实例讨论高压电动机故障分析及解决

    一、电动机故障分类

    电动机的故障可分为电器故障和机械故障。机械方面的主要故障是振动、轴承过热、转子扫膛、运转声音异常等;电气方面则主要是电动机绕组接地、短路、开路、接触不良、鼠笼断条等故障。

    在对化工企业68台次高压电机的故障情况进行统计,其中,绝缘故障42台次,接线及接触不良引发故障9台次,轴承故障8台次,转子断笼5台次,其他故障4台次,分别占统计故障数的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%。可以看出,绝缘损坏是化工企业高压电动机出现概率最高的多发故障。

    二、绝缘故障原因分析

    高压电机绕组绝缘故障,受绝缘材料性能,制造工艺控制,运行安装环境及电、热、化学等综合因素影响,发生的原因比较复杂,下面结合实例分析探讨解决电动机故障。

    1、电化学击穿

    某厂造气车间的两台故障电机,解体检查,1台定子绕组三处绝缘击穿,1台四处绝缘击穿,均是点蚀损伤绝缘引起“爬电”,出现烧痕、裂缝、导电通道,且故障点均出现在电动机进风口端部且有向铁心方向移动趋势。对此,我们从电动机结构、运行环境、操作方式等方面分析原因,初步认定该电机系由于选型不合理,运行环境恶劣导致电化学击穿。

    运行环境恶劣引起电化学击穿是绝缘损坏的主要原因。空气中存在的酸、碱性腐蚀气体长期侵蚀绝缘材料表面,在空气湿度较大时,加速绝缘材料性能的恶化,有机绝缘材料在电、热、化学等因素的综合作用下,很容易引起损伤最终导致击穿。

    2.频繁启动

    高压电机的频繁启动直接影响其使用寿命。这是因为启动时电动机要承受大电流的冲击,绕组要承受电动机和热应力的叠加作用。由于绕组绝缘材料与铜导体膨胀系数不同,在启动时绝缘材料与导体之间形成很大的煎切应力,导体与绝缘材料之间的固定将被破坏,绝缘将分层或撕裂以至发生绝缘击穿。

    鼠笼式异步电动机在频繁启动时,还容易造成鼠笼断条,尤其是负载启动电动机,故障概率更高。

    3.嵌线缺陷

    嵌线时绑扎端部造成端部绝缘压陷损伤,是引起高压电动机绕组损伤的另一个重要因素。凡被端环接触到的部位,表面绝缘都不同程度地挤压出凹陷的沟痕,至使一部分软化的绝缘材料被挤压到绑扎接触面的边缘,整体固化后,此部分绝缘显着减薄,绝缘强度降低。

    4.端部手包绝缘质量不良

    端部手包绝缘质量不良造成端部相间或相对地短路的实例非常多。手包绝缘包层不紧,内部有间隙,在环境湿度高时,绕组的绝缘性能明显下降直至绝缘材料表面结露,此时绝缘表面易于引起沿面放电。其放电机理是在绝缘表面首先生成水膜,在电场的作用下,水膜被电离并使离子沿表面移动、汇集,造成电场的不均匀分布,同时降低了表面的放电电压。这种沿表面放电实际上是一种气体介质放电现象,其电压比单一气体或固体中存在的击穿电压低得多,有时延面“爬电”距离可达数十厘米。沿面放电可能导致高电位之间贯穿性的击穿闪络,即相间短路事故。

    某厂变换工段室外安装的两台Y560-10、500kw电机,在暴风雨天因电机进水保护动作相继跳闸。解体检查,发现电机由风道进水造成端部相间绝缘多处击穿,“爬电”距离长达60cm。

    高压电机绕组绝缘材料在电气、机械、温度、环境等因素综合作用下,均实时老化。采用相应试验方法,分析判断绝缘劣化程度,实施及时必要的绝缘处理,即可延长设备寿命,保障化工生产的连续性。


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关键词:电动机故障分析

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