高压电动机故障原因分析及预防对策

　　摘　要：高压电动机是火力发电厂的主要电气设备之一，高压电动机故障的发生，直接影响发电厂的安全运行。本文从电动机故障情况分析，如环境、检修质量、产品质量、机械方面及运行管理等方面，减小对发电厂安全运行的威胁，减少经济损失。
　　关键词：高压电动机；故障；原因
　　发电厂的安全运行，直接影响着其经济效益，同时影响着国民经济的发展，而高压电动机的安全运行与机组的运行有着直接的关系，因此，对高压电动机的故障进行分析，并采取积极的预防措施进行治理尤为重要。下面将从故障因素及故障类型两方面进行分析。
　　一、电动机定子线圈的故障
　　电动机定子线圈的故障可分为两类：一是槽内及槽口部分故障；二是端部线圈及过线，端部连线的故障。
　　槽内及槽口部分故障主要是线圈绝缘老化，定子槽楔松动导致线圈在槽中松动有振动磨损，线圈在槽口部分受力松动磨损，加之线圈在生产制造过程中拉伸成型时鼻部和线圈出线处容易受机械损坏，造成匝间绝缘薄弱，在电动机频繁启动时，受机械、电和热的作用，使匝间绝缘薄弱处绝缘受损。
　　端部线圈故障主要是振动磨损，如线圈之间的绝缘垫片松动磨损造成短路，线圈背部压环松动，磨损线圈而造成接地短路。
　　过线及端部连线是电动机绝缘的薄弱环节，此部位为手包绝缘，且为各线圈之问连接的焊接点，造成故障的原因就是手包绝缘的不实、不均匀，焊接点不好，造成断股、开焊等，端部绑扎、加固不好，运行中振动是造成开焊或断裂的一个重要原因。
　　随着电动机使用年限的增加，老化问题逐渐暴露出来，特别是电动机绝缘裂纹，脆弱、强度降低，在这方面应加强绝缘监督，及时发现隐患并消除。改善运行环境也可以降低电动机定子线圈的故障率，对于开启式电动机，环境粉尘浓度大，环境湿度大很容易在端部线圈、过线、端部连接处污垢积累，而在绝缘薄弱部位发生故障。
　　提高检修质量，保证定子线圈的稳固性可以降低故障率，如将定子槽楔打紧，端部垫块紧固，绑扎牢固，端压环紧固等可防止由于摩擦引起的接地、短路。
　　重负荷电动机如磨煤机、吸、送风机（特别是风门不严反转的情况下）（反转时）的频繁启动对电动机定子线圈的危害是极大的，在统计中可以发现电动机定子线圈故障基本是发生在启动过程中。巨大的启动冲击电流，较长的启动时间，都是造成故障的原因，所以应尽量避免电动机的频繁启动，或尽量延长两次启动之间的时间。
　　造成定子线圈故障的Z大人为因素是进水，做卫生、冲地面时水溅入电动机中，就可造成电动机接地、短路，造成电动机进水的原因还有水泵、水管喷水，电动机上部起吊孔、楼板缝渗水等，以上造成电动机损坏在加强管理上是可以避免的。
　　电动机定子线圈在制造过程中留有隐患也是电动机故障原因之一，如绝缘有损坏、焊接不好、手包绝缘存在缺陷等，在这方面应加强绝缘监督，选用合格的产品，加强检查，及早发现并进行解决，定期对高压电机测量直流电阻可以很好预防高压电机烧毁。^[1]
　　二、电动机引线、接头故障
　　电动机引线、接头故障原因及解决办法：
　　1.接触面接触不良
　　接触面接触不良包括接触面小，接触面不干净，接触不实等。解决的办法比较简单：对接触面打磨平整，清擦干净，换用合格的接线螺丝，螺丝紧固，使用较大、较厚的平垫增大接触面或更换较大截面的线鼻子。
