高壓電動機引出線故障原因分析及處理對策

孫光臨

(華電國際鄒縣發電廠，山東 濟寧 273522)

高壓電動機引出線故障原因分析及處理對策

孫光臨

(華電國際鄒縣發電廠，山東 濟寧 273522)

從操作過電壓、電暈腐蝕、制造缺陷、頻繁啟動、絕緣老化5個方面分析總結了高壓電動機引出線故障原因，結合3起近幾年來發生的高壓電動機引出線故障案例，提出相應的防范措施與對策，為高壓電動機類似故障的處理提供參考。

高壓電動機；引出線故障；原因；線圈絕緣；處理

0 引言

電廠高壓電動機數量多、工作環境惡劣，自身質量、維護不及時等導致的損壞現象時有發生，其中，因振動磨損、電暈腐蝕、過壓過熱、材質老化等原因導致的引出線故障尤為突出，影響了機組安全運行的可靠性。所以，對高壓電動機的科學合理使用以及正確檢修、監測與維護顯得至關重要。

1 高壓電動機引出線故障原因

1.1 操作過電壓對線圈絕緣的損壞

開關斷開時會在電動機的電感與電動機線圈的對地電容所構成的回路中產生高頻振蕩，從而產生過電壓，這個電壓的峰值可達到額定電壓的3～4倍。對于啟動頻繁的電動機，開停次數越多，形成的過電壓對線圈沖擊次數就越多，因此電動機的絕緣既要受到電動力的沖擊，又要受到操作過電壓的作用。線圈的主絕緣和匝間絕緣往往能承受運行電壓和試驗電壓的作用，卻會因承受不了操作過電壓的作用而燒壞。

1.2 電暈腐蝕對線圈絕緣的損壞

電動機運行中，線圈絕緣承受著較高的電場強度，如果絕緣表面防暈層與定子鐵芯接觸不良，線圈在槽內發生振動，就會磨損絕緣表面防暈層。此時，絕緣表面對鐵芯就有較高的電位，在磨損部位產生電暈放電，造成局部瞬時高溫，將線圈主絕緣及其他附屬絕緣材料燒焦。電暈放電還能產生破壞力較強的化學反應，嚴重腐蝕絕緣和線圈導線，所以內腐蝕嚴重的部位都集有大量綠色粉末。另外，繞組端部防暈處理不好，會造成電容電流過大，引起定子端部繞組發熱，加速端部繞組絕緣熱老化腐蝕。

1.3 電動機的制造質量、工藝、絕緣強度等存在局部缺陷

電動機本身存在先天性缺陷。制造廠家制造工藝不良，主絕緣及匝間絕緣中存在潛伏性的薄弱點。早期電動機定子引出線設計多為多股軟銅線，與接線鼻子通過焊接連接，導電面積較小，當電動機大負荷啟動或運行時電流過大，就會引起引出線過熱脫焊，導致發生故障。

1.4 電動機頻繁啟動

頻繁啟動也是造成電動機定子絕緣損壞的一個重要原因。啟動鼠籠型轉子的電動機時，啟動電流一般是額定電流的5～7倍，電動機繞組各部位將承受很大的電動力的沖擊。因此，頻繁啟動電動機必然導致電動機線圈中的導線蠕動，出現松動、磨損或發生電腐蝕，導致絕緣脆化、端部連線及三相引出線絕緣發生龜裂等現象。班組在以往的檢修中往往只注意電動機機械部分的處理，對繞組絕緣的狀況只注重表面的觀察，發現龜裂老化等現象未進行深層次的處理。

在以往的電氣測試方面，雖然高壓試驗、耐壓、三相直流電阻平衡以及絕緣合格，但由于電動機的中性點都是內封的，外觀上線間的絕緣薄弱點并未明顯暴露出來；同時，在檢查中對繞組連線、三相引出線的龜裂也沒有予以足夠的重視。

1.5 超時服役電動機線圈老化

由于電動機投運時間較長，其線圈長時間受到化學、熱變形、電動力和機械力的作用，絕緣性能逐漸降低；加上電動機工作環境惡劣，啟動頻繁，經常會出現因絕緣不良而造成燒壞的現象。每到雨季，就會出現部分電動機只要停運就受潮的現象。在空氣濕度較大的情況下，局部性缺陷發展成為貫穿性缺陷，絕緣電阻便大幅度降低。通過對所有損壞的電動機進行解體檢查，發現電動機燒毀的位置大多數為線圈的端部(引出線側)，從燒壞的情況來看，部分是匝間短路引起的，部分是端部引出線短路造成的。我們對匝間和端部引出線進行了解剖，發現端部引出線固定不牢，且多數絕緣包纏不緊，這樣，電動機在運行中由于受到電磁力的作用，特別是在啟動時，電磁力較大，再加上運行中的振動，端部引出線及線圈端部匝間絕緣就會相互摩擦，時間一長，絕緣損壞必然造成匝間短路或單相接地故障，最終將電動機燒毀。

