电机绕组故障及处理

交流电机绕组故障
一、交流电机定、转子绕组短路 可能短路的地方有：一个线圈的匝间、一相的线圈之间或线圈组之 间、不同相的线圈之间。交流绕组短路的主要表现是短路回路里 环流大、故障点严重过热。 二、定、转子绕组断线或接触不良 在用圆导线绕成的绕组中，最常见的断线在连接线处，而在棒式线 圈中则往往是在并头套（焊接质量不良）。笼型异步电动机笼型 转子绕组和同步电动机转子的笼型启动绕组则多半在笼条与端环 焊接处断裂或开焊，或接触不良。同步电动机起动笼型绕组有时 还会由于螺栓连接松动或导体表面氧化而接触不良。笼型转子笼 条槽内部分也可能由于启动电动力作用而损伤、断裂、铸铝笼型 转子有时浇铸质量欠佳而在槽内部分断裂。 三、交流电机绕组接地故障
电机绕组结构概述及故障分析

根据所起的作用不同，绕组主要分两大类：一 类是为了产生气隙主磁通的主极励磁绕组；另 一类是与主磁通相对运动感应电动势的电枢绕 组。异步电动机的定子绕组兼起励磁绕组的作 用，转子绕组则感生电动势与电流。直流电动 机除了电枢绕组和励磁绕组外，为了改善换向， 大都装有换向极绕组和补偿绕组；同步电机， 威力防止震荡和改善某些性能，或因启动需要， 一般装有阻尼绕组，但对于小型电机，这些绕 组往往可以省略。
典型的高压电机定子对地绝缘结构（10KV）
7 6 5 4 3 2 1
GB7672.6-87
热缩带 0.14 × 25 中阻防晕带 0.14 × 25 粉云母带 0.14 × 25 低阻防晕带 0.14 × 25 粉云母带 0.05 × 25 亚胺带 1-3.55 × 5.6 （ 1-4.25 × 6.3 ）
高压交流电机对地击穿故障 实例
案例 2


2007年1月19日交流电机大修实例 委托单位：矿山烧结厂一台 容量500KW ， 额定电压10000V ， 型号为 YKK450S- 4交流电机（西安 西玛电机公司生产、工作方式SI---连 续工作制）送电修厂维修。 故障现象：定子绕组对地击穿。 故障处理：定子全卷 故障原因：由于定子线圈对地绝缘破 损。线圈接地，烧毁电机。 建议：加强对地绝缘
2、转子部分： （1）、将旧的阻尼杆拉出，拆除掉两侧的阻尼环。 （2）、将新制作的阻尼杆包好绝缘。 （3）、将绝缘后的阻尼杆依次穿入转子磁极铁心内的阻尼 槽内，并安装上重新制作的阻尼环，采用银钎焊焊接阻尼 杆与阻尼环。 （4）、焊接后，将转子上车床，将两侧的阻尼环车成直径 为： ，5mm的外止口的形式。 （5）、取消阻尼环之间的软联接，以护环取代，护环为带 有内止口与阻尼环配合，护环与阻尼环采用M12×50的螺 栓连接。 （6）、转子表面喷红色覆盖漆。 （7）测试转子励磁绕组的绝缘电阻值合格后，将转子穿入 定子中，装配完毕后，将联轴器安装好后，封车出厂。
检查方法



1、直观检查，即检查阻尼条有没有电弧灼伤、有无 断裂和细小裂纹。端环连接处接触是否良好。 2、锤击检查，既用小锤轻击阻尼导条和端环，听是 否有断裂声音。 3、电气检查，通常方法是开口变压器，一个通交流 电产生磁通，另一个测量感应电势，这两个开口变压 器的相对位置应始终保持不变。当某一导条在开焊或 断条时，由于两变压器相连磁通明显减少，电压表读 数就减少。其线路图如下页所示。
开口变压器测量阻尼绕组开焊与 断条
事故产生原因（上）

1、连续启动。同步电机在启动时，阻尼绕组中因定 子旋转磁场的相对切割，产生很大电流，阻尼导条和 端环因受热而急剧膨胀，因启动时间短，热量不易散 出去，所以大型同步电机启动一次，阻尼绕组温度短 时间内能升高300摄氏度以上。在启动过程中，由于 阻尼绕组的阻尼导条两个方向膨胀量不一致而受很大 的温度应力。在多次连续启动后，不但定子温升高， 阻尼绕组往往因多次大电流冲击而温度过高，强度降 低。而且急剧膨胀会产生很大温度应力造成开焊合断 条。端环连接处因过热而接触破坏。
例6
委托单位：鞍钢炼铁厂 时间：2009.7.14 容量：220KW 型号：YKK450-4C 电压：10000V 生产厂：内蒙古博通有限责任公司 故障现象：匝间短路，导致对地绝缘破损，烧毁电机 故障处理：定子全卷 建议：加强匝间绝缘
交流电机转子故障
交流绕线式转子插入式线棒绝缘规范

