高壓電動機故障分析

一、電動機的故障分類

　　電動機的故障可分為電器故障和機械故障。機械方面的主要故障是振動、軸承過熱、轉(zhuǎn)子掃膛、運轉(zhuǎn)聲音異常等；電氣方面則主要是電動機繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障。筆者對化工企業(yè)68臺次高壓電機的故障情況進行了統(tǒng)計，其中，絕緣故障42臺次，接線及接觸不良引發(fā)故障9臺次，軸承故障8臺次，轉(zhuǎn)子斷籠5臺次，其他故障4臺次，分別占統(tǒng)計故障數(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)高壓電動機出現(xiàn)概率max的多發(fā)故障。>

　　二、絕緣故障原因分析

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

1、電化學擊穿

　　某廠造氣車間的兩臺故障電機，解體檢查，1臺定子繞組三處絕緣擊穿，1臺四處絕緣擊穿，均是點蝕損傷絕緣引起“爬電”，出現(xiàn)燒痕、裂縫、導電通道，且故障點均出現(xiàn)在電動機進風口端部且有向鐵心方向移動趨勢。對此，我們從電動機結(jié)構(gòu)、運行環(huán)境、操作方式等方面分析原因，初步認定該電機系由于選型不合理，運行環(huán)境惡劣導致電化學擊穿。

　　<運行環(huán)境惡劣引起電化學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，加速絕緣材料性能的惡化，有機絕緣材料在電、熱、化學等因素的綜合作用下，很容易引起損傷終導致?lián)舸?/span>

　　2.頻繁啟動

高壓電機的頻繁啟動直接影響其使用壽命。這是因為啟動時電動機要承受大電流的沖擊，繞組要承受電動機和熱應力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導體膨脹系數(shù)不同，在啟動時絕緣材料與導體之間形成很大的煎切應力，導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。

　　鼠籠式異步電動機在頻繁啟動時，還容易造成鼠籠斷條，尤其是負載啟動電動機，故障概率更高。

　　3.嵌線缺陷

　　嵌線時綁扎端部造成端部絕緣壓陷損傷，是引起高壓電動機繞組損傷的另一個重要因素。凡被端環(huán)接觸到的部位，表面絕緣都不同程度地擠壓出凹陷的溝痕，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地短路的實例非常多。手包絕緣包層不緊，內(nèi)部有間隙，在環(huán)境濕度高時，繞組的絕緣性能明顯下降直至絕緣材料表面結(jié)露，此時絕緣表面易于引起沿面放電。其放電機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、匯集，造成電場的不均勻分布，同時降低了表面的放電電壓。這種沿表面放電實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，有時延面“爬電”距離可達數(shù)十厘米。沿面放電可能導致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡，即相間短路事故。

　　某廠變換工段室外安裝的兩臺Y560-10、500kw電機，在暴風雨天因電機進水保護動作相繼跳閘。解體檢查，發(fā)現(xiàn)電機由風道進水造成端部相間絕緣多處擊穿，“爬電”距離長達60cm。

　　高壓電機繞組絕緣材料在電氣、機械、溫度、環(huán)境等因素綜合作用下，均實時老化。采用相應試驗方法，分析判斷絕緣劣化程度，實施及時必要的絕緣處理，即可延長設備壽命，保障化工生產(chǎn)的連續(xù)性。