針對高壓電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障制定出相應(yīng)的現(xiàn)場檢修方法

高壓電機(jī)是指在工頻50Hz、額定電壓為3kV、 6kV及10kV交流三相電壓下運(yùn)行的電機(jī)。高壓電機(jī)分類方法有多種，從容量大小分為小型、中型、大型及特大型4種；從絕緣等級分為A、E、B、F、H、C級電機(jī)；從結(jié)構(gòu)及用途上分為通用型高壓電機(jī)及特殊結(jié)構(gòu)與用途高壓電機(jī)。高壓電機(jī)出現(xiàn)故障后，普遍都是除了軸承故障由現(xiàn)場檢修人員更換外，其余故障都是送專門的電機(jī)修理廠處理，這樣設(shè)備修理費(fèi)用很高，時(shí)間長又影響生產(chǎn)，所以，本文對本區(qū)域高壓電機(jī)近三年來發(fā)生的常見問題及處理方法進(jìn)行總結(jié)分析，參考相關(guān)文獻(xiàn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)出高壓電機(jī)常見一般性故障類型及較為實(shí)際方便的現(xiàn)場檢修方法，作為此類設(shè)備檢修的指導(dǎo)，起到了很好的意義。

本文將要介紹的電機(jī)為通用型高壓鼠籠式三相異步電機(jī)。高壓鼠籠式三相異步電機(jī)同其它電機(jī)一樣，是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，在高電磁場作用下和本身技術(shù)條件及外部環(huán)境、運(yùn)行條件等綜合作用下，電機(jī)將在一定運(yùn)行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣、機(jī)械故障。

1     高壓電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障

1.1電機(jī)絕緣電阻低，繞組絕緣擊穿接地及引出線故障

    由于環(huán)境潮濕，使電機(jī)絕緣受潮，絕緣電阻值不符合規(guī)程要求；由于粉塵較大，有磁性物質(zhì)落在線圈表面上，產(chǎn)生鉆孔現(xiàn)象，導(dǎo)致定子繞組的絕緣被擊穿接地；電機(jī)引線位置處于鐵心背部的熱風(fēng)區(qū)，長期運(yùn)行后絕緣熱老化，引出線橡膠絕緣酥脆、變質(zhì)和剝落，外力和機(jī)械震動(dòng)使瓷瓶破裂或電機(jī)引線松動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)引出線接觸不良甚至斷裂而出現(xiàn)劇烈的弧光放電現(xiàn)象。

1．2電機(jī)定子槽楔松動(dòng)，端部綁扎不良故障

電機(jī)定子槽楔松動(dòng)、繞組端部綁扎不良，當(dāng)電機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，線圈相對產(chǎn)生位移，電機(jī)電磁聲大，出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

1．3電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

電機(jī)頻繁啟動(dòng)和過載運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)力、電磁力和機(jī)械離心力的作用引起交變應(yīng)力而造成電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子的短路環(huán)與銅條焊接處開焊，轉(zhuǎn)子銅條在槽內(nèi)松動(dòng)，運(yùn)行中定子電流擺動(dòng)大，電機(jī)振動(dòng)劇烈，電機(jī)電磁聲增大并出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

1．4電機(jī)軸承故障

軸承安裝不正確，配合公差太緊或太松，潤滑脂添加不合適。運(yùn)行時(shí)軸承發(fā)熱、溫升過高、振動(dòng)大、軸承處聲音異常發(fā)出很大的響聲。

1．5電機(jī)振動(dòng)故障

由于制造、使用、維修不當(dāng)或運(yùn)行時(shí)間長等原因，電機(jī)的端蓋、軸承、軸承套、轉(zhuǎn)子軸頸、籠條以及定子鐵芯等零部件都會(huì)發(fā)生磨損變形而喪失了應(yīng)有的形位精度和尺寸精度，使電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)值超標(biāo)時(shí)，將影響設(shè)備的健康、安全運(yùn)行。

2     針對高壓電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障制定出相應(yīng)的現(xiàn)場檢修方法

2．1電機(jī)絕緣電阻低、繞組絕緣擊穿接地及引出線故障檢修方法

三相異步電機(jī)定子常發(fā)生的電氣故障，一種是繞組絕緣擊穿接地，另一種是匝間絕緣損壞造成匝間短路燒壞繞組。前一種在高壓電機(jī)中較常見，后一種較多發(fā)生在低壓電機(jī)中。僅對繞組絕緣擊穿接地故障點(diǎn)的尋找方法和接地點(diǎn)的局部修理方法進(jìn)行闡述。

2．1．1定子繞組接地故障點(diǎn)的尋找方法

(1)采用冒煙法尋找定子線圈非金屬性接地。

定子線圈非金屬接地故障可以用這個(gè)方法，也是一種簡便的方法。在鐵心與線圈之間加一較低電壓，用調(diào)壓器來調(diào)節(jié)其電壓，限制電流在5A以內(nèi)，以防燒壞鐵芯。電流在通過接地點(diǎn)時(shí)，在故障點(diǎn)處產(chǎn)生熱量，由于熱作用，燒損絕緣會(huì)冒白煙，甚至產(chǎn)生火花。

