電氣

故障分析及防范措施

一、電機軸電流的防范措施

1、軸電壓、軸電流的產(chǎn)生2、軸電流的危害3、防止軸電流的防范措施二、電機的電腐蝕三、電機轉(zhuǎn)子斷條原因一、軸電流的防范措施1、軸電壓、軸電流的產(chǎn)生在電動機運行過程中，如果在電機兩軸承端或轉(zhuǎn)軸與軸承間存在軸電流時，將會大大縮短電機軸承的使用壽命嚴重時只能運行幾小時。1.1．磁不平衡產(chǎn)生軸電壓

交流異步電動機在正弦交變的電壓下運行時，其轉(zhuǎn)子處在正弦交變的磁場中。由于電動機定轉(zhuǎn)子扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風孔等的存在，在磁路中造成不平衡的磁阻。當電動機的定子鐵芯圓周方向上的磁阻發(fā)生不平衡時，使產(chǎn)生與軸相交鏈的交變磁通，從而產(chǎn)生交變電勢。當電動機轉(zhuǎn)動即磁極旋轉(zhuǎn)，通過各磁極的磁通發(fā)生了變化，在軸的兩端感應(yīng)出軸電壓，產(chǎn)生了與軸相交鏈的磁通。隨著磁極的旋轉(zhuǎn)，與軸兩側(cè)的軸承形成閉合回路，就產(chǎn)生了軸電流。一般情況下這種軸電壓大約為1~2V左右，但因電流回路阻抗很小，所以將有很大軸電流產(chǎn)生，對電機滾動軸承危害很大

1.2逆變供電產(chǎn)生軸電壓電動機采用逆變供電運行時，供電電壓含有高次諧波分量，使定子繞組線圈端部、接線部分、轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)從而產(chǎn)生軸電壓。

1.3靜電感應(yīng)產(chǎn)生軸電壓

在電動機運行現(xiàn)場，由于高壓設(shè)備強電場的作用，在轉(zhuǎn)軸的兩端感應(yīng)出軸電壓1.4靜電荷

電動機在運行過程中，負載方面的流體與轉(zhuǎn)體運行磨擦而在旋轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生靜電荷，電荷逐漸積累便產(chǎn)生軸電壓。由這種情況產(chǎn)生的軸電壓和由磁交變產(chǎn)生的軸電壓在原理上是不同的。靜電荷產(chǎn)生的軸電壓是間歇的，并且是非同期性的，其大小與運轉(zhuǎn)狀態(tài)、流體的狀態(tài)等因素關(guān)系很大。如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導(dǎo)致軸電壓的產(chǎn)生。軸電壓建立起來后，一旦在轉(zhuǎn)軸及機座、殼體間形成通路，就產(chǎn)生軸電流。1.5外部原因

外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓。由于運行現(xiàn)場接線比較繁雜，尤其大電機保護、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉(zhuǎn)軸上，便會產(chǎn)生軸電壓。2、電動機軸電流的危害

大中型交流電動機采用稀油潤滑的滑動軸承，電機軸是沉在油膜上的。正常情況下，轉(zhuǎn)軸與軸承間的潤滑油膜起到絕緣的作用。對于較低的軸電壓，還會產(chǎn)生軸電流。當軸電壓增加到一定數(shù)值時，尤其在電動機啟動時，潤滑油膜還未穩(wěn)定形成，軸電壓將擊穿油膜構(gòu)成回路，產(chǎn)生相當大的軸電流，可達到幾百安甚至上千安。由于該金屬接觸面很小，電流密度大，使軸承局部燒熔，被燒熔的軸承合金在碾壓力的作用下飛濺，于是在軸承內(nèi)表面上燒出小凹坑。通常表現(xiàn)出來的癥狀是軸承內(nèi)表面被壓出條狀電弧傷痕，嚴重時足以把軸頸和軸瓦燒壞。

