交流高壓電動機

- 故障分析 -

交流高壓電動機的故障原因很多，為此，很有必要針對各類故障，探索出一套針對性的給出了明確的故障處理方法，提出了有效采取的防范措施，及時排除高壓電機發(fā)生的故障，使高壓電動機故障率逐年降低。

高壓電機的常見故障出現(xiàn)在哪些方面?應(yīng)該怎么處理?

故障類型

一、電機冷卻系統(tǒng)故障

二、電機轉(zhuǎn)子故障

三、高壓電機定子線圈故障

四、軸承故障

五、絕緣擊穿

故障類型

一、電機冷卻系統(tǒng)故障

故障分析

由于生產(chǎn)需求，高壓電機開動頻繁，振動大，機械沖力大，很容易導致電機循環(huán)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障，這主要包括以下幾個類型：

1、電機外部冷卻管道出現(xiàn)損壞，導致冷卻介質(zhì)的流失，進而降低了高壓電機冷卻系統(tǒng)的冷卻能力，冷卻能力受阻，導致電機溫度升高；

2、冷卻水出現(xiàn)變質(zhì)后，冷卻管道遭到雜質(zhì)的腐蝕與堵塞，導致電機出現(xiàn)過熱的問題；

3、部分冷卻散熱管對于散熱功能與導熱性要求較高，不同材質(zhì)的物體間因收縮程度不同而留下空隙，兩者結(jié)合位置出現(xiàn)氧化與銹蝕的問題，冷卻水滲透到其中就會導致電機出現(xiàn)“放炮”事故，電機組將自動停機，導致電機組不能正常工作。

修理方法

對外部冷卻管路進行監(jiān)管，最大限度地降低外部冷卻管路介質(zhì)的溫度。提高冷卻水水質(zhì)的質(zhì)量，減少冷卻水雜質(zhì)腐蝕管道，冷卻通道堵塞的機率。潤滑劑滯留在冷凝器會降低冷凝器的散熱速度，并制約液態(tài)制冷劑的流動。針對鋁制的外部冷卻管路漏水現(xiàn)象，檢漏儀的探頭在所有可能滲漏的部位附近移動，在需要檢查的部位，如各連接頭、焊縫等，次運行系統(tǒng)使檢漏劑再次隨之循環(huán)，采取沖壓、填塞、密封的檢修方法的實際方案。進行現(xiàn)場檢修時，必須在高壓電機鋁制外部冷卻管路漏水處涂抹膠水，可以很有效地防止鋼與鋁的接觸，達到很好的防氧化效果。

二、電機轉(zhuǎn)子故障

故障分析

電機在啟動與過載運行過程中在各種力的影響下，電機內(nèi)部轉(zhuǎn)子的短路環(huán)與銅條焊接上，致使電機轉(zhuǎn)子銅條慢慢發(fā)生松動，一般由于端環(huán)不是整塊銅料鍛成，其接焊縫焊接不良，在運行中受熱應(yīng)力容易造成開裂。銅條與鐵芯配合過松致使銅條在槽內(nèi)發(fā)生振動，可引起銅條或端環(huán)斷裂。此外，安裝工藝執(zhí)行不到位， 在線棒表面產(chǎn)生細微的糙化作用，不能及時散熱的話，嚴重的會導致膨脹變形，引起轉(zhuǎn)子振動加劇。

修理方法

首先，應(yīng)該對高壓電機轉(zhuǎn)子焊接斷點進行檢查，仔細清理鐵心槽內(nèi)的雜物，主要檢查有無斷條、裂紋等缺陷，使用銅質(zhì)材料在焊接斷裂處進行焊接，將所有的螺絲緊固完畢以后再開始正常運行。對轉(zhuǎn)子繞組作細微檢查，做到預(yù)防為主，一旦發(fā)現(xiàn)需要及時的更換，避免出現(xiàn)鐵芯的嚴重燒損。定期檢查鐵芯拉近螺栓情況，進行轉(zhuǎn)子的重新安裝，必要時測定鐵芯損耗。