(2)采用電壓降法尋找金屬性接地故障點(diǎn)。

    這種作法要在抽出轉(zhuǎn)子情況下進(jìn)行，否則通以交流電時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組上有感應(yīng)出高壓的危險(xiǎn)。

尋找金屬性接地故障點(diǎn)具體步驟如圖1所示。

①將交流或直流電源接于故障相的兩端

②讀出電壓表V1、V2及V3上的對應(yīng)電壓值U1、 U2及 U3，此時(shí)U1+U2≈U3。

③按比例求出接地點(diǎn)D距離引出端A或X實(shí)際長度的百分?jǐn)?shù)L1(％)=U1/U3X100％、L2(％)=U2/U3X100％。、。

④據(jù)求出的L1(％)、L2(％)按比例準(zhǔn)確地尋找出金屬接地點(diǎn)的具體位置。

2．1．2定子繞組接地點(diǎn)的局部修理方法

(1)給要修理的線圈通人大電流使繞組加熱，將溫度控制在150℃左右，使絕緣軟化。采用通電加熱法時(shí)要注意安全，如繞組有接地故障時(shí)，外殼可能帶電，當(dāng)絕緣已軟化后，必須先切斷電源，才可開始撤出繞組的工作。

(2)割開端部線圈幫繩，取出墊塊，退出故障線圈所在的槽中的槽鍥。

(3)將故障線圈舊絕緣扒去，刷1410號云母帶漆，再連續(xù)包扎F級桐馬環(huán)氧粉云母帶9層，要求半迭繞包扎，上、下層間的對縫應(yīng)錯(cuò)開，并要包扎緊固。最后在外再1／2疊包0．05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。

(4)清掃定子槽及處理其余線圈表面的絕緣，將修復(fù)的線圈下人槽內(nèi)。

(5)包好串聯(lián)接頭及聯(lián)線絕緣，配好端部墊塊，并綁好端部綁繩。

(6)對全部繞組進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，并測量繞組的直流電阻，三相的直流電阻值互差不應(yīng)超過2％。

2．2引出線故障檢修方法

(1)將處于熱風(fēng)區(qū)的引出線的舊絕緣扒去后重新加強(qiáng)絕緣，用F級桐馬環(huán)氧粉云母帶包扎8層，再1／2疊包0．05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。

(2)將引出線從定子繞組至接線盒之間增加幾處綁扎繩，減少引出線和絕緣瓷瓶的松動(dòng)。

(3)用中性清洗劑擦試絕緣瓷瓶。

(4)砂光引線鼻子，接觸面涂抹導(dǎo)電膏，緊固壓線螺絲，減少接觸電阻。

(5)在電機(jī)接線柱和引線鼻子處包扎黃蠟帶，避免弧光放電。

2．3定子槽楔松脫、端部綁扎不良的故障檢修方法

制造廠為了加快嵌線速度，把應(yīng)該使2個(gè)線圈相互綁扎的端部墊塊改成嵌線前單個(gè)綁扎，兩道墊塊綁扎的改為一道。這樣的結(jié)構(gòu)中端部線圈不能成為一個(gè)整體，在電機(jī)起動(dòng)或運(yùn)行中發(fā)生位移和振動(dòng)，使絕緣磨損，嚴(yán)重者端部線圈與護(hù)圈的接觸處絕緣被全部磨去而露銅。所以繞組端部伸出鐵心外長度超過250mm應(yīng)加兩道墊塊NCL，并且應(yīng)綁扎牢固。

2．3．1定子槽楔松脫的處理方法

(1)打出松脫的定子槽楔。

(2)用酚醛布板做成截面積為下窄上寬的倒梯形狀，鋸成所需的長度。

(3)將酚醛布板做成的槽楔輕輕打人槽內(nèi)。

(4)將檢修過的部位刷上絕緣漆。

2．3．2線圈端部絕緣磨損及端部綁扎不良的處理方法

(1)線圈端部磨損主要是端部線圈和護(hù)圈的接觸部分磨損，將磨損處舊絕緣削去，用F級桐馬環(huán)氧粉云母帶包扎8層，再1／2疊包0．05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。

(2)在端部線圈和護(hù)圈間墊3mm厚滌綸氈一塊。

(3)再用玻璃絲帶綁牢。

(4)綁扎后浸漆，用熱風(fēng)吹干。

2．4轉(zhuǎn)子銅條開焊斷裂點(diǎn)的查找及檢修方法

銅條斷裂口發(fā)生的部位幾乎都在伸長端上，并靠近與短路環(huán)的焊接處。銅條斷口附近沒有顯著的變形，沒有象塑性材料被拉斷時(shí)出現(xiàn)的縮頸。斷口的2個(gè)斷裂面往往吻合的很嚴(yán)密，若不仔細(xì)檢查，還很難發(fā)現(xiàn)。但仔細(xì)檢查會(huì)發(fā)現(xiàn)在斷裂面的下半部有磨光的部分，銅條的上半部還有脆性的斷裂部分，并形成前沿線，斷裂點(diǎn)查找及檢修方法如圖2所示。