由運行磨擦在油軸上產(chǎn)生的靜電荷，使軸的電位因被充電而升高。當運轉(zhuǎn)的軸接觸到旋轉(zhuǎn)體以外的任何部件時，便通過該部件進行放電。否則就要繼續(xù)積累電荷，最后產(chǎn)生過高的電壓，如果超過軸承油膜的絕緣強度時，電荷在極短的時間內(nèi)放電。這種現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生的結(jié)果，就能使軸受到損傷3、軸電流的防范措施

3.1在軸端安裝接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸電位為零電位，隨時將電機軸上的靜電荷引向大地，以此消除軸電流。

3.2．為防止磁不平衡等原因產(chǎn)生軸電流，在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板，切斷軸電流的回路。

3.3．要求檢修運行人員細致檢查并加強導(dǎo)線或墊片絕緣。

3.4在機座中除一個軸承座外，其余軸承座及包括所有裝在其上的儀表外殼等金屬部件都對地絕緣，不絕緣的軸承應(yīng)裝接地電刷以防靜電充電。

3.5．對于由軸交鏈交變磁通所產(chǎn)生的軸電壓，可在電動機一側(cè)的軸承座下加絕緣墊以割斷軸與軸瓦之間形成的回路，使軸電流無法產(chǎn)生。但在實際工作中對絕緣墊的作用認識不清，從絕緣墊加裝的方法和軸承座與油管道的連接上都不同程度地出現(xiàn)過問題，最后造成絕緣墊起不到絕緣作用，進而形成軸電流。所以我們要經(jīng)常檢查軸承座的絕緣強度，用500V搖表測量，絕緣不得低于0.5MΩ。

3.6保持軸與軸瓦之間潤滑絕緣介質(zhì)油的純度，發(fā)現(xiàn)油中帶水必須進行過濾處理，否則油膜的絕緣強度不能滿足要求，容易被低電壓擊穿二、高壓電機的電腐蝕1、電機定子線圈腐蝕的特點及部位長期的運行經(jīng)驗和電機定子繞組事故現(xiàn)象表明，發(fā)電機及高壓電動機定子線圈的腐蝕損壞現(xiàn)象已相當普遍，嚴重地影響了電機的安全運行和使用壽命。引起電機定子繞組事故的最普遍原因是定子線圈油污腐蝕及定子鐵芯槽楔、墊塊、墊條松動，定子繞組端部綁繩松動斷裂，致使線圈在運行中產(chǎn)生振動，造成主絕緣磨損腐蝕被擊穿一類是從線圈外部主絕緣開始向內(nèi)的腐蝕損壞，通常稱為外腐蝕

另一類是從線圈內(nèi)部絕緣開始向外的腐蝕，通常稱為內(nèi)腐蝕

1.1

線圈主絕緣外腐蝕損壞

(1)電機定子繞組端部和定子鐵芯內(nèi)線圈振動，使線圈主絕緣腐蝕損壞。這是外腐蝕損壞事故中最為普遍也最為嚴重的現(xiàn)象造成這種腐蝕損壞的主要原因是，電機在運行中，因其端部繞組在電磁力的作用下產(chǎn)生振動，致使線圈在定子鐵芯槽內(nèi)端部固定不牢，發(fā)生槽楔、線圈層間墊條、端部間隔墊塊和綁繩松動脫落，線圈與綁繩及間隔墊塊之間出現(xiàn)摩擦，防暈半導(dǎo)體漆破壞發(fā)生電暈腐蝕，從而造成槽部和端部線圈主絕緣擊穿。(2)定子鐵芯內(nèi)部磁性物質(zhì)的磨損腐蝕。這種情況主要是由于檢修過程中沒有認真清理、吹掃定子繞組，導(dǎo)致繞組線圈縫隙及其它死角處遺留了一些微小的磁性雜物，在電機運行時磁性雜物被吸附在線圈主絕緣表面，在電磁感應(yīng)及電磁力的作用下，磁性雜物呈旋轉(zhuǎn)方式運動，將線圈主絕緣磨鉆出坑洞(3)定子線圈的油污腐蝕

