高壓電機常見故障案例分析及解決辦法

高壓電機是由繞組、氣隙和鐵心組成的電機，由于結構簡單、體積小、功率大、壽命長等優點，被廣泛應用于工礦企業、家用電器、汽車及電動工具等方面。隨著電機行業的快速發展，對電機制造工藝和性能要求越來越高，高壓電機在未來將成為工業生產中必不可少的重要設備之一。而高壓電機故障現象主要有：磁滯、電機線圈發熱、電機軸不轉、電機磁路不連通、轉子局部缺相運轉等。高壓電機本身故障多見，而對于故障原因則缺乏足夠認識。我們在做產品維護時一般通過以下三種方法進行檢查。首先要檢查電動機的磁路是否通暢，如有堵轉應及時清理堵轉部位上雜物并加防塵罩；其次要檢查線圈上是否有異物；第三要檢查電機定子是否存在短路、繞組溫度過高等異常現象。但很多朋友往往忽視了這些故障時會出現異常現象無法進行判斷，這時就要通過大量試驗來找到問題根源并及時進行維修或者更換已損壞或失效電流的電動機來解決故障問題。

• 一、電機定子發熱

  定子發熱原因:1)繞組內溫度過高;2)定子銅套破裂或發熱;3)定子繞組中異物過多。處理方法:1)定期清理繞組上的異物，并加防塵罩;2)繞組上不允許放置任何雜物;3)繞組溫度過高時應降低部分線圈溫度;4)對于已經損壞且發熱嚴重的繞組應進行更換。造成電機定子發熱的原因有:1)定子繞組繞線破損;2)主電機繞線繞線松動;3)主電機繞線被拉斷或繞組兩端接觸不良、繞組間隙過大;4)轉子銅套破裂;5)繞組存在短路、繞組溫度過高等異常現象。解決方法:1)定子銅套軸頭間的異物應該及時清除;2)所有的繞線處都要進行清洗;3)電機定子繞組發熱時應降低線損;4)電機繞組端子間距離應適當減小或增大。如無特殊情況則可將電機全部更換。

• 1、對于繞組內存在異物或接線不正確及接觸不良問題，可通過清理金屬異物、重新制作絕緣套或更換絕緣件解決；

  可通過更換高品質的絕緣件或重新制作繞組絕緣套解決；也可以通過調整定子轉速、改變電機運行參數來解決。故障現象：A型高壓電機，定子運行時沒有明顯噪音（沒有振動）。B型高壓電機，繞組上沒有電弧產生，也不會有電火花和熱量產生，當定子運轉時聲音正常。C型高壓電機的主繞組中間接了一根較粗的銅線，使這根電纜的長度和直徑變得不合理，導致繞組中發生短路，從而產生發熱。D型高壓電機運轉時聲音很小（無振動）。故障原因：B型高壓電機定子存在短路現象（繞組出現短時短路); B架電纜接線處連接不合理（在同一水平面上); A接點與 D接點的連接不恰當（接線后端子座的銅條被拉斷至 D端導致端子座電流不足而發熱); A接頭絕緣表面被異物污染及老化等原因使得線纜與兩端銅條之間產生電阻，引起繞組發熱。

• 2、繞組接觸不良是電機轉子銅套破損；

  電動機運行中，轉子銅套因磨損而破損，接觸不良是因為電機線有磨損、發熱或繞組短路，或端子銅套破損等原因造成的。由于接觸器損壞及端子的安裝位置有誤，造成了接觸器的接觸不良，從而引起電機轉子旋轉。處理方法:(1)更換新的接觸器。(2)及時更換損壞的端子。(3)電機線有損耗應盡量降低。(4)端子銅套磨損或折斷應及時修復。(5)繞組接觸不良應及時更換。(6)電流過大或過小：檢查主繞組中是否存在異物及損傷，如有應及時消除。

• 3、定子銅套在運行過程中存在短路或接觸不良現象；

  故障分析：A.電機在運行過程中發生定子銅套破損，出現定子銅套接觸不良、漏電現象，從而導致短路而引起定子銅套溫度過高。B.主電機繞線被拉斷。C.主電機銅套的變形開裂或松動導致接觸不良。D.定子銅套的壓桿螺栓松脫等。故障處理：A.清除定子銅套及壓桿螺栓上殘留的泥沙等異物；B.對出現短路及接觸不良的銅套進行更換并進行固定。

