高壓電機是指在工頻50Hz、額定電壓為3kV、 6kV及10kV交流三相電壓下運行的電機。高壓電機分類方法有多種，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；從結(jié)構(gòu)及用途上分為通用型高壓電機及特殊結(jié)構(gòu)與用途高壓電機。高壓電機出現(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修理廠處理，這樣設(shè)備修理費用很高，時間長又影響生產(chǎn)，所以，本文對本區(qū)域高壓電機近三年來發(fā)生的常見問題及處理方法進行總結(jié)分析，參考相關(guān)文獻和行業(yè)標準規(guī)范，總結(jié)出高壓電機常見一般性故障類型及較為實際方便的現(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為通用型高壓鼠籠式三相異步電機。高壓鼠籠式三相異步電機同其它電機一樣，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、運行條件等綜合作用下，電機將在一定運行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣、機械故障。

1     高壓電機經(jīng)常出現(xiàn)的故障

1.1電機絕緣電阻低，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；電機引線位置處于鐵心背部的熱風(fēng)區(qū)，長期運行后絕緣熱老化，引出線橡膠絕緣酥脆、變質(zhì)和剝落，外力和機械震動使瓷瓶破裂或電機引線松動，導(dǎo)致電機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電機定子槽楔松動，端部綁扎不良故障

電機定子槽楔松動、繞組端部綁扎不良，當(dāng)電機在啟動和運行時產(chǎn)生振動，線圈相對產(chǎn)生位移，電機電磁聲大，出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

1．3電機轉(zhuǎn)子故障

電機頻繁啟動和過載運行時產(chǎn)生的熱效應(yīng)力、電磁力和機械離心力的作用引起交變應(yīng)力而造成電機鼠籠轉(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，運行中定子電流擺動大，電機振動劇烈，電機電磁聲增大并出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

1．4電機軸承故障

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

1．5電機振動故障

由于制造、使用、維修不當(dāng)或運行時間長等原因，電機的端蓋、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，使電機在運行中產(chǎn)生振動，當(dāng)振動值超標時，將影響設(shè)備的健康、安全運行。

2     針對高壓電機經(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。前一種在高壓電機中較常見，后一種較多發(fā)生在低壓電機中。僅對繞組絕緣擊穿接地故障點的尋找方法和接地點的局部修理方法進行闡述。

2．1．1定子繞組接地故障點的尋找方法

(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。電流在通過接地點時，在故障點處產(chǎn)生熱量，由于熱作用，燒損絕緣會冒白煙，甚至產(chǎn)生火花。

(2)采用電壓降法尋找金屬性接地故障點。

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

尋找金屬性接地故障點具體步驟如圖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U1+U2≈U3。

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

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

2．1．2定子繞組接地點的局部修理方法

(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。采用通電加熱法時要注意安全，如繞組有接地故障時，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)對全部繞組進行耐壓試驗，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。

(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個線圈相互綁扎的端部墊塊改成嵌線前單個綁扎，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整體，在電機起動或運行中發(fā)生位移和振動，使絕緣磨損，嚴重者端部線圈與護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出現(xiàn)的縮頸。斷口的2個斷裂面往往吻合的很嚴密，若不仔細檢查，還很難發(fā)現(xiàn)。但仔細檢查會發(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，斷裂點查找及檢修方法如圖2所示。

(1)分解電機抽出轉(zhuǎn)子。

(2)用手錘輕敲銅條，經(jīng)過外觀仔細檢查即可找出斷裂處。

(3)在銅條的斷裂處用拋光機或三角銼打成坡口。

(4)用耐火材料保護好鐵心，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)重新裝配電機并緊固各部螺絲后試車。

2．5振動故障的查找及檢修方法

2．5．1外觀檢查

    電機運轉(zhuǎn)時，用測振儀檢查測量各部位的振動值。對于振動較大的部位，要按垂直和水平方向詳細測試并記錄。如果是地腳螺栓松動或軸承螺絲釘松動，可直接緊固，緊固后再復(fù)測其振動值，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)及時停機并與有關(guān)部門聯(lián)系解決。

2．5．2單機實驗

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

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。用實燈檢查繞組接地故障。然后將電動機解體，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機械原因的檢查

關(guān)于機械原因引起的振動和噪聲，應(yīng)首先探測電機氣隙是否均勻。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的情況。松動的鐵芯可用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，片間松動需要重新壓緊鐵芯。檢查轉(zhuǎn)軸是否彎曲，必要時還要檢查轉(zhuǎn)子鐵芯并做平衡試驗。

2．5．5連接部位的檢查

    負載機械和電動機本身經(jīng)檢查如果都正常，則引起電動機振動的原因是由連接部位造成的。這時要檢查電動機基礎(chǔ)水平面、傾斜度和強度。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)驗教訓(xùn)，改進修理工藝，我區(qū)域高壓電機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，進一步提高了設(shè)備的完好率和運行周期。

實際上電動機在使用中會出現(xiàn)各類疑難故障，重要的是在平時維護運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真分析故障發(fā)生的真正原因，在以后的設(shè)備使用維護中盡量避免犯重復(fù)性的低級錯誤，保證生產(chǎn)工藝線的高運轉(zhuǎn)率。