　　2.铜铝接触面产生腐蚀
　　现在企业电动机的接线一般采用铜鼻子，而老电缆线鼻子为铝材料，这样在接触面上就会产生腐蚀。采用铜铝过渡板，有一定的作用，但Z好是采用将电缆线鼻子换成铜铝过渡型或全铜型，效果非常好。
　　3.电动机引线断股及引线绝缘裂纹
　　这种情况一般采用更换新的引线或重新压接线鼻子等，应注意压接或焊接（采用银焊）的充实。
　　4.接线盒空间狭窄而使引线与外壳部分之间有挤压、摩擦，很容易造成接地、短路解决的方法是加大接线空间，使接头、引线等不与外壳、接线盒等产生磨损；必要时，可对引线进行机械保护，垫胶皮、固定悬空等。
　　5.接头部位包的绝缘层不合格
　　接头部位包的绝缘层不合格也会引起故障，接地或短路，所以工作人员一定要按标准包扎，半叠绕、层数及爬电距离均应满足要求。在接线盒容易进水的位置，应加强接线盒密封。
　　三、轴承部分的故障
　　轴承振动较大是造成电动机轴承故障的主要原因。造成电动机振动的原因有：^[2]
　　负荷设备的振动引起电动机振动；
　　负荷设备与电动机中心不正引起电动机振动：
　　稳定性负荷使电动机承受较大瞬间力矩而引起电动机振动；
　　动机本身的机械不平衡或电磁不平衡也引起电动机振动。
　　运行环境差是另外一个因素。运行设备周围温度高，这种情况下轴承内的润滑脂变稀，很容易从轴承内流出，轴承中缺少润滑将使轴承温度上升，恶性循环使轴承发生故障。
　　轴承本身质量不好，也是造成轴承故障的一个原因。轴承内外滑道、滚珠或滚柱热处理不好，使用中轴承脱皮，产生麻坑等将会造成轴承故障；游隙不合格，轴承保持器松动，铆钉不牢也是造成轴承故障的原因。
　　四、人的因素引起的轴承故障
　　在检修质量方面：轴承清洗不干净：使用不清洁的润滑脂；轴承与轴及轴承室配合公差不合格：轴承在组装时，润滑脂加入量不合格；组装不到位，使轴承受力；新装轴承加热温度过高，使轴承退火，这些都是造成轴承故障的隐患。
　　对运行中的电动机维护不到位，如不及时补充润滑脂，也是造成轴承故障频次增加的原因。
　　以上是针对发生故障频次较高的滚动轴承的故障原因的分析，滑动轴承的故障频次较少，但也代表了一个方面。
　　1.造成滑动轴承故障的原因有以下几个方面
　　（1）断油。如强迫油循环停止，油室中油位不足，带油环不转等。
　　（2）振动。振动可使滑动轴承脱胎，碾坏滑动面，造成轴与滑动面接触过大，接触点不合格，这些将导致温度升高而烧毁滑动轴承，严重时，造成转、定子扫膛。
　　（3）转子轴肩撞击、磨损推力面也将造成滑动轴承温度升高而损坏。
　　（4）滑动轴承附属部件的损坏也会造成电机烧毁，如循环水泵电动机导瓦绝缘垫的磨损，瓦架螺丝的松动等，造成了电动机的扫膛。
　　（5）滑动轴承间隙不合格，也是造成损坏的原因。
　　（6）滑动轴承没有绝缘形成轴电流，损坏轴颈及乌金面。
　　2.解决轴承部分的故障
　　（1）找正负荷与电动机之间的中心也能减少电动机的振动。
　　（2）减少重负荷电动机的启动次数避免冲击性负荷，如中速磨煤质提高，无异物等，都能减少轴承的故障频次。
　　（3）电动机本身的机械不平衡可以用找平衡的方法加平衡块来解决，而电磁不平衡可以用调整转、定子间隙，调整磁力中心等解决。