• 4、定子銅套端子與轉子銅套間存在間隙過大及短路等問題。

  故障現象：定子銅套和轉子銅套之間可能存在一定的間隙，從而導致局部的電流短路現象。故障分析：檢查定子銅套和轉子銅套的固定螺絲是否松動，緊固后用手將端子銅套軸頭旋轉180度至無鐵屑殘留在端子銅套與轉子銅套間為止，然后用砂紙對間隙進行打磨。然后用電鉆鉆進該間隙處敲松螺絲進行處理，檢查銅套是否有漏電現象。故障原因：定子銅套被鐵屑或其他異物卡住或端子銅套因磨損出現裂紋或被鐵屑卡住造成局部電流短路而發熱導致定子熱漲冷縮現象。

• 排除方法：可以使用萬用表檢查定子銅套附近的電阻是否大于300Ω。如果電阻很大則應更換銅套和轉子銅套。如果電阻很小則需要對線圈進行局部電流擊穿檢查是否對線圈產生影響。如果擊穿則對繞組分合進行更換。對電動機重新定心并進行檢查。

• 二、絕緣老化

  故障描述：電機在運行中產生一定頻率的電磁波，經轉子繞組到達電機磁心，在電機氣隙中形成局部高溫，導致絕緣老化。故障現象：絕緣產生高溫時，溫度達到400℃以上時出現局部冒煙。解決辦法：進行絕緣老化試驗。鴻泰電機認為，在電機的正常運行中，經常會出現絕緣老化現象，因此一旦出現電機絕緣老化現象，應及時對電機進行檢查，時注意不要觸及絕緣老化后形成火花的部位，以免造成絕緣泄漏。案例分析：某高壓電動機自檢時發現轉子繞組出現冒煙現象，經測量該發電機繞組絕緣電流為1.65 A,額定電流為1.50 A。經過分析發現該電機繞組出現絕緣冒煙現象是由于電機絕緣材料老化所致。

• 1、在電動機繞組的連接處焊接一塊絕緣鋼板后，進行絕緣老化試驗。

  在試驗過程中，要保證電機繞組和轉子接地端在同一個絕緣面上。在測試時，要將電流表調至最大電流，然后記錄各繞組的電壓電流值；在電阻表上設定好的電阻值為零，然后接通電源測量該繞組的電阻值；如果測量值低于某一值（約0.05 A),則表明該繞組正被絕緣老化所影響；如果測試值大于某一值（約0.02 A),則表明該繞組存在嚴重絕緣缺陷。如果仍不能確定是否對該繞組進行了絕緣老化試驗時，應進行絕緣老化測試試車。首先用絕緣試驗機測試絕緣電阻值，若電阻值小于0.1 MΩ時則說明該繞組正被絕緣老化所影響；然后分別進行絕緣試車處理；如果檢查絕緣電阻值與測量值不符則說明該絕緣缺陷影響了絕緣性能。在電機絕緣老化試驗中要注意測試儀器必須保持清潔無污染，并保持其良好使用性能。測試過程中如有電弧產生，應立即停止操作。對于絕緣試車過程中出現的缺陷及時處理。

• 2、對焊接好的絕緣鋼板進行電化學防腐處理，絕緣板老化后不能用水浸泡，否則會加速絕緣材料的老化。

  對已焊接好的絕緣鋼板進行電化學防腐處理，以減少或消除因電化學防腐處理產生的電流和電壓波動，以避免電機繞組絕緣老化后產生電火花、放電。由于電氣設備在使用中常常會受到周圍環境的影響，在生產和使用中也會產生一些對電氣設備有影響的因素，從而引起電氣設備存在一些隱患。____A、工作環境因素：作業環境惡劣，空氣潮濕、風速大、高溫、高熱等不良環境對絕緣材料造成破壞。作業環境對絕緣材料造成損壞后在長期使用過程中可能會出現損傷開裂以及絕緣材料表面結露造成導電性能下降而短路或放電現象。這些不良因素將會加速絕緣材料表面發生反應而使絕緣材料破損并產生局部高溫。針對以上存在的問題，要采取相應的對策來解決。

