交流高壓電動(dòng)機(jī)

- 故障分析 -

交流高壓電動(dòng)機(jī)的故障原因很多，為此，很有必要針對(duì)各類故障，探索出一套針對(duì)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(shí)排除高壓電機(jī)發(fā)生的故障，使高壓電動(dòng)機(jī)故障率逐年降低。

高壓電機(jī)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(jī)冷卻系統(tǒng)故障

二、電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

三、高壓電機(jī)定子線圈故障

四、軸承故障

五、絕緣擊穿

故障類型

一、電機(jī)冷卻系統(tǒng)故障

故障分析

由于生產(chǎn)需求，高壓電機(jī)開動(dòng)頻繁，振動(dòng)大，機(jī)械沖力大，很容易導(dǎo)致電機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障，這主要包括以下幾個(gè)類型：

1、電機(jī)外部冷卻管道出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致冷卻介質(zhì)的流失，進(jìn)而降低了高壓電機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力，冷卻能力受阻，導(dǎo)致電機(jī)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(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)過熱的問題；

3、部分冷卻散熱管對(duì)于散熱功能與導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)“放炮”事故，電機(jī)組將自動(dòng)停機(jī)，導(dǎo)致電機(jī)組不能正常工作。

修理方法

對(duì)外部冷卻管路進(jìn)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(jī)率。潤(rùn)滑劑滯留在冷凝器會(huì)降低冷凝器的散熱速度，并制約液態(tài)制冷劑的流動(dòng)。針對(duì)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(dòng)，在需要檢查的部位，如各連接頭、焊縫等，次運(yùn)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(shí)際方案。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)，必須在高壓電機(jī)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(dá)到很好的防氧化效果。

二、電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

故障分析

電機(jī)在啟動(dòng)與過載運(yùn)行過程中在各種力的影響下，電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的短路環(huán)與銅條焊接上，致使電機(jī)轉(zhuǎn)子銅條慢慢發(fā)生松動(dòng)，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(yùn)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(dòng)，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(xì)微的糙化作用，不能及時(shí)散熱的話，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致膨脹變形，引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇。

修理方法

首先，應(yīng)該對(duì)高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子焊接斷點(diǎn)進(jìn)行檢查，仔細(xì)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(jìn)行焊接，將所有的螺絲緊固完畢以后再開始正常運(yùn)行。對(duì)轉(zhuǎn)子繞組作細(xì)微檢查，做到預(yù)防為主，一旦發(fā)現(xiàn)需要及時(shí)的更換，避免出現(xiàn)鐵芯的嚴(yán)重?zé)龘p。定期檢查鐵芯拉近螺栓情況，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的重新安裝，必要時(shí)測(cè)定鐵芯損耗。

三、高壓電機(jī)定子線圈故障

故障分析

在高壓電機(jī)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(jī)在快速啟?；蚩焖僮冐?fù)荷時(shí)，機(jī)械振動(dòng)會(huì)使得定子鐵心與定子繞組產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(jī)座棱角部，續(xù)在潮濕環(huán)境下運(yùn)行，導(dǎo)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(chǎng)條件，對(duì)電機(jī)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(dú)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(jiǎn)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(duì)地絕緣10～12層， 接著包扎其鄰槽線圈兩頭鼻部對(duì)地絕緣， 線圈端部斜邊段涂高阻半導(dǎo)體漆，徐刷長(zhǎng)度12mm。最好加熱、冷卻各進(jìn)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(jī)用得最多的是深溝球軸承和圓柱滾子軸承，造成電機(jī)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(jìn)行安裝。潤(rùn)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(dǎo)致軸承很容易出現(xiàn)問題，導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。如果線圈固定不牢，會(huì)使線圈與鐵心發(fā)生振動(dòng)，定位軸承承受了過大的軸向負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致軸承燒毀。

修理方法

電機(jī)專用軸承有開式和封閉式的，具體選擇要根據(jù)實(shí)際情況。軸承而言，需要通過選擇特殊的游隙和潤(rùn)滑脂，軸承在安裝的時(shí)候，潤(rùn)滑的選擇要注意，有時(shí)候要用有EP添加劑的潤(rùn)滑脂，可在內(nèi)套上涂上一層薄薄的潤(rùn)滑脂，可提高電機(jī)軸承運(yùn)行壽命。正確選用軸承及精確使用軸承，減少裝機(jī)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(jī)組裝時(shí)，還需仔細(xì)檢查軸承安裝時(shí)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(dǎo)熱性能較差，容易造成電機(jī)溫升過高，導(dǎo)致橡膠絕緣變質(zhì)甚至剝落，致使引線松動(dòng)，發(fā)生斷裂甚至弧光放電問題。軸向的振動(dòng)會(huì)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(dǎo)體防暈層的磨損，嚴(yán)重時(shí)直接破壞主絕緣，導(dǎo)致主絕緣擊穿。高壓電機(jī)受潮導(dǎo)致其絕緣材料電阻值難以達(dá)到高壓電機(jī)規(guī)定的要求，致使電機(jī)出現(xiàn)故障；高壓電機(jī)使用年限過長(zhǎng)，防暈層與定子鐵心接觸不良出現(xiàn)電弧，電機(jī)繞組出現(xiàn)擊穿導(dǎo)致電機(jī)最終出現(xiàn)故障；高壓電機(jī)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(jī)內(nèi)部接觸不良，也很容易導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。

