高壓電機(jī)繞組接地故障的分析與處理

黃聰

（廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510730）

惠州LNG發(fā)電廠供熱爐引風(fēng)機(jī)電機(jī) (西瑪電機(jī)，型號(hào) yyk4001-6，185KW，6000V，23.5A，990r/min，y 接)，具有高效、節(jié)能、噪音低、振動(dòng)小、重量輕、性能可靠、安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。從投入運(yùn)行以來一直運(yùn)行正常,但在去年12月份，電機(jī)在運(yùn)行中保護(hù)動(dòng)作，監(jiān)控顯示電機(jī)定子繞組接地信號(hào)出現(xiàn),經(jīng)初步搖表測(cè)量電纜及電機(jī)絕緣，發(fā)現(xiàn)存在接地現(xiàn)象,我們接到通知后，對(duì)電機(jī)接線盒內(nèi)解開電纜接頭,分別對(duì)電纜和電機(jī)用2500V兆歐表進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得電機(jī)對(duì)地絕緣為0.5MΩ,電纜為3500MΩ,故可判斷出為電機(jī)定子繞組接地。

一、我們知道電機(jī)繞組接地故障無外乎有以下幾種情況：

1、電機(jī)長(zhǎng)期過載，絕緣老化變質(zhì)引起絕緣對(duì)地?fù)舸?/p>

2、電線雷擊過電壓或操作過電壓擊穿絕緣；

3、同步電動(dòng)機(jī)突然斷開勵(lì)磁線圈時(shí)，產(chǎn)生高電壓擊穿線圈的對(duì)地絕緣；

4、由于導(dǎo)電粉塵使爬電距離縮小，產(chǎn)生對(duì)地?fù)舸┗蜷W絡(luò)；

5、通風(fēng)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(dòng)以及彎曲的齒壓板刮磨線圈絕緣，導(dǎo)致繞組接地故障；

6、異步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈絕緣老化收縮，經(jīng)常顫動(dòng)，在電機(jī)頻繁啟、制動(dòng)下使絕緣損傷對(duì)地?fù)舸?/p>

7、由于線圈短路燒焦絕緣，造成對(duì)地故障。

二、基于以上可能產(chǎn)生的故障原因，我們可以采取以下幾種方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行解體檢查，確認(rèn)故障的位置：

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

2、萬用表檢查法。用萬用表低阻檔對(duì)電機(jī)繞組進(jìn)行檢查，當(dāng)讀數(shù)很小時(shí)，則為認(rèn)為接地。

3、兆歐表法。根據(jù)不同的等級(jí)選用不同的兆歐表測(cè)量每組電阻的絕緣電阻，若讀數(shù)為零，則表示該項(xiàng)繞組接地，但對(duì)電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定，一般說來指針在"0"處搖擺不定時(shí)，可認(rèn)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(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸Ｈ魺舨涣粒珳y(cè)試棒接地 時(shí)也出現(xiàn)火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴(yán)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?xí)r，說明電流時(shí)通時(shí)斷，則該處就是接地點(diǎn)。

5、電流穿燒法。用一臺(tái)調(diào)壓變壓器，接上電源后，接地點(diǎn)很快發(fā)熱，絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍，時(shí)間不超過半分鐘；大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流，到接地點(diǎn)剛冒煙時(shí)立即斷電。

6、分組淘汰法。對(duì)于接地點(diǎn)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(diǎn)。

7、電流定向法。將故障相首末端并聯(lián)加直流電壓,可用6-12V蓄電池并串聯(lián)可調(diào)電阻,電流控制在5A以內(nèi),將小磁針逐槽移動(dòng),磁針改變方向處即為接地點(diǎn)所在的槽。再將磁針沿該槽軸向移動(dòng),磁針在故障點(diǎn)處會(huì)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(diǎn)。

三、根據(jù)經(jīng)驗(yàn),發(fā)生繞組接地點(diǎn)都在槽口或端部,甚少發(fā)生在槽中,因?yàn)槎瞬渴且粋€(gè)絕緣薄弱點(diǎn),這是因?yàn)殡S著電機(jī)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(yùn)行中繞組端部將會(huì)產(chǎn)生較大的諧振振幅,且以繞組端部整體模態(tài)頻率接近100Hz、振幅為橢圓時(shí)最為嚴(yán)重。近年來,大型電機(jī)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(nèi)緊固件松動(dòng)和線棒絕緣磨損的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

四、對(duì)于接地故障的處理方法，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)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(diǎn)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(dòng)機(jī)(定子)放進(jìn)電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱進(jìn)行加熱,使絕緣軟化;用硬木做成的打板對(duì)繞組端部進(jìn)行整形處理。整形時(shí),注意用力要適當(dāng),以免損壞繞組的絕緣;在故障處包扎新的同等級(jí)的絕緣材料,再涂刷一些絕緣漆,并進(jìn)行干燥處理。

2、如果接地點(diǎn)在槽口附近的地方,而且沒有嚴(yán)重?zé)齻麜r(shí),便可按下列方法進(jìn)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(diǎn)撬開,使導(dǎo)線與鐵芯之間產(chǎn)生間隙,將接地或燒焦部分的絕緣清理干凈,再將以電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)相同的絕緣材料(E級(jí)電動(dòng)機(jī)可用0.3mm厚的環(huán)氧酚醛玻璃布板3240,B級(jí)電動(dòng)機(jī)可用天然云母板等)剪成適當(dāng)?shù)某叽绮迦虢拥靥幍蔫F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(duì)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(xì)拆出繞組重加絕緣,刷上絕緣漆,再將繞組嵌入槽內(nèi)。

本次發(fā)現(xiàn)的故障出現(xiàn)在電機(jī)槽口,故采用第二種方法進(jìn)行處理,由于電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,絕緣保護(hù)層較硬,進(jìn)行清理處理完后，用壓縮空氣吹干凈定子,并對(duì)電機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)電氣試驗(yàn),合格后進(jìn)行電機(jī)組裝，完畢后聯(lián)系運(yùn)行人員進(jìn)行電機(jī)空載試運(yùn)行，所測(cè)數(shù)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(jī)正式移交運(yùn)行人員。

五、高壓電機(jī)定子繞組出現(xiàn)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(shí)候更常見,對(duì)于繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干，當(dāng)冷卻到60-70℃左右時(shí)，澆上絕緣漆后再烘干。在日常維修中，我們除了對(duì)開啟式電機(jī)在定子膛內(nèi)加裝一對(duì)遠(yuǎn)紅外線加熱板，利用熱氣驅(qū)走濕氣外,還應(yīng)在大修時(shí)對(duì)槽口處絕緣進(jìn)行詳細(xì)檢查,防患于未然。

[1]電動(dòng)機(jī)常見故障檢修.機(jī)械工業(yè)出版社,2003.01.

[2]電動(dòng)機(jī)維修實(shí)訓(xùn).高等教育出版社,2003,5.