大型發(fā)電機及高壓電動機軸瓦都普遍存在漏油現(xiàn)象，因而電機線圈因油污腐蝕燒毀的事故也相當普遍。這類故障發(fā)生的部位基本集中在電機定子槽口、繞組端部和繞組鼻端引線處。其特點是油污附著在線圈上，對線圈主絕緣起溶解浸蝕作用，使主絕緣與導(dǎo)線分層線圈整體絕緣強度降低，長時間運行后造成定子繞組相間短路、接地短路等故障。

(4)定子鐵芯硅鋼片對絕緣的磨損腐蝕。在壓裝定子鐵芯的過程中，如果硅鋼片疊片不整齊，或者定子鐵芯通風槽鋼及端部壓指壓裝固定不良，或者在檢修中損傷了定子鐵芯，都會造成電機運行時發(fā)生振動，磨損絕緣，最終導(dǎo)致線圈的主絕緣被擊穿。

1.2

線圈內(nèi)腐蝕

多次事故統(tǒng)計和故障線圈解剖的結(jié)果表明，線圈的內(nèi)腐蝕也比較嚴重。對大量內(nèi)腐蝕線圈的解剖分析表明，內(nèi)腐蝕一般都是從絕緣與導(dǎo)線間的氣隙氣泡、線圈直線與端部的R角、線圈引出線假線焊接等部位開始的。內(nèi)腐蝕現(xiàn)象首先是線圈內(nèi)部絕緣變白并逐步擴大，隨后燒損絕緣形成坑洞并積有大量綠色粉末，從而加速導(dǎo)線股間及主絕緣的腐蝕損壞，直至主絕緣擊穿。另外，溫度過高導(dǎo)致的熱老化也是造成內(nèi)腐蝕的一個重要因素2.

電暈腐蝕

電機運行中，線圈絕緣承受著較高的電場強度，如果絕緣表面防暈層與定子鐵芯接觸不良，線圈在槽內(nèi)發(fā)生振動就會磨損絕緣表面防暈層

高壓電機定子繞組在通風槽口及直線出槽口處、繞組端部電場集中，當局部位置場強達到一定數(shù)值時，氣體發(fā)生局部電離，在電離處出現(xiàn)藍色熒光，這即是電暈現(xiàn)象。電暈產(chǎn)生熱效應(yīng)和臭氧、氦的氧化物，使線圈內(nèi)局部溫度升高，導(dǎo)致膠粘劑變質(zhì)、碳化，股線絕緣和云母變白，進而使股線松散、短路，絕緣老化。

①線棒出槽口處.繞組出槽口處屬典型的套管型結(jié)構(gòu),槽口電場非常集中,是最易產(chǎn)生電暈的地方.②鐵芯段通風溝處.通風槽鋼處屬尖銳邊緣,易造成電場局部不均勻.③線棒表面與鐵芯槽內(nèi)接觸不良處或有氣隙處.④端箍包扎處.⑤端部異相線棒間.繞組端部電場分布復(fù)雜,特別是線圈與端箍,綁繩,墊塊的接觸部位和邊緣,由于工藝的原因往往很難完全消除氣隙,在這些氣隙中也容易產(chǎn)生電暈.

3、防范措施

3.1嚴格執(zhí)行繞組端部的綁扎工藝，增強對鼻端、引線、漸開線部位的綁扎連接，以增加端部各部件的整體強度，提高端部抗振能力和抵御短路沖擊的能力。

3.2嚴格執(zhí)行發(fā)電機水電接頭的焊接工藝，在電接頭兩側(cè)進行溜焊，以加強鼻端水電接頭的整體性，防止導(dǎo)線在發(fā)電機運行中發(fā)生振動疲勞斷裂

