高压电机常见故障的分析与现场检修分析

时间：2024-08-31

张娟

宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司宁夏青铜峡 751607

1 高压电机

高压电机主要指在额定电压为3k V、6k V以及10k V，工频为50HZ的交流三相电压下运行的发电机。能够对高压电机进行分类的方法有许多，依照容量大小可将其分为小、中、大、特大型四种；依照绝缘等级可将其分为A、E、B、F、H、C级的不同发电机；依照结构与用途进行区分，则可将其分为特殊结构、特殊用途高压电机以及通用型高压电机[1]。传统维修方法不仅修理费用高昂，而且修理周期较长，能够对设备生产造成严重影响。因此，革新传统维修方式具有一定的现实意义。

2 高压电机常见故障分析

2.1 电机破压该故障在电机中属于常见现象。检修人员在维修电机的过程中，可发现定子线棒端部以及槽口处绝缘呈现正常状态。若此时分别对各相绕组施加1KV电压进行测试，可以明显发现W相进线处第一组定子线棒下层已被电流击穿。具体表现为:主绝缘层出现炸裂烧毁现象。在成功拆除故障线棒、清理绝缘层并对故障线棒匝间进行检查后，可发现3、4层匝间存在短路现象(如图1所示)。由此可判断，导致故障形成的原因是匝间出现短路放炮等现象，并产生一定电流，导致主绝缘层击穿，从而造成电机无法正常运作。

图1 匝间短路

检修人员进行检查后，可明确导致该故障出现的主要原因:目前，多数企业遵循我国相关标准，已严格规定电动机起动要求，即电动机本身温度与环境温度不存在明显差异时，工作人员可在短时间内连续起动两次电机。在电机连续起动两次后，工作人员应确保电机能够自然停机；电动机本身温度及环境温度若与额定负载的运行温度不存在明显差异，工作人员仅可起动一次电动机。此外，根据相关协议及标准，电动机若本身处于低温状态，工作人员可起动两次电机。若电动机处于热态，工作人员仅可起动一次，在此基础上，如起动时间少于3秒，工作人员可多起动一次[2]。但是，目前部分电动机起动频次与相关标准不符。在电机频繁起动或停止的情况下，其内部将产生2—3倍的额定电流。该电流可持续冲击定子绝缘的薄弱区域，对其进行破坏。若该区域被击破，匝间将发生短路与放炮现象，从而导致主绝缘层击穿，对电机正常工作产生影响。

2.2 绝缘电阻低在潮湿环境下的电机极易出现绝缘受潮现象，导致绝缘电阻与实际标准不符；若有磁性物质掉落在线圈表面，将引发钻孔现象，从而导致绝缘被击穿接地；因电机引线位置长期处于热风区域，所以其在长期运行时，极易出现绝缘热老化的现象，进而导致引线橡胶绝缘出现问题，如酥脆、变质甚至剥落等；受到外力以及机械振动的影响，瓷瓶极易发生破裂、引线极易出现松动，该种情况不仅可导致发电机引出线接触不良、断裂等，还极易引发强烈的弧光放电现象。

2.3 绕组温度过高该点故障具体表现为:电机启动后，其绕组温度迅速上涨至100℃以上，且实际运行过程中，电流大幅度摆动。在检修人员前往现场查看，并利用测温枪对绕组外壳进行测量时，可发现其温度超过100℃，前轴与后轴的实际温度＞40℃。一旦出现该故障，电机将无法正常运作。能够导致电机绕组温度过高的原因如下:电机过载运行；单相运行；电压过高或过低；通风性较差；绕组表面粘附灰尘等；电机频繁起动；环境温度较高；绕组匝间发生短路；绕组接地；定子与转子出现问题等。在这其中，转子笼条断裂是导致电机绕组温度过高的常见原因。

3 高压电机现场检修方法

3.1 电机破压检修方法目前，电机起动时间及频次与相关协议不符，且检修过程中，检修人员所采用的试验方法虽然能够对定子绕组端部、槽口以及槽间绝缘进行检查，但是无法准确检测匝间绝缘的实际情况。针对以上内容，检修人员应采取以下检修方法与防范措施:①在电机实际运作过程中，企业应确保电机运行方式具备合理性。在必要情况下，可选择更换起停磨煤机，以此避免出现违规操作等现象；②在检修过程中，若条件允许，检修人员可以在维修保养电机的同时，对匝间绝缘情况进行试验，避免绝缘出现问题；检修人员在检修电机的过程中，必须严格检查定子槽口、定子端部以及槽间，充分了解其主绝缘情况。若发现异常，检修人员应立即分析导致异常的原因，并采取相应的处理措施；③在试验过程中，检修人员必须严格依照试验周期，杜绝出现过度试验或试验超期的情况。

3.2 绝缘电阻低检修方法针对该点，检修人员首先应找到定子绕组接地故障位置。检修人员可以在铁心与线圈中心处添加低电压，并利用调压器对该电压进行调节，将其电流限制在5A以内，以此防止铁芯烧坏。在电流通过接地点时，接地故障位置将冒出白烟，甚至出现火花。由此，检修人员即可迅速发现故障的具体位置。在找到故障点后，检修人员即可依照以下方法进行修理:其一，通过为线圈接入大电流，促使绕组加热，并将温度控制在150℃，此时，绝缘将出现软化现象。在该环节中，检修人员应谨慎操作，防止外壳电流对自身造成伤害。在绝缘彻底软化后，检修人员应在第一时间切断电源，以此才能开始、安全退出绕组工作。其二，检修人员需割开端部线圈绑绳，并取出垫块，继而退出槽锲。其三，检修人员在此时需要去除故障线圈的旧绝缘，为其涂刷1410号云母带漆的同时，包扎F级桐马环氧粉云母带九层左右，并确保包扎紧固。其四，对定子槽进行清扫，并对线圈表面的绝缘进行处理，将成功修复的线圈放置在槽内。其五，严格包扎串联接头以及联线绝缘，科学配置端部垫块，并正确捆绑绑绳。其六，对绕组进行试验，对其直流电阻进行测量，使三相电阻值差距小于2%。

3.3 绕组温度过高检修方法针对导致电机绕组过高的原因，检修人员应采取恰当措施，为电机正常运行提供保障。若经过排查，发现其原因是转子笼条断裂，检修人员首先应明确导致笼条断裂的主要原因。其次，检修人员应对转子笼条材质进行更换。在电机实际启动过程中，大量电流将通过笼条，并在端环处产生电磁振动，因此，检修人员应将铸铝笼条更换为铜质笼条，以此避免笼条发生断裂。