　　（4）对于轴承质量不良，应加强采购管理，使用合格产品，检修人员在使用轴承前严格对轴承进行检查、测量，把好质量关。
　　（5）规范检修，保证质量；在轴承检修中，讲求工艺，测量数据齐全、合格，清洁干净，组装到位，转动灵活；滑动轴承应间隙合格，磁力中心对正，清理绝缘垫使绝缘合格。
　　（6）加强维护，提高运行检查质量：对于应定期加油的轴承按要求加油；运行人员检查到位，及时发现异常，如振动、声音、温度异常等消灭事故萌芽。
　　五、电动机转子鼠笼部分的故障
　　鼠笼转子分为焊接鼠笼和铸铝转子，转子故障大多发生在鼠笼转子上，尤其是双鼠笼，双鼠笼转子Z经常发生的故障是外笼条断裂、开焊，甩出的笼条划坏定子端部线圈。
　　铸铝转子的熔铝现象也时有发生，造成电动机扫膛。深槽式转子笼条开焊现象也有发生，但一般不会损坏其他部位，造成事故扩大。
　　笼条的开焊、断裂，铸铝转子的熔铝与电动机的频繁启动有着极大的关系。同定子线圈的一种故障原因一样，重负荷电动机的启动，转子将承受巨大电动力损害，笼条温度升高，使笼条断裂、开焊，铸铝转子熔铝。
　　双鼠转子外笼条在转子槽内松动，使笼条短路环受到应力的作用，如果焊接不好，笼条设计容量小，将会在焊接处断裂开焊。
　　转子笼条开焊、断裂在电动机启动中端部会发生打火现象，启动时间延长；内笼条开焊、断裂在电动机运行中会发生周期性振动和杂音；高速电动机转子端环开裂，一般是由于端环不是整块铜材料锻成，其接逢焊接不良，在运行中受热胀开。对于瓶形铜条、梯形铜条或双鼠笼转子的上笼条断裂，大多数发生在伸出铁芯端靠近端环焊接处。对于深槽型转子铜条的断裂多数发生在端环与导条的焊接处。裂缝一般是由下而上延伸，裂缝断面往往吻合严密，不仔细观察还不易发现，只是个别裂口出现电弧烧伤。铜条断裂一般是长期受热应力和电磁力作用而发生的疲劳损伤。原因是启动过程中铜条上下层温差大，热膨胀不均匀，双鼠笼转子的上笼铜条电流密度大，启动中瞬时升温过高（200-300℃）造成的。对于深槽型转子在启动时，由于电流的集肤效应，转子表面电流密度大，热应力集中表现在两侧端部的端环处。
　　解决笼条开焊、断裂划坏电动机定子线圈；铸铝转子熔铝而造成电动机扫膛，可以进行下面的工作：
　　（1）对双鼠笼转子的外笼条进行加固，使之不在槽中松动，如采用挤胀法、灌注法，更换粗一些的笼条等。
　　（2）提高焊接质量，采用新工艺，使笼条与短路环牢固结合。
　　（3）改变笼条与短路环的焊接方法，改为在短路环表面开槽，将笼条半卧在槽里焊接，增大了焊接面积，大大减少了笼条开焊的次数，缩短了起动时间。
　　（4）减少电动机启动次数，或尽量延长两次启动之间的时间。
　　在检修中认真检查笼条部位，及早发现缺陷进行处理。
　　六、造成电动机烧毁还有其他方面的原因如定转子铁芯的损坏，被带动负荷的损坏有受自然条件响等。
　　综上所述，提高人员管理水平，设备管理水平，规范检修，提高运行素质，加强维护；找出故障原因，积极采取措施防患于未然，这样就可以减少或避免高压电动机的故障，减小对发电厂安全运行的威胁，减少经济损失。
　　参考文献：
　　[1]许建安.电气设备检修技术[M].北京：中国水利水电出版社，2002.
　　[2]电机工程手册编辑委员会.电机工程手册（第二版）电机卷[S].北京：机械工业出版社，1996.