高压电动机常见故障处理措施

高压电动机常见故障处理措施
【摘要】高压电动机是火力发电厂重要的辅助设备，通过对高压电动机经常出现的故障进行归类、分析，并着重介绍高压电机发生故障的原因及一些实用的检修工艺和方法，以便尽快消除故障，恢复高压电动机正常运行。

【关键词】高压电动机；故障；处理措施
高压电动机在运行中较易出现冷却系统、轴承、定子绕组、槽楔、转子等方面故障。

经过对现场故障的归类、分析，并结合现场检修经验，总结了一些高压电动机常见故障的现场处理措施，以便消除故障，尽快恢复高压电机正常运转。

一、冷却系统故障
1、全封闭冷自通风式电机冷却系统故障处理措施
全封闭冷自通风（IC611）式电机是通过空气对空气换热来实现电机散热的，其冷却系统最常见故障为风扇叶片产生裂纹故障。

我厂引风机电机、细粒碎煤机电机、一次风机电机等均出现过此类故障，主要表现在运行过程中有异音现象。

风扇叶片产生裂纹的主要原因为风扇叶片结构形式不合理，造成风扇叶在加工成直角形状时受到损伤，再加运行过程中有共振现象而导致。

经改造为直接满焊在风扇轮箍侧板上的结构形式后，未发生过此类故障。

2、空冷自通风式电机冷却系统故障处理措施
空冷自通风式（IC81W）电机是通过空气对水换热来实现电机散热的，其冷却系统常见故障有冷却水管堵塞、冷却水管泄漏等故障。

由于冷却水管结垢或进入杂物引起的堵塞故障，其预防及处理措施主要有定期对冷却水管进行清扫。

密切监测冷却水浊度、pH值、浓缩倍率等参数，提高冷却水质量，减少冷却水管道结垢、堵塞的机率。

由于冷却水管腐蚀而引起的漏水故障，其预防措施主要有对冷却水进行杀菌、杀微生物工作，并控制水中Cl-离子含量，减少冷却水对管道的腐蚀。

如冷却水管材质为B30铜管，冷却水中Cl-含量应控制在20000mg/L以内。

如冷却水为海水或中水，应定期对阴极保护块（锌块）进行检查和更换，减少冷却水管道的阴极腐蚀。

冷却水管接口处漏水故障其处理措施为：如冷却水管材质为钢质，用电（气）焊补焊即可。

如冷却水管材质为铝质或铜质，则需采用冲压、填塞、密封的方法进行处理。

二、轴承故障
轴承故障为电动机最常见的故障，其主要现象为在运行过程中温度高、有异音、振动大等。

下面就轴电流导致轴承损坏的现象、产生的原因、对轴承寿命的影响以及处理措施进行讲述。

1、轴电流导致轴承故障
我厂二次风机电机在运行过程中曾频繁出现振动大、异音、轴承温度高等现象，先后进行两次轴承更换，但仍未彻底解决，投运后均不到20天便又出现同样的故障。

经过进行轴电压测量和对损坏后轴承的仔细分析，最终确认为由于轴电流造成的轴承损坏。

轴电流造成轴承损坏的典型现象为滚道表面有灰色线条斑块。

2、轴电流对轴承的影响
轴电流生对轴承电寿命的影响
正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜的存在，可起到绝缘的作用，对于较低的轴电压，这层润滑油膜仍能起到保护的作用，不会产生轴电流。

但是当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，轴承内的润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路后就会有轴电流流过轴承。

轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过，由于该金属接触面积很小，电流密度大，在瞬间产生高温使轴承局部烧熔而产生熔化性的凹点。

当这种凹坑大面积出现时，会造成轴承的表面失去金属光泽，进而形成垂直于滚道的灰色线条组成的彩色斑块。

有研究表明，当流过轴承的电流密度不大于0.56A/mm2时，轴承的电气寿命远大于轴承的机械寿命，不会影响轴承的可靠运行；而当电流密度大于等于0.8A/mm2时，轴承的寿命将受到较大影响。

3、轴电流处理措施
在非轴伸端轴上安装接地碳刷，降低轴电位，以此消除轴电流。

我厂二次风机电机轴电流处理方法即采用此方法。

在轴承座和轴承之间加绝缘板，以切断轴电流的回路。

对采用滚动轴承结构电机的可选用绝缘轴承，或将轴承端盖更换为绝缘端盖，并将紧固内外端盖的螺栓加绝缘套管和绝缘垫。

对采用滑动轴承结构电机的在瓦座与瓦之间加垫绝缘板，端盖瓦结构的可在电机端盖与瓦之间加绝缘垫，将紧固螺栓加绝缘套管和绝缘垫，并在进、出油的管道加绝缘接头。

三、定子绕组故障
1、定子绕组接地故障
定子绕组接地故障可分为金属性接地和非金属性接地。

其产生的主要原因有由于绕组内部进入硬物导致绝缘损坏而接地；由于磁性物质落在线圈表面上产生钻孔现象，导致定子绕组绝缘击穿而接地；电机引线长期处于铁心背部热风区而产生热老化，使引出线橡胶绝缘酥脆、变质、剥落，导致绝缘击穿而接地。

