大型電動機的故障處理及預防措施

海志民+海玲+海燕+韓育婷+陳正強

【摘 要】電動機故障是由多種方面引起，首先要了解電動機故障的形成原因，及時控制設備事故的發(fā)生。從大型電機的結(jié)構(gòu)設計、制造工藝、裝配質(zhì)量上把好關(guān)，使大型電機故障得到最有效的控制。

【關(guān)鍵詞】大型電動機故障；發(fā)生原因；預防措施

0 引言

大型電動機是火力發(fā)電廠的主要電氣設備之一，如我公司一臺300MW汽輪發(fā)電機組約需配套25臺大型電動機，用來帶動給水泵、磨煤機、引風機、送風機、一次風機和循環(huán)泵等輔機。在現(xiàn)實使用中輔機電動機故障頻繁發(fā)生會給發(fā)電機設備安全運行帶來威脅或影響發(fā)電設備的滿載運行。從我工作十年來大型電動機發(fā)生的故障統(tǒng)計來看，大型電動機故障一般有定子端部故障及轉(zhuǎn)子籠條斷裂故障。對此類故障分析、處理及預防措施如下：

1 大型電動機定子繞組燒損故障原因分析、處理及預防措施

1.1 定子繞組燒損原因分析

1.1.1 定子繞組固定不牢固

由于端部繞組固定不牢或綁扎不牢，啟動過程中產(chǎn)生振動磨損，使絕緣破壞擊穿燒損是定子繞組最普遍的事故。造成定子繞組松動磨損的原因，有的是結(jié)構(gòu)設計問題，如端部綁扎數(shù)量不足，繞組端部支點過少；有的是制造工藝質(zhì)量問題，如端部繞組綁扎緊度不夠；還有的是所使用的墊繩、墊氈、綁繩和槽楔等緊固件的材料性能差、浸漆未充實，在運行早期即發(fā)生松動，還有磁性槽楔脫落（如我公司一期給水泵電動機），造成線圈松動，線圈絕緣磨損擊穿。

1.1.2 線圈斷股和接頭開焊

定子線圈斷股多發(fā)生在連接線的根部（鼻部）與焊接處。造成斷股的原因，一方面是由于制造過程中連線受到反復扳、彎，留下了傷痕或裂紋，也有的在焊接時出現(xiàn)假焊或虛焊現(xiàn)象；另一方面是由于端部線圈固定不牢、綁扎點少，運行中，特別是起動時受電動力或電磁振動力的作用而發(fā)生疲勞斷裂、開焊。

1.1.3 頻繁起動

例如磨煤機電動機（650kW）、漿液循環(huán)泵電動機啟動較為頻繁，每月240次均為重載啟動，對電機壽命帶來很大威脅。在近年來大部分為過橋線燒損，所以是造成電機燒損的主要原因，只有改變電機運行方法，減少電機啟動次數(shù)，才能減少事故。

1.1.4 電動機周圍環(huán)境太差

電動機周圍通風較差、粉塵多，使電動機通風孔堵塞，造成電動機溫度升高絕緣性能下降而老化直至燒毀電動機。

1.1.5 電動機定子引線接線鼻子太小，與電源電纜頭鼻子不相匹配，有的電機定子線圈引線鼻部匝間短路，導致定子繞組燒壞。

1.2 預防措施

（1）電機定子繞組存在槽內(nèi)松動、端部綁扎不緊的以及引出線固定不牢的電動機，利用A級檢修解體時，均要進行加大檢查處理（如采用滌玻繩和適形材料綁扎牢固），保證槽楔、墊條、墊塊和綁繩的緊度，防止定子繞組及其引出線絕緣在電動機啟動或運行中發(fā)生磨損造成接地和短路。

當端部繞組伸出長度超過250mm時，增加一道綁環(huán)。在繞組與綁環(huán)間加適形材料（滌綸氈）以吸收繞組的振動能量，繞組間連接線用滌玻繩連續(xù)綁扎，并刷以環(huán)氧樹脂膠，以增加其整體性。

（2）利用A、B、C級檢修電動機時，必須進行繞組直流電阻的測量，并對測量結(jié)果進行相間和歷次的比較分析，如有明顯差異時，要查找原因消除陷患并徹底處理。

（3）大型電機繞組引出線的連接螺絲一定要上緊，保證壓接可靠，防止運行中發(fā)熱損壞。對定子繞組引接線鼻子太小的，應更換為合適的引線鼻子（采用壓接或銀釬焊），銅鋁連接時一定要采用過鍍處理，以防接觸面氧化腐蝕，接觸電阻增大，以與電機電源電纜頭鼻子相匹配。

（4）大型電機周圍環(huán)境要保持清潔、通風良好，防止飛灰、煤粉、油污和水汽等有害物質(zhì)進入電機。對于環(huán)境條件惡劣的地方，利用A、B、C級檢修時對電機靜、轉(zhuǎn)子定期進行吹掃工作，應根據(jù)實際情況將開啟式電動機改為封閉式電動機。必要時打開電動機通風道，通風。對于易受潮的場所，可結(jié)合具體條件采取防潮措施。

