三相交流高壓異步電動機的故障分析及處理

張修金

摘要：結合多年來對三相交流高壓異步電動機日常運行、維護、檢修以及事故搶修等情況，并結合實際工作經驗，對電動機的常見故障原因進行了深入的分析，同時針對現場的實際狀況提出基本的預防措施。

關鍵詞：高壓異步電動機;常見故障;原因分析;預防措施

高壓異步電動機具有功率大，結構簡單，運行效率高、運行可靠，維護方便、承受沖擊能力強等優點，因此，在鋼鐵冶金行業廣泛用于軋鋼機、磨煤機、鼓風機、水泵、引風機等重要設備。三相交流高壓異步電動機在運行中一旦出現異常或發生事故，運維人員應迅速地正確判斷故障性質和原因，并采取有效措施及時處理，以防止事故擴大造成不可挽回的經濟損失。

1 ?三相交流高壓異步電動機的故障分類

三相交流高壓異步電動機的故障可分為電氣故障和機械故障。電氣方面的故障主要是繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條、繞組電暈放電等;機械方面的故障主要是振動、軸承過熱、轉子掃膛、運轉聲音異常等。

2 ?定子繞組故障

2.1 ?故障原因分析：（1）帶負荷頻繁啟停或啟動時間過長，會導致定子絕緣老化故障損壞;（2）定子端部線圈綁扎不牢固或綁帶老化，定子繞組端部連接線焊接不好、機械強度不夠，在線槽中發生振動與定子鐵芯摩擦發生連線磨損斷裂損壞;（3）定子繞組長期過負荷運行而發熱，造成絕緣老化，繞組端部絕緣脫落，造成絕緣擊穿短路或接地短路，甚至可能燒毀高壓異步電動機;（4）定子繞組表面積灰，吸附空氣水分，造成絕緣下降，致使繞組局部放電短路損壞;（5）由于制造工藝不良，加上經頻繁啟動加速線圈在鐵芯槽內劇烈振動，導致運行中定子槽楔松動或脫落，槽楔松動是高壓異步電動機普遍存在的問題。

2.2 ? 預防措施：

（1）堅持停機必檢、停機必查的原則，檢查定子繞組上的積灰、積油情況，并進行清理;（2）堅持日常點檢和專業周期檢查相結合的制度，通過測溫度、聞氣味、聽聲音、測振動等手段來判斷內部有無轉子摩擦槽楔，或定轉子互相摩擦現象;（3）堅持高壓異步電動機定期預防性試驗，對新安裝和大修后的高壓異步電動機利用機組定期小修時機進行耐壓和直阻測量試驗，以便及時判斷繞組絕緣老化程度，進一步估算其使用壽命;（4）大修時利用人工敲擊槽楔的方法，可以快速直接地檢查出松動比較厲害的槽楔;同時利用儀器“脈沖錘敲擊法”，則可以準確地檢查出槽楔的松動程度，還可以彌補“人工敲擊法”不易查出的松動較輕的槽楔。

3 電動機轉子故障

3.1故障原因分析：（1）由于大容量電動機頻繁啟停，以及受啟動大電流長期作用，以及材質和焊接不合格，造成部分轉子鼠籠條松動斷裂、端部短路環斷裂或鼠籠條開焊，導致產生振動發熱損壞電機;（2）由于產品質量原因，運行中轉子鐵芯出現松動變型造成掃膛和振動，導致轉子故障;（3）運行中定子部分槽楔有松動斷裂脫落，導致定轉子摩擦，造成轉子損壞。

3.2預防措施：（1）根據檢修周期定期解體檢修發現鼠籠條斷裂或開焊，應當立即用銀銅焊條對其進行補焊或更換，如果端部短路環斷裂，則應當更換;（2）要加強點檢和設備巡查相結合的辦法，通過測溫度、聞氣味，聽聲音，測振動以及觀察高壓異步電動機運行電流等方式，及時掌握設備的運行狀況，判斷電機有無受損;（3）制程系統方面要進行不斷優化，要盡量減少高壓異步電動機的啟動次數，防止大的啟動電流對轉子鼠籠條的沖擊，造成使用壽命縮短。

4 電動機瓷瓶故障

4.1故障原因分析：（1）接線柱壓接不緊或瓷瓶受傷，造成瓷瓶炸裂;（2）電動機結合面密封條老化破損，密封不嚴，導致水汽、粉塵等異物進入電機內部造成瓷瓶和接線端子嚴重污穢受潮，出現放電拉弧，多次放電，直至瓷瓶炸裂。

4.2預防措施：（1）經常利用停機時間，檢查接線柱壓緊螺絲是否松動，并擦拭瓷瓶和接線柱上的所有污穢，使其瓷瓶和接線柱保持清潔，清除發生閃絡的誘發因素;（2）向瓷瓶上噴灑帶電清洗劑，進行清洗，時間控制在30 min 左右，絕緣可提高1～ 4 倍;（3）對室外高壓異步電動機外殼縫隙全部涂抹密封膠，防止水汽、粉塵等異物進入電機內部;（4）可以對接線盒進行全絕緣改造，降低故障發生率。

5 ?定子線圈電暈故障

5.1故障原因分析：（1）線圈端部異相、同相以及調節線之間產生電暈;，電暈容易出現;（2）線圈和固定件間以及線圈端部異相之間有間隙的存在，存在著電位差;（3）線圈導體截面的棱角處，成型時，膠被擠走，變成絕緣的薄弱環節;（4）主絕緣的層間沒有良好粘合，有氣隙存在的時候;（5）線圈和鐵心槽壁間，存在著一定氣隙;（6）線圈出槽口地方，電場高度集中;。