三、高壓電機定子線圈故障

故障分析

在高壓電機故障中，由定子繞組絕緣損壞引起的故障占到了 40%以上。高壓電機在快速啟停或快速變負荷時，機械振動會使得定子鐵心與定子繞組產(chǎn)生相對運動，在熱劣化下即發(fā)生了絕緣擊穿現(xiàn)象。溫度的升高加速了絕緣表面的劣化，改變了絕緣表面的狀況，從而引起了與絕緣表面狀況相關(guān)的一系列變化。由于繞組表面油污、水汽、污穢，定子繞組不同相間的放電，接觸部位的高壓引線絕緣層表面紅色防暈漆已變成黑色。高壓引線部分檢查，高壓引線斷裂部位正處在定子機座棱角部，續(xù)在潮濕環(huán)境下運行，導致定子繞組高壓引出線絕緣層老化，使得繞組絕緣電阻值有下降現(xiàn)象。

修理方法

根據(jù)施工現(xiàn)場條件，對電機繞組的高壓引線段先采用絕緣膠帶包扎。按檢修電工常用的“吊把”工藝，單獨將故障線圈上槽邊緩緩吊離定子鐵芯內(nèi)壁30～40毫米處，并設(shè)法固定。用簡易烘壓夾具初夾新包扎的絕緣部位， 用粉云母帶半疊包上層邊直線段對地絕緣10～12層， 接著包扎其鄰槽線圈兩頭鼻部對地絕緣， 線圈端部斜邊段涂高阻半導體漆，徐刷長度12mm。最好加熱、冷卻各進行兩次。第二次加熱前要再次上緊壓模螺絲。

四、軸承故障

故障分析

高壓電機用得最多的是深溝球軸承和圓柱滾子軸承，造成電機軸承故障的主要原因有安裝不合理，沒有按照相應(yīng)規(guī)定進行安裝。潤滑劑不合格，如果溫度異常，油脂的性能變化也很大。這些現(xiàn)象都導致軸承很容易出現(xiàn)問題，導致電機出現(xiàn)故障。如果線圈固定不牢，會使線圈與鐵心發(fā)生振動，定位軸承承受了過大的軸向負荷，會導致軸承燒毀。

修理方法

電機專用軸承有開式和封閉式的，具體選擇要根據(jù)實際情況。軸承而言，需要通過選擇特殊的游隙和潤滑脂，軸承在安裝的時候，潤滑的選擇要注意，有時候要用有EP添加劑的潤滑脂，可在內(nèi)套上涂上一層薄薄的潤滑脂，可提高電機軸承運行壽命。正確選用軸承及精確使用軸承，減少裝機后軸承工作徑向游隙和采用淺度外圈滾道結(jié)構(gòu)來防止。電機組裝時，還需仔細檢查軸承安裝時軸承與轉(zhuǎn)子軸的配合尺寸。

五、絕緣擊穿

故障分析

如果環(huán)境潮濕，電氣和導熱性能較差，容易造成電機溫升過高，導致橡膠絕緣變質(zhì)甚至剝落，致使引線松動，發(fā)生斷裂甚至弧光放電問題。軸向的振動會造成線圈表面與墊塊和鐵心發(fā)生摩擦，造成線圈外側(cè)半導體防暈層的磨損，嚴重時直接破壞主絕緣，導致主絕緣擊穿。高壓電機受潮導致其絕緣材料電阻值難以達到高壓電機規(guī)定的要求，致使電機出現(xiàn)故障；高壓電機使用年限過長，防暈層與定子鐵心接觸不良出現(xiàn)電弧，電機繞組出現(xiàn)擊穿導致電機最終出現(xiàn)故障；高壓電機的內(nèi)部油污浸入主絕緣之后，容易引起定子線圈匝間短路等，高壓電機內(nèi)部接觸不良，也很容易導致電機出現(xiàn)故障。

修理方法

絕緣技術(shù)是電機制造和維修環(huán)節(jié)中重要的工藝技術(shù)之一。為保證電動機長時間運行的穩(wěn)定度，因此必須提高絕緣的耐熱能力。在主絕緣內(nèi)部放置半導體材料或金屬材料的屏蔽層，來改善沿面的電壓分布。完善的接地系統(tǒng)是系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

高壓電機最嚴重的故障是什么

一、高壓電機常見故障

電磁方面的故障

1、定子繞組的相間短路

定子繞組的相間短路是電機最嚴重的故障,將引起電機本身繞組絕緣嚴重損壞、鐵芯燒傷,同時將造成電網(wǎng)電壓的降低,影響或破壞其他用戶的正常用電。因此要求盡快切除故障電機。

