、生产失败罚款和倒带维修。然而，这些测试仅提供运动健康的“快照”。几天之内，暴露于湿气、化学品、污染物或振动的电机绕组和电缆可能会受到损害并在启动时出现故障。

便携式兆欧表还需要电气技术人员手动断开设备电缆并将测试引线连接到可能通电或损坏的设备上以执行手动测试。这些测试使技术人员在进入机柜时暴露于潜在的电弧闪光。在美国，非致命弧闪事故每天大约发生 5 到 10 次，死亡人数约为每天 1 起。

面对如此多的风险，工厂经理正在认识到持续兆欧监测绝缘电阻的价值，这种监测会在电机关闭直到重新启动时启动。

有了这些实时信息，维护人员可以提前采取纠正措施，以避免可能中断生产的故障。通过这样做，他们可以为公用事业公司节省数十万美元的维修费用，这些费用包括昂贵的重绕、生产失败罚款和生产时间损失。

此外，永久安装的自动测试设备允许“放手”监控，而无需进入机柜——使技术人员免受伤害。

公用事业的电机保护

无论是哪个行业，制造和加工厂都严重依赖电机，尽管数量和类型因工厂规模和燃烧燃料类型而异。有些工厂的关键电机多达 20-30 台，平均有 5 到 10 台。

关键电机是指那些在意外下线时可能会严重影响安全实现业务目标或影响生产水平的电机。示例包括用于操作压缩机、泵和风扇的 480-13,800 V 电机。

大多数公用事业公司通过基于时间的预防性维护 (PM) 计划来维护这些电机。绝缘电阻测试通常每半年安排一次。然而，鉴于大多数工厂的人员减少，它甚至可能不那么频繁。根据这些测试，可能会安排将电机送到维修店进行修复。

通常，绝缘电阻测试也在年度大修或计划停电开始时进行，以确定任何可能也需要维修的电机。尽管如此，尽管有 PM 程序，离线或频繁循环的电机可能会很快受到损害。在发电厂工作了 37 年后退休的 Richard Hohlman 说：“我们遇到了相当多的电机故障，而且代价非常高昂。

“有时失败可能真的很昂贵，”他说。 “在那个特定的工厂，我们有几台西屋公司的两速 PAM 交流感应电机，其中一个重绕需要六位数的费用。”

从 O&M（运营和维护）的角度来看，“如果我们能够识别出弱电机并避免尝试启动它并使其发生故障的风险，那将是一个很大的节省，”他补充道。

为了避免电机出现故障，Hohlman 表示，他要求 Long Island Sound 1,500 mW 工厂中所有关闭 24 小时或更长时间的关键电机在重新启动之前用兆欧表进行手动测试。 “这本身就变成了一项费用，因为测试通常在一天中的不同时间以加班费率进行，”霍尔曼说。 “但是，通过这样做，我们避免了一些电机故障。”

霍尔曼说，他的团队成员发现了 Meg-Alert，这是一种由威斯康星州 Minocqua 的 Meg-Alert 制造的连续测试和监测设备。该工厂最初将其安装在四个循环泵和几个引风机上。后来，这些设备还被添加到全厂的多台强制通风机和其他关键电机中。

Meg-Alert 装置永久安装在 MCC 或开关设备的高压室内，并直接连接到电动机或发电机绕组。当电机或发电机离线时，单元会感应到，然后对绕组绝缘进行连续的介电测试，直到设备重新启动。

该装置通过向相绕组施加非破坏性、限流的直流测试电压来发挥作用，然后安全地测量通过绝缘体返回到地面的任何泄漏电流。该系统使用符合IEEE、ABS、ANSI/NETA和ASTM国际标准的500、1000、2500或5000 V直流电压等级，根据设备的工作电压进行适当的绝缘电阻测试电压。

该测试不会导致任何绝缘劣化，并包含保护人员的限流技术。

“通过持续监控，O&M 团队可以随时了解电机是否适合工作，”Hohlman 说。 “每次电机关闭时——无论是几秒钟、一天还是停电 10 天——电机都在接受测试。如果它低于安全水平，它会立即发出警报，甚至可以锁定电机以防止启动。”