１、电机长期过载，绝缘老化变质引起绝缘对地击穿 ２、输电线雷击过电压或操作过电压击穿绝缘 ３、同步电动机突然断开励磁线圈时产生高电压击穿 线圈的对地绝缘 ４、由于导电粉尘使爬电距离缩小产生对地击穿或闪 络 ５、通风沟垫片、指型齿压板开焊或铆钉松弛，铁心 叠压不紧，齿部颤动以及弯曲的齿压板刮磨线圈绝缘， 导致绕组接地故障 ６、同步电动机励磁线圈绝缘老化收缩，经常颤动， 在电机频繁启动、制动下使绝缘损伤对地击穿 ７、由于线圈短路烧焦绝缘，造成对地故障
5450-1 SDZ-14 5450-1 自粘性双玻璃丝包薄膜绕包扁铜线 4.5 单件 总计 材料 重量
1/2 迭包 1 层 1/2 迭包 1 层 1/2 迭包 9 层 1/2 迭包 1 层 1/2 迭包10 层 1/2 迭包 2 层 SBEMB-70/155
序号
代号
名称
wenku.baidu.com
数量
备注
高压电机接地故障

同步电机阻尼绕组开焊合阻尼端 环接触不良的征象




同步电机阻尼环开焊和端环接触不良时，会产生下列 征象： 1、在启动时同步电机产生振动和噪音，而这种振动 和噪音，在启动后即消失 2、启动时间延长，当断条数量较大或端环连接严重 不良时，启动困难，甚至启动不起来。 3、同步电机在启动过程中，在阻尼绕组的固定部位 （即断条处和接触不良处）可以看到放电火花，并随 电机一起转动。在启动结束后，电火花消失。
转子：无负荷侧：有一个磁极上的阻尼杆与阻尼环连接处全部 断裂，阻尼环甩开并严重变形，阻尼环之间的软联线也被甩开， 软联线“Ω”弯根部出现断裂现象，阻尼环在磁极铁心上的定 位圆柱销被磨变形。 负荷侧：阻尼环之间的软联线及附近被连接的阻尼环沿轴向内 侧弯曲变形。 三、具体修复工艺： 1、定子部分： 用清洗剂清洗电机定子绕组，用粉云母带包扎端部受损的对地 绝缘。整个定子绕组浸1040绝缘漆一次，重点在端部刮破绝缘 的绕组端部，并入烘炉干燥固化。
同步电机定子
定子线圈
鼠笼转子照片
绕线转子照片
隐极同步电机转子线圈
凸极同步电机转子线圈
高压交流定子绕组的基本绝缘结构：
同步电机故障处理实例
同步电机常见故障及处理实例

阻尼端环连接板与阻尼端环接触不良；阻尼条 沿轴向串动和阻尼条开焊、断裂；端环变形和 断裂；斜键松动；磁极线圈松动、接地和短路 故障；转子辐板断裂等。
类型

交流绕组 直流电枢绕组 短路绕组 磁极绕组
交流电机绕组分类


交流电机定子绕组（交流绕组） 1、高压电机定子绕组 2、低压电机定子绕组 交流电机转子绕组 1、同步电机磁极绕组（磁极绕组） 2、异步绕线型电机转子绕组（交流绕组） 3、笼型电机转子绕组（短路绕组）
。案例3
•2007.2.1交流电机大修实 例 委托单位：炼铁总厂（烧结） 容量800KW，额定电压 10000V，型号为 YKK63010（生产厂：鞍钢电气 有 限责任公司，工作方式 SI） 故障：定子绕组接地 故障原因： 由于定子线圈 绝缘老化，线圈接地而烧毁。 故障处理：定子全卷 建议：定期检修，发现绝缘 老化应及时处理或更新
20-30 A B C C 铁心长 B 25-30
端部绝缘
直线部分绝缘
端部绝缘
尺 A B C

故障处理意见：应在匝间加强绝缘
高压电机定子绕组匝间绝缘典型结构
3 2 1
排间绝缘 匝间绝缘 导线本身绝缘
序号
代号
名称
数量
材料
单件 总计 重量
备注

高压电机匝间绝缘故障比对地故障多的原因是 以往采取的匝间绝缘材料机械强度差、绝缘等 级低、工艺性不良等造成的。由于材质不良， 线圈在绕制、张型、烘压、嵌线等工艺过程中， 都会使匝间绝缘遭受损伤，造成了匝间绝缘是 线圈绝缘的薄弱环节。
事故产生原因（下）



