三相異步電機的維護管理

李進+楊力+陳海濤

摘要：三相異步電動機具有結構簡單、經濟性好、制造方便等優點，廣泛應用于現代化工業領域及民用設備中。文章介紹了三相異步電機的結構及各部分功能，以及在對電機日常檢查工作中的注意事項，并針對座底式采油平臺作業環境的特殊性闡述了電機絕緣電阻的測量方法、絕緣低的原因及其解決辦法。

關鍵詞：三相異步電機；絕緣電阻；定子；轉子；繞組絕緣；電阻測量

中圖分類號：TM343文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0069-02

三相異步電機在整個工業生產中應用十分廣泛，本文以座底式采油平臺為例，柴油機冷卻風扇、燃油泵、壓載泵、消防泵、管道離心泵、原油外輸泵等平臺關鍵設備，都是以三相異步電機作為動力源，電機一旦發生故障，將導致作業不能進行。特別是在原油外輸作業過程中，主要就是依靠原油外輸泵將平臺儲油罐的原油輸送到油輪中，電機如果無法正常工作，則原油外輸作業就無法正常進行。本平臺作為技術服務單位，由于己方原因導致生產停止，會給公司的信譽造成惡劣影響。因此，做好三相異步電機的維護管理工作就顯得尤為重要。本文就從以下幾個部分進行闡述。

1三相異步電動機的結構

三相異步電機的核心部分包括定子和轉子，其他附件包括端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇。其整體結構如圖1所示：

圖1三相異步電機結構圖

1.1定子（靜止部分）

定子主要由以下三部分組成：

1.1.1定子鐵心：電機磁路的一部分，在其上放置定子繞組。

1.1.2定子繞組：電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。主要絕緣項目有以下三種：對地絕緣、相間絕緣、匝間絕緣；定子三相繞組的接線方式包括星形接法（Y接）和三角形接法（△接）兩種。

1.1.3機座。

1.2轉子（旋轉部分）

轉子主要由以下三部分組成：

1.2.1轉子鐵心：在其上放置轉子繞組。一般用0.5mm厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉子繞組。

1.2.2轉子繞組：切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。

1.2.3轉軸：轉軸用來加機械負載。

2三相異步電機檢查注意事項

通過對電機啟動前和運轉狀態的監測，就能夠及時發現電機的異常現象，針對異常現象采取預防性的維護措施，始終保持電機處于正常可用狀態。

2.1啟動前

首先檢查電機的外殼有無裂紋、設備表面是否有油污、接地保護是否正常，以及電機的外部緊固件是否有松動。其次重點檢查電機各接線的地方是否有破損、變色等現象，最后檢查電機兩端軸承是否注射潤滑脂。檢查如有異常，必須掛牌警示，待故障排除后，方可啟動。

2.2運轉狀態

電機工作環境的溫度不宜超過40℃，在運行中的升高溫度都要符合相關規定，比如本平臺大部分電機的絕緣等級為B級，則滾動軸承的最高溫度為55℃，在運轉時，我們可以用手觸摸電機散熱筋根部，如燙手則必須立即停機檢查。電機在運行過程中還應該密切監視各性能參數是否正常，包括工作電流和電壓等，操作人員要對各種異常現象具備診斷和分析能力，還包括電機運轉中的雜音、不正常的振動現象等，最重要的是能夠準確判斷導致異常現象的主要原因，及時排除，避免發生設備損壞和人員受傷的事故。

針對座底式采油平臺的實際情況，平臺大部分電機都處于停用狀態，因此，必須制定相應的維護保養方案，結合上述檢查注意事項，采取定期試運轉的方法，周期可以為一周，根據實際情況可以隨時調整，以便于設備管理人員能準確了解各電機的技術狀態。

3三相異步電機絕緣電阻測量和絕緣低處理方法

電氣設備絕緣性能的好壞，關系到電氣設備的正常運行和操作人員的人身安全。因此作為平臺電氣設備管理人員，必須了解電機絕緣電阻的測量方法，以及導致絕緣電阻低的原因和處理方法。

