高壓電動(dòng)機(jī)故障分析

一、電動(dòng)機(jī)的故障分類

　　電動(dòng)機(jī)的故障可分為電器故障和機(jī)械故障。機(jī)械方面的主要故障是振動(dòng)、軸承過熱、轉(zhuǎn)子掃膛、運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常等；電氣方面則主要是電動(dòng)機(jī)繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障。筆者對(duì)化工企業(yè)68臺(tái)次高壓電機(jī)的故障情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中，絕緣故障42臺(tái)次，接線及接觸不良引發(fā)故障9臺(tái)次，軸承故障8臺(tái)次，轉(zhuǎn)子斷籠5臺(tái)次，其他故障4臺(tái)次，分別占統(tǒng)計(jì)故障數(shù)的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%?？梢钥闯觯^緣損壞是化工企業(yè)高壓電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)概率max的多發(fā)故障。>

　　二、絕緣故障原因分析

　　高壓電機(jī)繞組絕緣故障，受絕緣材料性能，制造工藝控制，運(yùn)行安裝環(huán)境及電、熱、化學(xué)等綜合因素影響，發(fā)生的原因比較復(fù)雜，下面結(jié)合實(shí)例分析探討。

1、電化學(xué)擊穿

　　某廠造氣車間的兩臺(tái)故障電機(jī)，解體檢查，1臺(tái)定子繞組三處絕緣擊穿，1臺(tái)四處絕緣擊穿，均是點(diǎn)蝕損傷絕緣引起“爬電”，出現(xiàn)燒痕、裂縫、導(dǎo)電通道，且故障點(diǎn)均出現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口端部且有向鐵心方向移動(dòng)趨勢。對(duì)此，我們從電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行環(huán)境、操作方式等方面分析原因，初步認(rèn)定該電機(jī)系由于選型不合理，運(yùn)行環(huán)境惡劣導(dǎo)致電化學(xué)擊穿。

　　<運(yùn)行環(huán)境惡劣引起電化學(xué)擊穿是絕緣損壞的主要原因?？諝庵写嬖诘乃?、堿性腐蝕氣體長期侵蝕絕緣材料表面，在空氣濕度較大時(shí)，加速絕緣材料性能的惡化，有機(jī)絕緣材料在電、熱、化學(xué)等因素的綜合作用下，很容易引起損傷終導(dǎo)致?lián)舸?/span>

　　2.頻繁啟動(dòng)

高壓電機(jī)的頻繁啟動(dòng)直接影響其使用壽命。這是因?yàn)閱?dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)要承受大電流的沖擊，繞組要承受電動(dòng)機(jī)和熱應(yīng)力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導(dǎo)體膨脹系數(shù)不同，在啟動(dòng)時(shí)絕緣材料與導(dǎo)體之間形成很大的煎切應(yīng)力，導(dǎo)體與絕緣材料之間的固定將被破壞，絕緣將分層或撕裂以至發(fā)生絕緣擊穿。

　　鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)在頻繁啟動(dòng)時(shí)，還容易造成鼠籠斷條，尤其是負(fù)載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，故障概率更高。

　　3.嵌線缺陷

　　嵌線時(shí)綁扎端部造成端部絕緣壓陷損傷，是引起高壓電動(dòng)機(jī)繞組損傷的另一個(gè)重要因素。凡被端環(huán)接觸到的部位，表面絕緣都不同程度地?cái)D壓出凹陷的溝痕，至使一部分軟化的絕緣材料被擠壓到綁扎接觸面的邊緣，整體固化后，此部分絕緣顯著減薄，絕緣強(qiáng)度降低。

　　4.端部手包絕緣質(zhì)量不良

端部手包絕緣質(zhì)量不良造成端部相間或相對(duì)地短路的實(shí)例非常多。手包絕緣包層不緊，內(nèi)部有間隙，在環(huán)境濕度高時(shí)，繞組的絕緣性能明顯下降直至絕緣材料表面結(jié)露，此時(shí)絕緣表面易于引起沿面放電。其放電機(jī)理是在絕緣表面首先生成水膜，在電場的作用下，水膜被電離并使離子沿表面移動(dòng)、匯集，造成電場的不均勻分布，同時(shí)降低了表面的放電電壓。這種沿表面放電實(shí)際上是一種氣體介質(zhì)放電現(xiàn)象，其電壓比單一氣體或固體中存在的擊穿電壓低得多，有時(shí)延面“爬電”距離可達(dá)數(shù)十厘米。沿面放電可能導(dǎo)致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡(luò)，即相間短路事故。

　　某廠變換工段室外安裝的兩臺(tái)Y560-10、500kw電機(jī)，在暴風(fēng)雨天因電機(jī)進(jìn)水保護(hù)動(dòng)作相繼跳閘。解體檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)由風(fēng)道進(jìn)水造成端部相間絕緣多處擊穿，“爬電”距離長達(dá)60cm。

　　高壓電機(jī)繞組絕緣材料在電氣、機(jī)械、溫度、環(huán)境等因素綜合作用下，均實(shí)時(shí)老化。采用相應(yīng)試驗(yàn)方法，分析判斷絕緣劣化程度，實(shí)施及時(shí)必要的絕緣處理，即可延長設(shè)備壽命，保障化工生產(chǎn)的連續(xù)性。