修理方法

絕緣技術(shù)是電機(jī)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(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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(dǎo)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(jī)最嚴(yán)重的故障是什么

一、高壓電機(jī)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(jī)最嚴(yán)重的故障,將引起電機(jī)本身繞組絕緣嚴(yán)重?fù)p壞、鐵芯燒傷,同時(shí)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(jī)。

2、一相繞組的匝間短路電機(jī)

一相繞組匝間短路時(shí),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(jī)的對(duì)稱運(yùn)行,并造成局部嚴(yán)重發(fā)熱。

3、單相接地短路

高壓電機(jī)的供電網(wǎng)絡(luò)一般是中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),高壓電機(jī)發(fā)生單相接地故障時(shí),如果接地電流大于10A ,將造成電機(jī)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(jī)或發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

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(jī)缺相運(yùn)行,導(dǎo)通相電流增大,電機(jī)溫度急劇上升,噪聲加大,振動(dòng)加大。要盡快停機(jī),否則將造成電機(jī)燒毀。

5、電源電壓過高或過低

電壓過高,導(dǎo)致定子鐵芯磁路飽和,電流急速增大;電壓過低,電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降,帶負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)定子電流增大,電機(jī)發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)燒毀電機(jī)。

機(jī)械方面的故障

1、軸承磨損或缺油

軸承故障易使電機(jī)溫度上升,噪聲加大,嚴(yán)重時(shí)軸承抱死,電機(jī)燒毀。

2、電機(jī)配件裝配不良

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

3、聯(lián)軸器裝配不良

軸的傳動(dòng)力使軸承溫度升高,電機(jī)振動(dòng)加大。嚴(yán)重時(shí)會(huì)損傷軸承,進(jìn)而燒毀電機(jī)。

二、高壓電機(jī)的保護(hù)

1、相間短路保護(hù)

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

2、負(fù)序電流保護(hù)

作為電機(jī)匝間、斷相、相序接反以及電壓較大不平衡的保護(hù),也可作對(duì)電機(jī)的三相電流不平衡,相間短路故障主保護(hù)的后備作用。負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。

3、單相接地保護(hù)

高壓電機(jī)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(shí),僅有接地電容電流流過故障點(diǎn)，-般危害較小。只有接地電流大于5A時(shí)才考慮裝設(shè)單相接地保護(hù),接地電容電流為10A及以上時(shí),保護(hù)可帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘;接地電容電流為10A以下時(shí),保護(hù)動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。電機(jī)單相接地保護(hù)的接線和整定與線路單相接地保護(hù)相同。

4、低電壓保護(hù)

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

5、過負(fù)荷保護(hù)

長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷會(huì)使電機(jī)溫升超過允許值,使絕緣老化甚至|起故障。故運(yùn)行過程中易發(fā)生過負(fù)荷的電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。根據(jù)電機(jī)的重要程度及發(fā)生過負(fù)荷的條件可以設(shè)置動(dòng)作于信號(hào)、自動(dòng)減負(fù)荷或跳閘。

6、啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)保護(hù)

反應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng),當(dāng)電機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間超過整定的允許時(shí)間時(shí),保護(hù)動(dòng)作于跳閘。

7、過熱保護(hù)

反應(yīng)任何原因引起的定子正序電流增大或出現(xiàn)負(fù)序電流,導(dǎo)致電機(jī)過熱，保護(hù)動(dòng)作于報(bào)警、跳閘。過熱禁止再啟動(dòng)。

8、堵轉(zhuǎn)保護(hù)（正序過電流保護(hù)）

反應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)過程中或運(yùn)行中發(fā)生堵轉(zhuǎn),保護(hù)動(dòng)作于跳闡。對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)還應(yīng)增設(shè)失步保護(hù)、失磁保護(hù)、非同步?jīng)_擊保護(hù)。

審核編輯 黃宇