2、启动太频繁。有些部门在使用同步机时，每班启动几次。同步 机在频繁的启动的运行方式下，阻尼条和端环经常热胀冷缩，容 易疲劳而产生断条、端环裂缝和焊接处开裂。端环连接处则因频 繁的大电流冲击而破坏接触面。所以同步电机频繁启动，是不合 理运行方式。 3、制造质量问题。在制造时，端环和导条没有焊好，焊料没有填 满全部缝隙，在启动时这些部位发热就严重，容易开裂。另外如 端环上的空的位置由偏差，在导条插入时就憋劲，在冷状态就使 导条有一个弯曲应力。在端环连接处，则由于接触面没有研好， 螺钉没有把紧，因此不是全面积接触。设计时选用的接触电流密 度太高，都是造成接触处放电长生火花的原因。 4、同步电机失磁运行时，由于同步电机失步，阻尼绕组中一直通 过大电流，也要造成阻尼绕组开焊和端环处接触的破坏。
北台钢厂2300KW交—交变频同步电 机
例1
北台钢厂2300KW交—交变频同步电机修复工艺 一、基本参数： 额定功率：2300/2645KW UN=1650/1650V IN=865/945A H=20/20Hz 2P=4 N=600/600r/min Uf=47/52V f=321/345A 工作 制：S9/S1 绝缘等级：F级 制造厂：上海电气集团上海电机有限 公司 二、损坏情况： 该电机于2008年6月30日18：00入厂， 2008年7月3日凌晨1：00修复完毕出厂。 经分解后发现该电机损坏情况为： 定子：无负荷侧绕组端部沿圆周对地绝缘被刮破，局部 出现“露铜”现象。线圈与线圈之间的绑绳也被刮断。 用兆欧表和直流电桥测试，证明匝间绝缘无破损现象。
高压交流电机匝间击穿故障 实例
例5

2007.年9月.14日交流电机大修实例 委托单位：鞍钢氧气厂 一台 功率： 300kw, 电压：10000V, 型号YKS830-4交流电机，（上海电 机厂生产）送电修厂维修。 故障现象: 匝间击穿，烧电机 故障原因：定子槽口处匝间短路匝间 绝缘有缺陷 故障处理：定子全卷
绝缘电阻的监视


电机绕组绝缘电阻的监视，也是保证电机安全运行的 重要条件。当绝缘电阻降低到允许值以下时，由于电 气性能降低，容易发生击穿、闪络和爬电等事故。对 于重要的电机，每班或每次停机检查和测量绝缘电阻， 绝缘电阻测量应不低于上式计算数值。 绝缘电阻值往往是波动的，受电机运行温度和空气相 对湿度的影响较大。如在停机较长时间后，由于绕组 温度下降和绝缘结构气孔和裂纹的吸潮，绝缘电阻往 往大幅度下降，但经过加热干燥后，绝缘电阻就很快 恢复。
案例4
2007.2.5交流电机大修实例鞍钢 委托单位：厚板厂泵房 容量420KW 额定电压：6000V 型号：FCT AC420 高压交流电机入厂维修 工作方式 SI 故障：定子绕组接地 故障原因：电机使用中维护不当， 定子线圈被水浸湿，使绝缘电阻 降低，导致线圈接地而烧毁。 运行状态：正常运行 故障处理：定子全卷 建议：定期检测绝缘电阻


当绝缘电阻经常波动，其趋势是越来越低，即 使加热干燥也难于恢复时，其原因是绝缘表面 受碳粉、油雾等污染。遇到这种情况，必须清 扫和擦洗绕组表面，如清扫和加热干燥仍不起 作用时，则应考虑用清洗剂清洗。 为了保持电机有较高的绝缘电阻，电机内部必 须定时吹风清扫，过滤器滤料须及时更换。在 电机较长时间停机时，则应使加热器通电加热， 以防止绝缘电阻下降。
关于绝缘电阻

电动机放置高湿度的空气中、停止时间较长或周围温 度剧变时，因绝缘物的吸湿将使电气特性下降。此外， 绝缘物表面所附着的水分或绝缘物的污损也会使绝缘 电阻下降。因此，定期点检或分解设备，以及长时间 停用的电动机在使用前，必须以兆欧表测定绝缘电阻。 通常在测定低电压电动机时使用500V兆欧表，而高 电压电动机则使用1000V及以上相应等级的兆欧表。 绝缘电阻应不小于：额定电压(Ｖ)／［1000+0.01× 额定容量(kW)］MΩ，最小值为0.5 MΩ