2、定子绕组接地故障点的寻找方法
（1）采用冒烟法寻找定子线圈非金属性接地。

在铁心与线圈之间加一较低电压，用调压器来调节电压，限制电流在5A以内，以防烧坏铁心。

电流在通过接地点时产生热量，由于热作用使绝缘烧损冒烟，甚至产生火花。

（2）采用电压降法寻找金属性接地故障点。

这种作法要在抽出转子情况下进行，否则通以交流电时，转子绕组上有感应出高压的危险。

3、定子绕组接地点的局部修理方法。

此方法一般适用于上层绕组或端部绕组绝缘层损坏后的处理，对于下层绕组绝缘损坏的修复仍需专业人员进行。

具体方法为将绕组通入大电流进行加热，使绝缘软化（温度控制在150℃左右）。

割开端部线圈帮绳，取出垫块，退出故障线圈所在槽的槽楔。

去除掉故障绕组旧绝缘层后刷云母带漆，再半迭绕式连续包扎环氧云母带，要求上、下层间的对缝应错开，且包扎紧固。

最后在绕组外再叠包一层聚四氟乙烯薄膜。

定子槽清扫清洁后将修复的线圈下入槽内。

包好串联接头及其联线处的绝缘，配好端部垫块，并绑好端部绑绳。

对全部绕组进行耐压试验，并测量绕组的直流电阻，各项测试数据均满足规程要求为合格。

四、定子槽楔松动故障
1、磁性槽楔损坏的原因
经过长时间运行和实践表明，磁性槽楔（简称磁楔）较非磁性槽楔在运行过程中更容易损坏。

其原因为磁楔上有交变的主磁通和漏磁通通过，在磁通的作用下使磁楔额外受到一个双倍工频的电磁拉力而导致，主要表现在以下两方面。

（1）松动的磁楔在交变磁力的作用下在槽内以双倍工频频率振动，与铁芯槽摩擦而导致磁楔宽度越磨越小，直至翘出定子槽口与转子相擦，此过程称为“机械损坏”。

（2）当磁楔内部比电阻小于一定值时，其磁滞与涡流损耗增大、温度增高，使胶粘剂热老化，引起磁楔上出现凹凸不平的窟窿或缺损，此过程称为“电损坏”。

2、定子槽楔松动处理方法
（1）退出松动或损坏的槽楔；
（2）将槽内清理干净后涂刷加以固化剂的环氧树脂胶，刷胶时采用每槽刷
胶的方法，刷胶重点部位为槽口及槽楔两个侧面；
（3）每完成一槽刷胶便打入一根槽楔，以保证胶能填满槽楔与铁芯的间隙，使槽楔粘结更加紧固；
（4）所有槽楔更换完成后剔除突出部位直至与槽口面保持一平。

五、电机转子故障
电机转子常见故障为铜条与短路环焊接处断裂、铜条在槽内松动，导致定子电流摆动大、电机振动剧烈、电机电磁声增大等现象。

我厂二次风机电机在运行时曾出现本体异音、定子电流不稳定、振动值频繁波动现象，解体检查发现转子铜条与短路环焊接部位断裂。

1、铜条与短路环焊接处断裂的原因分析
由于电机在频繁启动或过载运行时各种应力的反复作用使铜条与短路环焊接部位因疲劳而断裂，以及由于焊接质量、焊接工艺不合格，使铜条与短路环焊口处接触电阻大而过热，使铜条材质变质、机械强度降低而断裂是铜条断裂的两大主要原因。

2、铜条断裂处理措施
若铜条断裂较少时可对断裂的铜条进行补焊，具体处理方法为将铜条断裂处用三角锉打成坡口，用耐火材料保护好铁心。

对需焊接的铜条进行热处理至300-400℃左右，采用含银45%的Bag45CuZn银铜焊条进行焊接，焊到高于坡口面为止。

焊接完成后锉平及砂光焊界面，撤除耐火材料，并用压缩空气吹扫转子。

若条断裂较多、损坏较严重时则需对所有铜条进行更换。

六、结束语
通过不断总结经验教训，改进修理工艺，我单位高压电机故障得到了很好的控制，使用上述的现场检修方法后有效地减少了突发性事故的发生，进一步提高了设备的完好率和运行周期。

实现了安全、可靠的运行，提高了工作效率，为企业创造良好的经济效益提供了可靠的保证。

参考文献：
[1] 朱东起.电机学[M].北京：科学出版社.
[2] 梁庆信译.感应轴承电流[J].中小型电机.
[3] 张庆达，高齐烈，杜瑞存.高压电动机故障诊断与修理.上海科学技术出版社.
[4] 赵家礼，等.电动机故障诊断与修理.机械工业出版社.。