5.2 預防措施：（1）線圈端部異相、同相以及調節線之間，通過浸漆進行干燥處理，把間隙填塞，使間隙電暈得以消除;（2）適當加大導線圓角半徑，同時改進主絕緣和導線的結合，進而除去結合面氣隙;（3）依靠很好的成型工藝以及良好的云母帶，保證無氣隙的整體絕緣得以實現;（4）保證工藝和材料的可靠性得到嚴格控制，保證絕緣內部的整體性，以免內部發生電暈放電;（5）在鐵心槽里噴低阻漆;增強線圈端部的固定，以防線圈在槽中和端部的振動;在線圈表面，進行低電阻半導體材料的包扎或者涂刷;（6）利用二級防暈，在線圈直線部位的低阻層外面，在端部和槽外進行高阻層的搭接。

6 電動機冷卻器故障

6.1 故障原因分析：（1）冷卻器管內部有腐蝕和堵塞，影響冷卻效率，造成電動機內部溫度升高，內部絕緣材料老化;（2）冷卻器水管材質質量不合格，導致冷卻器腐蝕漏水，嚴重時直接造成電動機短路損壞，或電機定子繞組絕緣下降。

6.2預防措施：（1）電動機運行中注意對冷卻器水溫、風溫巡檢，嚴密監測高壓異步電動機本體溫升。冷卻器檢查納入定期維護項目，每年利用停備機會檢查清理一次;（2）對冷卻器管束內壁做無損探傷，發現管束內壁存在腐蝕情況的及時更換檢修;（3）定期停機按照冷卻器最高設計壓力進行水壓試驗，試驗合格后，方可回裝使用;（4）停機檢修，結合日常巡檢和點檢情況綜合判斷后，可以將電動機返廠做真空浸漆處理進行絕緣修復，同時將冷卻器水管更換為耐腐蝕性的不銹鋼冷卻水管。

7 電動機的軸承故障

7.1 故障原因分析：（1）軸承本身的質量或長期磨損，造成軸承間隙變大;（2）軸承安裝不正確，公差配合不當，致使軸承內圈與軸配合太松或太緊，造成軸頸磨損軸承毀壞;（3）潤滑脂添加不合適，潤滑脂添加太多，潤滑脂潔凈度不夠，添加時帶入灰塵。以及使用潤滑油選擇不當，性能不滿足設備運行環境，導致軸承發熱磨損;（4）電動機安裝時，機殼或基礎強度低，安裝基礎面傾斜、不平，固定不穩或地腳螺絲松動，致使電動機振動超標，而導致軸承損壞;（5）聯軸器變形、松動或安裝不合適，引起軸承振動損壞;

7.2預防措施：（1）強化安裝、維修過程的控制，注意對設備備件上線前的檢查，特別是軸承本身質量及安裝維修工藝控制，確保安裝尺寸的檢查測量在技術要求范圍;（2）控制好設備運行過程中的點檢，測溫、測振、聽聲音、聞氣味要履行到位，注意對潤滑脂的檢查，定期檢修、維護，并按照規定及時補充潤滑脂;（3）檢修時嚴格按照檢修技術文件執行，做好過程管控，防止異物進入潤滑脂，嚴禁使用鐵錘直接敲打軸承和砸聯軸器，或使用變形的聯軸器。

8 ?電動機機械振動故障

8.1 ?故障原因分析：（1）機械不平衡，轉軸彎曲，滑環變形;（2）定轉子氣隙不均勻度超標;（3）定、轉子鐵心磁中心不一致;（4）軸承故障（如磨損超限、潤滑不良、變形、配合精度不夠）;（5）機械機構強度不夠;（6）基礎安裝不良，強度不夠，共振，地腳螺栓松動等;（7）連接不良，電機中心不準;（8）聯軸器不平衡，負載機械不平衡，系統共振等。

8.2 ? 預防措施：（1）檢查轉軸是否彎曲，若發現轉軸彎曲變形，可以采用冷態矯軸法、熱態矯軸法;（2）檢查軸承，將軸承清洗后，測量徑向間隙，其間隙大小不應超過規定，檢查軸承滾珠或滾柱是否有裂紋，保持架是否松動磨損，裝配過程中要注意軸承與軸配合的精度，特別要保證定、轉子的氣隙均勻;（3）檢查電動機基礎水平面、傾斜度和基礎強度。檢查轉子驅動端靠背輪中心是否找正，聯軸器本身是否平衡，連接間隙是否均勻、正確。聯軸器的張口是否正確等。一般應是下張口，即聯軸器下部的軸向間隙比其上部的軸向間隙要大些。

8.結語

通過對我公司多年電機設備維護、維修實際經驗總結，根據自己多年的工作經驗，僅對高壓電動機常見故障查找及預防進行分析。在實際工作中，有些故障還需進行綜合分析，才能準確、可靠地找出故障原因，提出較完善的處理方法，確保電動機的安全運行。

參考文獻：

[1]趙家禮等編著.三相高壓交流電動機修理[M].北京：機械工業出版社，2010.5.

[2]翟少華等編著.實用電動機修理手冊[M].北京：中國民航出版社，1996.9.

[3]徐文媛主編.電動機修理自學通[M].北京：中國電力出版社，2006.

[4]趙家禮主編.高壓交流電動機檢修技術問答[M].北京：化學工業出版社，2008.1.