（5）大型電動機嚴格執(zhí)行部頒“廠用電動機運行規(guī)程”中電動機啟動次數(shù)的規(guī)定，即在正常情況下，允許冷態(tài)下啟動二次，每次間隔時間不得小于5min；允許熱狀態(tài)下啟動一次。只有在處理事故時以及啟動時間不超過2-3s的電動機可以多啟動1次。

（6）認真做好斷路器、隔離開關(guān)和電動機本身的檢修工作，防止造成電動機發(fā)生斷相運行而被燒毀。對于具備斷相保護裝置的電動機應將保護投入使用。

（7）我公司現(xiàn)在對在斷開電動機會產(chǎn)生較高倍數(shù)過電壓的地方，采用氧化鋅避雷器等保護措施，以防止定子線圈絕緣因過電壓而擊穿損壞。

（8）大型電動機定子采用整體浸漬技術(shù)，對個別在運行中發(fā)生電圈松動也可采用臨時處理，即只將線圈加熱至100度左右，澆1032漆做應急處理，以加強繞組的整體性、牢固性，提高電動機質(zhì)量和絕緣水平。

近年來通過我們自己對定子擊穿故障、線圈絕緣處理、電動機在運行中斷股開焊、引線燒壞等事故進行檢修處理，為公司可節(jié)約開資近百萬元以上。

2 鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子籠條斷裂開焊故障

2.1 籠條斷裂開焊故障的特征

（1）籠條斷裂的斷口呈疲勞斷口

（2）籠條斷裂的發(fā)生與籠條在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)的夾緊程度密切相關(guān)，在槽內(nèi)松動的籠條容易發(fā)生斷裂。

（3）一臺新電動機發(fā)生籠條斷裂的起始時間與運行啟動次數(shù)直接相關(guān)，啟動頻繁的，籠條斷裂發(fā)生的時間就早，啟動次數(shù)少的籠條斷裂發(fā)生的時間就晚。籠條斷裂故障多發(fā)生在電動機啟動過程中。

（4）籠條斷裂多發(fā)生在端環(huán)（短路環(huán)）附近，且與籠條和]端環(huán)的焊接工藝質(zhì)量密切相關(guān)。有的籠條開焊處檢修焊補后，運行不久就再開焊。

（5）大型電動機籠條開焊或斷裂一般是從外籠開始，如未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，則會很快擴大到整個轉(zhuǎn)子，以致?lián)p毀整臺電動機。

（6）高壓電動機，轉(zhuǎn)子籠條斷裂在不解體情況下，通常不易被發(fā)現(xiàn)，但卻常常伴隨一些癥狀發(fā)生，比如產(chǎn)生一定的振動，這種振動是由于轉(zhuǎn)子籠條斷裂后，原來的電動機定子、轉(zhuǎn)子電磁拉力產(chǎn)生不平衡。雖然有進通過調(diào)整動平衡能使振動得到暫時消減，但維持不了多久，出現(xiàn)新的斷條時，振動又會加大。此外，仔細觀察斷條處，可以看到微弱的放電弧光。

（7）籠條開焊斷裂故障多發(fā)生在磨煤機等負荷重、啟動頻繁的電動機上。電動機籠條截面和端環(huán)尺寸偏小的電動機籠條容易產(chǎn)生開焊和斷裂。其籠條直徑均為φ12，易開焊。上海JSL600-12型電機如我廠的循環(huán)泵、塔泵電機其籠條采用φ14，電流密度<1A/mm2，不易出現(xiàn)開焊現(xiàn)象。

2.2 鼠籠式電動機籠條斷裂脫焊故障原因分析

（1）電動機產(chǎn)品性能差。隨著發(fā)電機組容量的增長，要求電廠大型化，相應對配套大型電動機的啟動性能提出了越來越高的要求。啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)應在1.6-1.8，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)應在1.9左右。

（2）電動機設計結(jié)構(gòu)和制造工藝上的缺陷加劇了電動機籠條頻繁斷裂開焊。如電動機籠條與端環(huán)的焊接時受熱不均、電動機籠條與槽之間間隙過大等，這些點往往成為籠條開裂的源點。

（3）電動機頻繁啟動，加速了籠條斷裂開焊。

2.3 防止電動機轉(zhuǎn)子籠條斷裂、開焊的措施

（1）對頻繁啟動或重載啟動而易發(fā)生籠條損壞的電動機（如磨煤機電機），要選用啟動性能相當并留有適當裕度的電動機。

（2）認真執(zhí)行部頒“廠用電動機運行規(guī)程”中啟動次數(shù)的規(guī)定，不僅是防止電動機定子線圈燒損故障的有力措施，也是防止鼠籠電動機籠條斷裂開焊的有力措施。

（3）在檢修鼠籠轉(zhuǎn)子時，要仔細檢查籠條在槽內(nèi)的緊固情況，松動的應采取措施加以緊固（如環(huán)氧膠，端部處加強無咸玻璃絲帶）。

（4）要認真檢查籠條與端環(huán)的焊接質(zhì)量，若有斷裂和開焊，應及時進行補焊處理。

（5）在頻繁啟動的磨煤機、排粉機等電動機上更換鑄鋁轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子取代雙籠轉(zhuǎn)子。我公司所用的磨電機已全部更換為深槽式轉(zhuǎn)子。

[責任編輯：朱麗娜]