• 3、利用溫度計對電機繞組溫度測量，發現在其電機繞組溫度最高時達600℃以上。

  此時溫度計的指針不是上升狀態，而是下降狀態，這種現象說明轉子的絕緣材料可能已經老化。根據該分析，建議對轉子繞組進行絕緣老化試驗，首先將繞組進行絕緣材料老化試驗。將電機繞組放置在干燥通風的地方，并在室內放置一臺熱電阻為5 kΩ的測溫儀，用測溫儀進行測量。該測溫儀顯示電機繞組過熱后發出閃光。在檢查其過熱部位后發現并不是過熱，而是由于溫度升高而引起其絕緣材料老化，最終導致轉子繞組出現局部高溫的現象。為了防止該電動機繞組燒毀及轉子繞組過熱會影響正常運行造成設備損壞等問題，在進行絕緣老化試驗前應先對其絕緣材料進行預熱。進行絕緣老化試驗時應將絕緣材料預熱到250℃左右，然后對其進行絕緣老化試驗。

• 三、三相不平衡

  案例分析：A、三相不平衡運行，三相電流不平衡；B、故障電壓高，三相電流不平衡；現象分析：A、電機外殼三相不平衡會導致絕緣不良; B、電動機的主接線端子與電機外殼接線端子不能接反；C、電機外殼的零序電流不平衡會導致主回路的斷路故障。原因分析：A、三相不平衡運行時定子電流變大; B、軸承溫度過高; C、主回路出現斷路故障（不平衡會導致主回路電流變大到一定程度時啟動）。

• 1、電機電源三相不平衡，要將三相電源相序進行調整，然后進行三相電流的測量并調整電機外殼溫度；

  并對電機的主接線端子進行更換。電機外殼溫度過高時，會導致電機內部機械應力增加，從而使轉子不能保持較好的強度。因此，要加強對電機外殼的管理。一般在三相不平衡時，當負載率較高時，三相電流應在額定電流的2倍以上。因此在三相不平衡時，應加大主回路電流值。在調整三相電流時應先調整三相電源相序，然后調整三相負載電流，再進行三相電源相序調整。因此調整三相電源相序是一項細致活。一般采用平衡方法調整三相電源相序后進行一次調整將三相相序進行平衡。

• 2、電機主線圈的溫度過高，會導致電機定子繞組燒毀；

  另外，軸承溫度也會引起電機定子繞組繞組的熱膨脹，導致繞組松動而產生過熱現象。解決方法：A.軸承冷卻風扇要及時打開，保持冷卻水流通，避免造成冷卻水損失，使冷卻風扇不工作，如果軸承損壞應及時更換，如仍不能保證冷卻效果及長期運行時軸承溫度很高的話應考慮更換；B.在軸承周圍加裝防護罩。安裝防護罩時，應將保護罩下部固定住即可；C.檢查是否有漏油現象；D.如果是主軸承存在故障時應將主軸承拆下檢查，如果在主軸承間隙內發現有漏油跡要及時清理。E.主軸承使用一段時間后要定期檢查軸承座上有沒有積塵或臟物等情況發生。F.啟動、低速運行時應加大三相電流來平衡三相電流不平衡。

• 3、軸承溫度過高，會導致主線圈和轉子絕緣不良甚至燒壞；

  或者軸承內部進水，造成線圈絕緣不良，甚至燒壞。A、軸承在溫升較高時，應在軸承蓋上涂上油脂，使軸承保持干燥，防止在軸承蓋上因水汽過大而燒毀軸承；B、軸承應避免在有電火花和明火條件下運行，并要經常保持軸承表面清潔；C、安裝軸承的支承位置應適當。如果因為溫度過高而引起嚴重后果的應該及時處理；D、由于在電動機三相電流不平衡時軸承可能出現損壞，所以軸承必須經常保持干燥或者在軸承座上加墊片。

• 4、主回路斷路故障，這主要是由于電動機定子電流過大或軸承溫度過高引起的。

  a、定子電流的檢查：一般用導線測量電動機定子電流，并記錄下所記錄的電動機定子電流值。b、軸承溫度的檢查：若所記錄的軸承冷卻系統與實際情況不符，則說明軸承溫度過高，應進行軸承降溫或更換。若為新軸承，應檢查其是否已磨損嚴重、表面是否光滑油垢多且有異物堆積現象。c、主電動機額定電壓是否符合運行要求。d、調速開關和繼電器是否處于動作狀態。e、調速開關是否正常接觸不良或損壞。f、電氣控制系統是否安裝正確。f、電容器容量是否過小（容量過大應注意三相不平衡會導致電容器容量下降而引起絕緣損壞）。