三相交流高压异步电动机的故障分析及处理

张修金

摘要：结合多年来对三相交流高压异步电动机日常运行、维护、检修以及事故抢修等情况，并结合实际工作经验，对电动机的常见故障原因进行了深入的分析，同时针对现场的实际状况提出基本的预防措施。

关键词：高压异步电动机;常见故障;原因分析;预防措施

高压异步电动机具有功率大，结构简单，运行效率高、运行可靠，维护方便、承受冲击能力强等优点，因此，在钢铁冶金行业广泛用于轧钢机、磨煤机、鼓风机、水泵、引风机等重要设备。三相交流高压异步电动机在运行中一旦出现异常或发生事故，运维人员应迅速地正确判断故障性质和原因，并采取有效措施及时处理，以防止事故扩大造成不可挽回的经济损失。

1  三相交流高压异步电动机的故障分类

三相交流高压异步电动机的故障可分为电气故障和机械故障。电气方面的故障主要是绕组接地、短路、开路、接触不良、鼠笼断条、绕组电晕放电等;机械方面的故障主要是振动、轴承过热、转子扫膛、运转声音异常等。

2  定子绕组故障

2.1  故障原因分析：（1）带负荷频繁启停或启动时间过长，会导致定子绝缘老化故障损坏;（2）定子端部线圈绑扎不牢固或绑带老化，定子绕组端部连接线焊接不好、机械强度不够，在线槽中发生振动与定子铁芯摩擦发生连线磨损断裂损坏;（3）定子绕组长期过负荷运行而发热，造成绝缘老化，绕组端部绝缘脱落，造成绝缘击穿短路或接地短路，甚至可能烧毁高压异步电动机;（4）定子绕组表面积灰，吸附空气水分，造成绝缘下降，致使绕组局部放电短路损坏;（5）由于制造工艺不良，加上经频繁启动加速线圈在铁芯槽内剧烈振动，导致运行中定子槽楔松动或脱落，槽楔松动是高压异步电动机普遍存在的问题。

2.2   预防措施：

（1）坚持停机必检、停机必查的原则，检查定子绕组上的积灰、积油情况，并进行清理;（2）坚持日常点检和专业周期检查相结合的制度，通过测温度、闻气味、听声音、测振动等手段来判断内部有无转子摩擦槽楔，或定转子互相摩擦现象;（3）坚持高压异步电动机定期预防性试验，对新安装和大修后的高压异步电动机利用机组定期小修时机进行耐压和直阻测量试验，以便及时判断绕组绝缘老化程度，进一步估算其使用寿命;（4）大修时利用人工敲击槽楔的方法，可以快速直接地检查出松动比较厉害的槽楔;同时利用仪器“脉冲锤敲击法”，则可以准确地检查出槽楔的松动程度，还可以弥补“人工敲击法”不易查出的松动较轻的槽楔。

3 电动机转子故障

3.1故障原因分析：（1）由于大容量电动机频繁启停，以及受启动大电流长期作用，以及材质和焊接不合格，造成部分转子鼠笼条松动斷裂、端部短路环断裂或鼠笼条开焊，导致产生振动发热损坏电机;（2）由于产品质量原因，运行中转子铁芯出现松动变型造成扫膛和振动，导致转子故障;（3）运行中定子部分槽楔有松动断裂脱落，导致定转子摩擦，造成转子损坏。

3.2预防措施：（1）根据检修周期定期解体检修发现鼠笼条断裂或开焊，应当立即用银铜焊条对其进行补焊或更换，如果端部短路环断裂，则应当更换;（2）要加强点检和设备巡查相结合的办法，通过测温度、闻气味，听声音，测振动以及观察高压异步电动机运行电流等方式，及时掌握设备的运行状况，判断电机有无受损;（3）制程系统方面要进行不断优化，要尽量减少高压异步电动机的启动次数，防止大的启动电流对转子鼠笼条的冲击，造成使用寿命缩短。

4 电动机瓷瓶故障

4.1故障原因分析：（1）接线柱压接不紧或瓷瓶受伤，造成瓷瓶炸裂;（2）电动机结合面密封条老化破损，密封不严，导致水汽、粉尘等异物进入电机内部造成瓷瓶和接线端子严重污秽受潮，出现放电拉弧，多次放电，直至瓷瓶炸裂。

4.2预防措施：（1）经常利用停机时间，检查接线柱压紧螺丝是否松动，并擦拭瓷瓶和接线柱上的所有污秽，使其瓷瓶和接线柱保持清洁，清除发生闪络的诱发因素;（2）向瓷瓶上喷洒带电清洗剂，进行清洗，时间控制在30 min 左右，绝缘可提高1～ 4 倍;（3）对室外高压异步电动机外壳缝隙全部涂抹密封胶，防止水汽、粉尘等异物进入电机内部;（4）可以对接线盒进行全绝缘改造，降低故障发生率。

5  定子线圈电晕故障

5.1故障原因分析：（1）线圈端部异相、同相以及调节线之间产生电晕;，电晕容易出现;（2）线圈和固定件间以及线圈端部异相之间有间隙的存在，存在着电位差;（3）线圈导体截面的棱角处，成型时，胶被挤走，变成绝缘的薄弱环节;（4）主绝缘的层间没有良好粘合，有气隙存在的时候;（5）线圈和铁心槽壁间，存在着一定气隙;（6）线圈出槽口地方，电场高度集中;。