3.1定子繞組絕緣電阻測量

3.1.1選用500V，500MΩ的兆歐表。兆歐表與電動機的聯線不能用雙股線，必須用單股線分開單獨聯接，以免引起誤差。

3.1.2測量前先將兆歐表進行一次開路和短路試驗，檢查兆歐表是否正常。具體操作為：將兩連接線（L線、E線）開路，搖動手柄指針應指在無窮大處，再把兩連接線短接一下，指針應指在零處。

3.1.3在測量前三相交流電動機必須切斷電源。先打開電機的接線盒，里面有6個接線柱。三相電機分三角形和星形接法兩種，拆開連接銅片時要記住是哪種接法，然后用萬能表電阻擋1K擋在接線柱上找出三個線組，一般是上下斜對角的。

3.1.4測量時，將兆歐表置于水平位置，搖把轉動時其端鈕間不許短路。手搖發電機應由慢到快，轉速應達到120r/min，并保持勻速，使指針穩定。同時要注意防止觸電。搖動過程中，當出現指針已指零時，就不能再繼續搖動，以防表內線圈發熱損壞。

3.1.5分別測量各相繞組對地絕緣電阻。各相繞組之間絕緣電阻共6次，其值均不低于0.5MΩ為合格，如果有某個絕緣電阻低于0.5MΩ為不合格。

3.2分析和處理

如果測量的絕緣電阻低于0.5MΩ，就說明該電動機的絕緣電阻下降，已經不能正常使用。導致電動機絕緣電阻下降的原因和處理方法：

3.2.1引出線絕緣套管和引出部分污損老化。對于這種原因導致的電動機絕緣電阻降低，可用眼睛查看絕緣套管是否污損、開裂，引出線引出部分的絕緣是否有外傷，然后清除污物，修理不良部分。

3.2.2繞組絕緣異常。一方面原因可能是電動機使用時間過長，超過其正常使用壽命；或者安裝環境潮濕、運行狀況惡劣，例如起動、停轉頻繁，長期過載運行，長期低電壓運行，使絕緣老化。超過正常使用壽命的電動機要及時更換；絕緣老化的，查出絕緣老化不良部分，進行修理或替換。

3.2.3繞組受潮。主要原因作業環境潮濕和長時間停用，另外一個主要原因是電動機繞組通風冷卻時，把周圍氣體中的灰塵、濕氣吸入內部，加上旋轉時機械應力的作用，致使電動機繞組受潮。常用處理方法是：燈泡烘烤、直流銅損干燥法、鐵損加熱法。（1）燈泡烘干法：采用此方法時一定要注意溫度不宜過高，并且溫升要逐漸升高，盡量在密閉場所進行，烘干效果更好。（2）直流銅損干燥法：在靜子繞組中通入直流電，電源用直流電焊機提供，利用繞組的銅損產生的熱量進行干燥，通入電流的大小為額定電流的50%～80%，干燥時靜子繞組溫度用埋入式溫度計，測量不得高于80℃，用溫度計測量不得高于70℃，可以調節電流的大小來控制溫度。（3）鐵損加熱法：采用此方法時，在電動機定子線圈鐵心上或轉子轉軸上繞上勵磁線圈并通入交流電，電源可由交流弧焊機提供，使定子或轉子產生磁通，依靠鐵損來干燥電動機定子或轉子。

粉塵太多也會造成絕緣電阻降低，解決的方法是用壓縮空氣吹掃或用手壓“皮囊”吹氣除塵。

4結語

座底式采油平臺都在海上作業，海洋氣候潮濕，且電機的工作場所都在室外，環境相對比較惡劣，最容易引起線圈繞組受潮，因此必須定期和在啟動前對電機繞組進行電阻絕緣測量，發現電阻絕緣低，立即采取措施處理。在檢測合格之前，禁止啟動電機。另外作為平臺電氣設備管理人員，必須熟悉電機結構和工作原理，定期對電機進行維護保養，對于常見故障要具備判斷和處理能力，就能夠保證電機運行的穩定性和持續性。

參考文獻

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[2]許實章．電機學[M]．北京：機械工業出版社，1996.

[3]于賀龍．三相異步電機常見故障及維護淺析[J]．機電信息，2012，（18）．

作者簡介：李進（1986-），河北石家莊人，中國石油集團海洋工程有限公司天津分公司助理工程師，研究方向：輪機設備管理。

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