鐵芯長度直線部分低阻區(qū)防暈漆二次長度鐵芯加40MM中阻區(qū)高阻漆脫脂無堿玻璃絲帶平包一層包扎前和包扎后各刷高阻防暈漆和中阻漆3.3電機檢修期間，要認真檢查槽口的封口槽楔，對松動的槽楔要重新處理。同時檢查線圈槽口部位的半導(dǎo)體防暈層是否受到磨損，如果出現(xiàn)磨損，可用注射器將半導(dǎo)體漆順槽壁與線圈的間隙灌入，以修補磨損部位，防止線圈電暈放電腐蝕。3.4定期對電機端部油污進行清洗。清洗后將端部加熱烘干、整體噴漆，以提高端部整體絕緣的強度。

三、轉(zhuǎn)子斷條

原因(轉(zhuǎn)子銅條為什么會斷裂）1、電動機在啟動時，由于很高的起動力矩及很高的端部漏抗的作用下，使導(dǎo)條劇烈發(fā)熱產(chǎn)生彎曲變形，在導(dǎo)條的頭尾引起集中變形。2、導(dǎo)條電流很大，這樣，電磁力的振動也很大，產(chǎn)生2f/s的脈振，再加上離心力產(chǎn)生的徑向位移，使端環(huán)的位移增加，進一步增加了導(dǎo)條末端的應(yīng)力集中。3、由于起動過程中，離心力和電磁力的方向相反，當轉(zhuǎn)速升高后就把導(dǎo)條向槽口方向推去。當電磁力恢復(fù)到2倍幅值時又把導(dǎo)條推向槽底，造成導(dǎo)條的機械疲勞和磨損。防范措施

1、在運行操作中，應(yīng)嚴格按照電機運行規(guī)程要求控制高壓電機的啟動次數(shù)，特別是熱態(tài)下間隔的啟動次數(shù)，即在正常情況下，允許冷態(tài)啟動2次，每次啟動間隔時間≥5min；允許熱態(tài)啟動1次；只有在處理事故時可多啟動1次，啟動間隔時間為1h以上2、檢查轉(zhuǎn)子鼠籠條

在檢修中，檢查轉(zhuǎn)子鼠籠條有無松動。若鼠籠條與鐵芯槽間間隙比較大，在間隙內(nèi)澆灌環(huán)氧樹脂，使鼠籠條緊固在槽內(nèi)；檢查轉(zhuǎn)子鼠籠條與短路環(huán)連接是否良好，發(fā)現(xiàn)有裂紋或斷裂時，采用中頻焊接以防止端環(huán)產(chǎn)生熱變形。（電動機冷態(tài)、熱態(tài)的劃分：

a.鼠籠式電動機啟動時間超過3秒或雖小于3秒而電動機已運行1小時者，視為熱態(tài)

b.電動機停止運行如下時間視為冷態(tài)：

①200KW以下電動機不應(yīng)小于30分鐘

②200KW-500KW電動機停止運行1小時

③500KW以上電動機不應(yīng)小于2小時

）

運行方面的要求

公司所轄電動機設(shè)計為連續(xù)運行方式，在運行中應(yīng)盡量減少電動機的啟動次數(shù)。對于制粉系統(tǒng)，應(yīng)盡量利用輸粉裝置，避免球磨及排粉電機的頻繁起停；對于其他電動機，運行人員應(yīng)合理調(diào)整運行方式，盡量減少啟停次數(shù)，同時還要根據(jù)運行規(guī)程和電動機設(shè)備規(guī)范要求，保證電動機兩次啟動時間間隔對檢修方面的要求嚴格執(zhí)行電動機的檢修規(guī)程，加強全員的技術(shù)培訓(xùn)，保證電動機大、小修及事故搶修的質(zhì)量。檢修定子時應(yīng)仔細檢查繞組及連接線的絕緣有無破損處及各繞組的緊固件有無松動、磨損絕緣等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。檢修轉(zhuǎn)子時要特別注意轉(zhuǎn)子籠條有無斷裂、過熱等現(xiàn)象，檢查螺絲、風扇