5.2 预防措施：（1）线圈端部异相、同相以及调节线之间，通过浸漆进行干燥处理，把间隙填塞，使间隙电晕得以消除;（2）适当加大导线圆角半径，同时改进主绝缘和导线的结合，进而除去结合面气隙;（3）依靠很好的成型工艺以及良好的云母带，保证无气隙的整体绝缘得以实现;（4）保证工艺和材料的可靠性得到严格控制，保证绝缘内部的整体性，以免内部发生电晕放电;（5）在铁心槽里喷低阻漆;增强线圈端部的固定，以防线圈在槽中和端部的振动;在线圈表面，进行低电阻半导体材料的包扎或者涂刷;（6）利用二级防晕，在线圈直线部位的低阻层外面，在端部和槽外进行高阻层的搭接。

6 电动机冷却器故障

6.1 故障原因分析：（1）冷却器管内部有腐蚀和堵塞，影响冷却效率，造成电动机内部温度升高，内部绝缘材料老化;（2）冷却器水管材质质量不合格，导致冷却器腐蚀漏水，严重时直接造成电动机短路损坏，或电机定子绕组绝缘下降。

6.2预防措施：（1）电动机运行中注意对冷却器水温、风温巡检，严密监测高压异步电动机本体温升。冷却器检查纳入定期维护项目，每年利用停备机会检查清理一次;（2）对冷却器管束内壁做无损探伤，发现管束内壁存在腐蚀情况的及时更换检修;（3）定期停机按照冷却器最高设计压力进行水压试验，试验合格后，方可回装使用;（4）停机检修，结合日常巡检和点检情况综合判断后，可以将电动机返厂做真空浸漆处理进行绝缘修复，同时将冷却器水管更换为耐腐蚀性的不锈钢冷却水管。

7 电动机的轴承故障

7.1 故障原因分析：（1）轴承本身的质量或长期磨损，造成轴承间隙变大;（2）轴承安装不正确，公差配合不当，致使轴承内圈与轴配合太松或太紧，造成轴颈磨损轴承毁坏;（3）润滑脂添加不合适，润滑脂添加太多，润滑脂洁净度不够，添加时带入灰尘。以及使用润滑油选择不当，性能不满足设备运行环境，导致轴承发热磨损;（4）电动机安装时，机壳或基础强度低，安装基础面倾斜、不平，固定不稳或地脚螺丝松动，致使电动机振动超标，而导致轴承损坏;（5）联轴器变形、松动或安装不合适，引起轴承振动损坏;

7.2预防措施：（1）强化安装、维修过程的控制，注意对设备备件上线前的检查，特别是轴承本身质量及安装维修工艺控制，确保安装尺寸的检查测量在技术要求范围;（2）控制好设备运行过程中的点检，测温、测振、听声音、闻气味要履行到位，注意对润滑脂的检查，定期检修、维护，并按照规定及时补充润滑脂;（3）检修时严格按照检修技术文件执行，做好过程管控，防止异物进入润滑脂，严禁使用铁锤直接敲打轴承和砸联轴器，或使用变形的联轴器。

8  电动机机械振动故障

8.1  故障原因分析：（1）机械不平衡，转轴弯曲，滑环变形;（2）定转子气隙不均匀度超标;（3）定、轉子铁心磁中心不一致;（4）轴承故障（如磨损超限、润滑不良、变形、配合精度不够）;（5）机械机构强度不够;（6）基础安装不良，强度不够，共振，地脚螺栓松动等;（7）连接不良，电机中心不准;（8）联轴器不平衡，负载机械不平衡，系统共振等。

8.2   预防措施：（1）检查转轴是否弯曲，若发现转轴弯曲变形，可以采用冷态矫轴法、热态矫轴法;（2）检查轴承，将轴承清洗后，测量径向间隙，其间隙大小不应超过规定，检查轴承滚珠或滚柱是否有裂纹，保持架是否松动磨损，装配过程中要注意轴承与轴配合的精度，特别要保证定、转子的气隙均匀;（3）检查电动机基础水平面、倾斜度和基础强度。检查转子驱动端靠背轮中心是否找正，联轴器本身是否平衡，连接间隙是否均匀、正确。联轴器的张口是否正确等。一般应是下张口，即联轴器下部的轴向间隙比其上部的轴向间隙要大些。

8.结语

通过对我公司多年电机设备维护、维修实际经验总结，根据自己多年的工作经验，仅对高压电动机常见故障查找及预防进行分析。在实际工作中，有些故障还需进行综合分析，才能准确、可靠地找出故障原因，提出较完善的处理方法，确保电动机的安全运行。

参考文献：

[1]赵家礼等编著.三相高压交流电动机修理[M].北京：机械工业出版社，2010.5.

[2]翟少华等编著.实用电动机修理手册[M].北京：中国民航出版社，1996.9.

[3]徐文媛主编.电动机修理自学通[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]赵家礼主编.高压交流电动机检修技术问答[M].北京：化学工业出版社，2008.1.