高壓電機繞組接地故障的分析與處理

黃聰

（廣東粵華發電有限責任公司，廣東 廣州 510730）

惠州LNG發電廠供熱爐引風機電機 (西瑪電機，型號 yyk4001-6，185KW，6000V，23.5A，990r/min，y 接)，具有高效、節能、噪音低、振動小、重量輕、性能可靠、安裝維修方便等優點。從投入運行以來一直運行正常,但在去年12月份，電機在運行中保護動作，監控顯示電機定子繞組接地信號出現,經初步搖表測量電纜及電機絕緣，發現存在接地現象,我們接到通知后，對電機接線盒內解開電纜接頭,分別對電纜和電機用2500V兆歐表進行測量,測得電機對地絕緣為0.5MΩ,電纜為3500MΩ,故可判斷出為電機定子繞組接地。

一、我們知道電機繞組接地故障無外乎有以下幾種情況：

1、電機長期過載，絕緣老化變質引起絕緣對地擊穿；

2、電線雷擊過電壓或操作過電壓擊穿絕緣；

3、同步電動機突然斷開勵磁線圈時，產生高電壓擊穿線圈的對地絕緣；

4、由于導電粉塵使爬電距離縮小，產生對地擊穿或閃絡；

5、通風溝墊片，指形齒壓板開焊或鉚釘松弛，鐵心疊壓不緊，齒部顫動以及彎曲的齒壓板刮磨線圈絕緣，導致繞組接地故障；

6、異步電動機勵磁線圈絕緣老化收縮，經常顫動，在電機頻繁啟、制動下使絕緣損傷對地擊穿；

7、由于線圈短路燒焦絕緣，造成對地故障。

二、基于以上可能產生的故障原因，我們可以采取以下幾種方法對電機進行解體檢查，確認故障的位置：

1、觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點。

2、萬用表檢查法。用萬用表低阻檔對電機繞組進行檢查，當讀數很小時，則為認為接地。

3、兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻，若讀數為零，則表示該項繞組接地，但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據經驗判定，一般說來指針在"0"處搖擺不定時，可認為其具有一定的電阻值。

4、試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發現某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮，但測試棒接地 時也出現火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲，敲到某一處等一滅一亮時，說明電流時通時斷，則該處就是接地點。

5、電流穿燒法。用一臺調壓變壓器，接上電源后，接地點很快發熱，絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍，時間不超過半分鐘；大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流，到接地點剛冒煙時立即斷電。

6、分組淘汰法。對于接地點在鐵芯心里面且燒灼比較厲害，燒損 的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半，依此類推，最后找出接地點。

7、電流定向法。將故障相首末端并聯加直流電壓,可用6-12V蓄電池并串聯可調電阻,電流控制在5A以內,將小磁針逐槽移動,磁針改變方向處即為接地點所在的槽。再將磁針沿該槽軸向移動,磁針在故障點處會改變指向。如果有條件的話,我們還可采用電流燒穿法或者電壓降法去尋找接地點。

三、根據經驗,發生繞組接地點都在槽口或端部,甚少發生在槽中,因為端部是一個絕緣薄弱點,這是因為隨著電機容量的增加,定子繞組端部受到的兩倍頻電磁力隨之增大,如果定子繞組端部的固有頻率接近100Hz,在運行中繞組端部將會產生較大的諧振振幅,且以繞組端部整體模態頻率接近100Hz、振幅為橢圓時最為嚴重。近年來,大型電機由于定子繞組端部諧振或其他原因,綁繩、支架固定螺栓、槽內緊固件松動和線棒絕緣磨損的現象時有發生。

四、對于接地故障的處理方法，應根據產生接地的具體位置，采取不同的處理手段，其中包括以下方法：

1、如果接地故障點在定子繞組端部,修理的方法如下:先把損壞的絕緣物刮掉并清理干凈;將電動機(定子)放進電熱鼓風恒溫干燥箱進行加熱,使絕緣軟化;用硬木做成的打板對繞組端部進行整形處理。整形時,注意用力要適當,以免損壞繞組的絕緣;在故障處包扎新的同等級的絕緣材料,再涂刷一些絕緣漆,并進行干燥處理。

2、如果接地點在槽口附近的地方,而且沒有嚴重燒傷時,便可按下列方法進行處理:在接地的繞組中,通入低壓電流加熱,將繞組加熱到130℃左右,使繞組軟化后打出槽楔,用竹片撬開接地處的絕緣,用劃線板把槽口的接地點撬開,使導線與鐵芯之間產生間隙,將接地或燒焦部分的絕緣清理干凈,再將以電動機絕緣等級相同的絕緣材料(E級電動機可用0.3mm厚的環氧酚醛玻璃布板3240,B級電動機可用天然云母板等)剪成適當的尺寸插入接地處的鐵心與繞組之間,再用小錘子輕輕地將其打入,在接地位置墊絕緣以后,再將絕緣紙對折起來,最后打入槽楔并涂以絕緣漆.若繞組引線絕緣損壞,可換上新絕緣套管或者用絕緣布包扎.若槽絕緣損壞,也可將繞組加熱軟化,趁熱抽出槽楔,仔細拆出繞組重加絕緣,刷上絕緣漆,再將繞組嵌入槽內。

本次發現的故障出現在電機槽口,故采用第二種方法進行處理,由于電機長時間運行,絕緣保護層較硬,進行清理處理完后，用壓縮空氣吹干凈定子,并對電機進行各項電氣試驗,合格后進行電機組裝，完畢后聯系運行人員進行電機空載試運行，所測數值與處理前相比,無明顯的變化,證明這次檢修是成功的，電機正式移交運行人員。

五、高壓電機定子繞組出現絕緣偏低或接地這種情況,在電廠中比較多見,特別是潮濕天氣的時候更常見,對于繞組受潮引起接地的應先進行烘干，當冷卻到60-70℃左右時，澆上絕緣漆后再烘干。在日常維修中，我們除了對開啟式電機在定子膛內加裝一對遠紅外線加熱板，利用熱氣驅走濕氣外,還應在大修時對槽口處絕緣進行詳細檢查,防患于未然。

[1]電動機常見故障檢修.機械工業出版社,2003.01.

[2]電動機維修實訓.高等教育出版社,2003,5.