这与兆欧表在关机开始时拍摄的快照形成鲜明对比。由于潮湿和污染，电机可以迅速吸收大量水分。

“在该国南部地区，电动机可以在短短几个小时内吸收足够的水分，从而在启动时造成损坏，”一家生产粉末状聚氯乙烯的大型工厂的电气和仪器经理 Ricky Loupe 说。 PVC）以及主要成分氯乙烯。 “南方这里有很多雨天，湿度很高，湿气和电不混合。

“当电机充满水分并启动时，绕组会接地并损坏电机，”Loupe 继续说道。 “所以现在你有一个关键的电机，它的绕组损坏了，需要花费大量的维修费用。”

当时是一名工程师，他和他的团队进行了分析，以确定问题的根本原因以及如何预防。在了解了有关 Meg-Alert 的更多信息后，他购买了一台作为试用版。 Loupe 说它安装在一个 4,160-V、1,200-hp WP 外壳电机上，该电机用于驱动冷水机组上的压缩机。

根据生产要求，部分冷水机组已关闭，仅在需要时使用。这意味着某些单元上的电机可能会闲置。在再次运行冷却器之前，必须使用便携式兆欧表对电机进行测试。 “由于运营需求和尽快启动它们的要求，这项工作通常是在下班后进行的，”Loupe 解释说。 “我们会让技术人员在周末进来——经常加班——只是为了测试电机，这样他们就可以启动它们。”

Loupe 对 Meg-Alert 装置说，这些信息现在可以实时获得。在连接到启动器的设备在雨天后由于兆欧电阻读数低而不允许电机启动后，他进一步确信。 “Meg-Alert 不允许电机启动，因为电机中的水分过多，”Loupe 解释说。 “那个，就在那里，连续监测装置的费用是十倍的。”

如今，该工厂的所有 10 台冷水机电机以及工厂另一区域的 4 台 900 马力冷却塔泵都有 Meg-Alerts。

“放手”监控

连续监控系统还允许“放手”的方法，不需要维修技术人员进入控制柜来执行手动绝缘电阻测试。相反，控制柜门外的模拟仪表会实时显示以兆欧为单位的绝缘电阻读数。该仪表还通过简单的“绿、黄、红”配色方案指示良好、一般和差的绝缘水平。

当达到预定的绝缘电阻设定点水平时，指示灯将打开以发出警报信号，并且可以向监控网络发送自动通知。持续监控还可以显示用于保持温度或防止冷凝的加热器是否正常工作。

大多数电机利用加热器来保持电机内部的温度，因此它不会与工作温度或单元外部的环境温度发生巨大变化。如果低于露点，电机将在离线时开始出现冷凝。

但是，如果这些加热器无法正常运行或断路器跳闸，维护人员可能直到电机在启动时出现故障时才意识到这一点。尽管定期检查这些电机加热器，但这可能会使关键电机和发电机在数周甚至数月内得不到保护。

防止电弧闪光

也许更重要的是，Loupe 表示，这种不干涉的方法减少了员工受到弧闪潜在伤害的风险。 “使用连续绝缘电阻监测设备，您无需技术人员打开机柜进行兆欧测试，就可以消除电弧闪光的潜在危害，”Loupe 说。

电弧闪光是一种不需要的放电，它穿过导体之间的空气或从导体到地面。闪光是即时的，可以产生四倍于太阳表面的温度。高温还会导致空气突然膨胀，从而产生冲击波，将工人扔出房间并将他们从梯子上撞下来。弧闪伤包括三度烧伤、失明、听力损失、神经损伤、心脏骤停甚至死亡。

NFPA 70E 列出的电弧闪光的潜在原因包括“测试设备使用不当”。虽然建议在测试前将设备断电并穿戴适当的个人防护设备 (PPE)，但最好的解决方案是完全无需进入控制柜来进行绝缘电阻测试。

除了电弧闪光的风险之外，Loupe 还亲眼目睹了另一个潜在风险，如果电机在员工几英尺内发生短路，可能会发生这种风险。在工厂中，启动冷水机时，工作人员距离电机仅约五英尺。如果电机短路，它会发出巨大的噪音并产生大量火花。

“通过持续的绝缘电阻监测，如果电机在启动时出现故障，您就不会让员工受到伤害，”Loupe 说。 “该设备也可以防止这种安全问题。”

欲了解更多信息，请访问 www.megalert.com 或致电 800-778-5689。