(1)分解電機(jī)抽出轉(zhuǎn)子。

(2)用手錘輕敲銅條，經(jīng)過外觀仔細(xì)檢查即可找出斷裂處。

(3)在銅條的斷裂處用拋光機(jī)或三角銼打成坡口。

(4)用耐火材料保護(hù)好鐵心，以防止被火烤傷。

(5)用銅焊焊接坡口，焊到高于坡口面為止。

(6)銼平焊界處，然后砂光焊界面。

(7)加強(qiáng)絕緣，涂上絕緣漆，用熱風(fēng)吹干。

(8)撤除耐火材料，檢查無遺留物后用高壓風(fēng)吹掃轉(zhuǎn)子。

(9)重新裝配電機(jī)并緊固各部螺絲后試車。

2．5振動(dòng)故障的查找及檢修方法

2．5．1外觀檢查

    電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用測振儀檢查測量各部位的振動(dòng)值。對于振動(dòng)較大的部位，要按垂直和水平方向詳細(xì)測試并記錄。如果是地腳螺栓松動(dòng)或軸承螺絲釘松動(dòng)，可直接緊固，緊固后再復(fù)測其振動(dòng)值，查看是否消除或減輕。其次要檢查三相電源是否平衡，三相熔斷器是否有燒斷現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電源有問題，應(yīng)及時(shí)停機(jī)并與有關(guān)部門聯(lián)系解決。

2．5．2單機(jī)實(shí)驗(yàn)

如果從外表處理電動(dòng)機(jī)振動(dòng)不能解決，則需要斷開電源，拆開聯(lián)軸器，使電動(dòng)機(jī)與連接的負(fù)載機(jī)械分離，單獨(dú)實(shí)驗(yàn)電動(dòng)機(jī)。如果電動(dòng)機(jī)本身不振動(dòng)，則說明振源是由聯(lián)軸器的安裝和負(fù)載機(jī)械引起的。如果電動(dòng)機(jī)本身振動(dòng)，則說明它本身存在缺陷，二聯(lián)軸器和負(fù)載機(jī)械可能問題不大。這時(shí)應(yīng)采取瞬時(shí)停電法來區(qū)分是電氣原因還是機(jī)械原因，或者是由兩者混合原因引起。當(dāng)停電瞬間，電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)立即不振或減輕，則說明是電氣原因?yàn)橹?，否則，機(jī)械原因的可能性大。

2．5．3電氣原因的檢查

關(guān)于電氣原因引起的檢查，需測試定子三相繞組的電阻是否平衡，如不平衡，則說明有開焊部位。用實(shí)燈檢查繞組接地故障。然后將電動(dòng)機(jī)解體，抽出轉(zhuǎn)子，用開口變壓器檢查籠型轉(zhuǎn)子是否有斷籠。定子繞組的匝間短路故障，可觀察繞組絕緣表面燒焦痕跡來判定，也可用開口變壓器逐槽檢查。

2．5．4機(jī)械原因的檢查

關(guān)于機(jī)械原因引起的振動(dòng)和噪聲，應(yīng)首先探測電機(jī)氣隙是否均勻。檢查軸承，拆下后清洗，測量徑向間隙，其間隙大小不應(yīng)超過規(guī)定。還要檢查定子鐵芯變形和配合松動(dòng)的情況。松動(dòng)的鐵芯可用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，片間松動(dòng)需要重新壓緊鐵芯。檢查轉(zhuǎn)軸是否彎曲，必要時(shí)還要檢查轉(zhuǎn)子鐵芯并做平衡試驗(yàn)。

2．5．5連接部位的檢查

    負(fù)載機(jī)械和電動(dòng)機(jī)本身經(jīng)檢查如果都正常，則引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因是由連接部位造成的。這時(shí)要檢查電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)水平面、傾斜度和強(qiáng)度。檢查中心找正是否正常，聯(lián)軸器本身是否平衡，連接間隙是否均勻、正確。聯(lián)軸器的張口是否正確等。一般應(yīng)是下張口，即聯(lián)軸器下部的軸向間隙比其上部的軸向間隙要大些。

3     總結(jié)

通過不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)修理工藝，我區(qū)域高壓電機(jī)故障得到了很好的控制，使用上述的現(xiàn)場檢修方法后有效地減少了突發(fā)性事故的發(fā)生，進(jìn)一步提高了設(shè)備的完好率和運(yùn)行周期。

實(shí)際上電動(dòng)機(jī)在使用中會(huì)出現(xiàn)各類疑難故障，重要的是在平時(shí)維護(hù)運(yùn)行中抓好管理和定期檢修工作，防患于未然，盡量降低故障率，在處理故障過程中，要按照四不放過的原則認(rèn)真分析故障發(fā)生的真正原因，在以后的設(shè)備使用維護(hù)中盡量避免犯重復(fù)性的低級錯(cuò)誤，保證生產(chǎn)工藝線的高運(yùn)轉(zhuǎn)率。