2 故障案例及現場處理

2.1 故障案例1

2007年3月，機組增負荷啟動#7爐F磨煤機時跳閘，檢查10 kV開關室發現“零序過流”報警發出，測量電動機三相對地絕緣均為150 MΩ，相間絕緣為0 MΩ。

現場檢查#7爐F磨煤機電動機就地電纜，發現接線盒內A相電纜接線鼻子損壞。分析為電動機A相電纜接線鼻子因廠家制造工藝質量問題，造成壓接不良，電動機啟動時產生放電使“零序過流”保護動作跳閘。對#7爐F磨電動機引出線接線鼻子重新壓接焊接，增大接線鼻子截面，并將錫焊改為銀焊。

2.2 故障案例2

2010年5月12日，#1機組CRT內發出6 kV Ⅰ段接地信號，#1爐丙排粉機跳閘。就地檢查#1爐丙排粉機電動機冒煙，過流Ⅰ、Ⅱ段保護動作，#1爐丙排粉機電動機停電測絕緣(三相相間、對地絕緣均為0 MΩ)。

電動機解體后發現定子靠近負荷側有3×1 cm的溝槽，轉子靠近負荷側約有一半掃膛痕跡。經分析電動機為老敞開式電動機，現場溫度高，對電動機絕緣影響較大；同時因在電動機絕緣升級改造時廠家工藝不良，鐵芯壓接不實，在運行中因振動導致鐵芯松動、脫落，線棒在線槽內被鐵芯不斷摩擦后絕緣損壞，而發生相間短路。

2.3 故障案例3

2011年8月3日，#3機組負荷224 MW，“6 kV Ⅰ段母線接地”、“錄波器啟動”光字牌報警，甲吸風機故障跳閘，RB保護動作，甲送風機、丙制粉系統聯跳正常。就地檢查甲吸風機保護面板“接地保護”動作信號報警，測量甲吸風機電動機絕緣不合格(2 MΩ)。

檢查甲吸風機電動機內部C相引出線穿孔處有明顯放電痕跡。分析為#3爐甲吸風機電動機引出線在大修中加裝了絕緣熱縮套管，由于引出線穿孔處環氧樹脂板開孔過小(直徑與電動機引出線直徑相當)，絕緣熱縮套管加裝過程中在穿孔處出現破損，未起到應有的防護作用。電動機引出線絕緣在穿孔處因振動磨損，絕緣性能降低，接地保護動作跳閘。

在機組小修中將電動機端部至接線盒間引出線全更換為耐油、耐高溫、耐老化的硅橡膠絕緣引出線，型號為JGG1×70，10 kV、180 ℃、F級絕緣。定子端部引出線與接線盒內引出線鼻子全部新加工制作，采用45%銀釬焊工藝進行焊接。測量定子繞組直流電阻合格后進行絕緣包扎，先半疊包20層云母帶絕緣，再半疊包10層玻璃絲帶，外涂環氧樹脂后，用10 kV絕緣熱縮管將整根引出線進行熱縮來加強絕緣。對電動機引出線絕緣使用云母帶進行包扎處理，并重新加裝絕緣熱縮套管，送電正常運行。

3 結語

綜上所述，總結發現高壓電動機電氣故障損壞原因集中表現為電動機定子線圈接地、線間短路、匝間短路、引出線老化破損、連線燒斷、端環綁線固定不牢松動磨損線圈。因此，在機組大小修中應重點檢查以下方面：

(1) 提高設備絕緣性能。特別是對那些產生電暈現象的電動機，對電動機定子線圈絕緣表面涂刷非線性半導體漆(直線部分涂刷低電阻率半導體漆，端部涂刷一層高阻漆)，這種漆的電阻率會隨電場強度升高而降低，因而可使電場畸變處的電位分布均勻，防止電暈發生，從而保護了電動機的絕緣，確保了電動機的安全穩定運行。

(2) 檢查繞組各接頭處是否有過熱變色。對電動機的引出線，要檢查是否存在過熱老化、結露現象，是否在機座的棱角處有磨損或壓痕，如發現異常應及時處理。

(3) 對電動機引出線加裝絕緣熱縮套管。對定子老化的引出線部位要浸環氧樹脂漆，在三相引出線上加裝絕緣熱縮套管，對更換后的引出線或端部連線要進行加固處理。

(4) 加強設備預防性試驗。電動機絕緣隱患僅憑觀察是難以發現的，要借助于電氣試驗才能發現問題。對發現的異常要及時采取相應措施進行處理，從而降低故障發生率。

[1]閻治安，崔新藝，蘇少平.電動機學[M].第2版.西安：西安交通大學出版社，2006

[2]章恩科.高壓電動機定子繞組絕緣故障的處理分析[J].電工電氣，2012(10)

2014-06-03

孫光臨(1984—)，男，山東煙臺人，助理工程師，研究方向：高壓電動機檢修。