2、一相繞組的匝間短路電機

一相繞組匝間短路時,故障相電流增大,其電流增大程度與短路匝數(shù)有關(guān),匝間短路破壞電機的對稱運行,并造成局部嚴重發(fā)熱。

3、單相接地短路

高壓電機的供電網(wǎng)絡(luò)一般是中性點非直接接地系統(tǒng),高壓電機發(fā)生單相接地故障時,如果接地電流大于10A ,將造成電機定子鐵芯燒毀。另外單相接地故障還可能發(fā)展成匝間短路或相間短路,視接地電流大小可切除故障電機或發(fā)出報警信號。

4、電源或定子繞組一相斷路

電源或定子繞組一相斷路造成電機缺相運行,導通相電流增大,電機溫度急劇上升,噪聲加大,振動加大。要盡快停機,否則將造成電機燒毀。

5、電源電壓過高或過低

電壓過高,導致定子鐵芯磁路飽和,電流急速增大;電壓過低,電機轉(zhuǎn)矩下降,帶負荷運行的電機定子電流增大,電機發(fā)熱,嚴重時燒毀電機。

機械方面的故障

1、軸承磨損或缺油

軸承故障易使電機溫度上升,噪聲加大,嚴重時軸承抱死,電機燒毀。

2、電機配件裝配不良

電機裝配時,螺絲把的不勻,電機內(nèi)外小蓋與軸相擦,造成電機溫度高,噪聲大。

3、聯(lián)軸器裝配不良

軸的傳動力使軸承溫度升高,電機振動加大。嚴重時會損傷軸承,進而燒毀電機。

二、高壓電機的保護

1、相間短路保護

即電流速斷或縱差保護,反應(yīng)電機定子燒組相間短路故障。容量小于2MW的電機裝設(shè)電流速斷保護;容量在2MW及以上或容量小于2MW但電流速斷保護靈敏度不能滿足要求,而且有六根出線的重要電機可裝設(shè)縱差保護。電機的相間短路保護動作于跳閘;對于具有自動滅磁裝置的同步電機,保護還應(yīng)動作于滅磁。

2、負序電流保護

作為電機匝間、斷相、相序接反以及電壓較大不平衡的保護,也可作對電機的三相電流不平衡,相間短路故障主保護的后備作用。負序電流保護動作于跳閘或信號。

3、單相接地保護

高壓電機的供電網(wǎng)絡(luò)一般為小電流接地系統(tǒng) ,發(fā)生單相接地時,僅有接地電容電流流過故障點，-般危害較小。只有接地電流大于5A時才考慮裝設(shè)單相接地保護,接地電容電流為10A及以上時,保護可帶時限動作于跳閘;接地電容電流為10A以下時,保護動作于跳閘或信號。電機單相接地保護的接線和整定與線路單相接地保護相同。

4、低電壓保護

電源電壓短時降低或中斷后又恢復(fù)時,許多電機同時啟動,可能造成電壓恢復(fù)時間過長,甚至不能恢復(fù)。為了保證重要電機的自啟動,在不重要的電機或者工藝、安全方面的原因,不允許自啟動的電機上裝設(shè)低電壓保護,延時動作于跳閘。

5、過負荷保護

長時間過負荷會使電機溫升超過允許值,使絕緣老化甚至|起故障。故運行過程中易發(fā)生過負荷的電機應(yīng)裝設(shè)過負荷保護。根據(jù)電機的重要程度及發(fā)生過負荷的條件可以設(shè)置動作于信號、自動減負荷或跳閘。

6、啟動時間過長保護

反應(yīng)電機啟動時間過長,當電機的實際啟動時間超過整定的允許時間時,保護動作于跳閘。

7、過熱保護

反應(yīng)任何原因引起的定子正序電流增大或出現(xiàn)負序電流,導致電機過熱，保護動作于報警、跳閘。過熱禁止再啟動。

8、堵轉(zhuǎn)保護（正序過電流保護）

反應(yīng)電機啟動過程中或運行中發(fā)生堵轉(zhuǎn),保護動作于跳闡。對于同步電動機還應(yīng)增設(shè)失步保護、失磁保護、非同步?jīng)_擊保護。

審核編輯 黃宇