高壓電動機故障分析及處理

賈振虹

摘 要：隨著現代煉化企業的發展和壯大，煉化裝置的生產處理容量也日趨增大，高壓電動機在現代煉化企業的裝置中，電力動力供給也日益增多。高壓電動機的日常維護及故障處理成為電氣巡檢維護人員日常工作中面臨的一個重要課題。特別是作為專業技術人員更要對高壓電動機的故障分析及處理起到積極作用，故就日常高壓電動機故障分析及處理，筆者總結如下心得及經驗。

關鍵詞：高壓電動機；故障；分析；處理

中圖分類號： TM343 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-196-2

1 概述

蘭州石化公司是西部最大的綜合煉化公司，是包含煉油、化工、工程建設、檢修保運及礦區服務的大型綜合企業，是中國西部重要的煉化生產基地。公司屬地區域分為煉油區和化工區兩部分，煉油區屬地區域包含煉油廠、助劑廠、催化劑廠、動力廠等多家二級單位，包含包括300萬噸重，500萬常減壓、550萬常減壓等百余套裝置、泵房。共包含電動機7200多臺，高壓機270余臺。設備維修公司電氣車間作為煉油區唯一的電氣保運車間承擔著巨大的保運任務。高壓電動機的裝置處于重要位置，所以對電氣維護人員的檢修維護水平要求更高。作為維護人員就要對高壓機的工作原理、結構，故障類型做進一步了解，高壓電動機的故障頻次作為首要任務。高壓電動機結構復雜，它自身結構的每一部分故障都會對給高壓電動機的正常運行帶來波動，嚴重故障能夠直接導致高壓電動機不能正常運行。所以，對高壓電動機故障原因的正確判斷和正確分析對我們的日常維護、檢修工作至關重要。

2 常見故障及處理方法

2.1 高壓電動機軸電壓的產生、危害及防范措施

高壓電動機一般容量較大，其體積就大，在制造中容易出現磁路不平衡的情況，如硅鋼片磁化特性的差異，氣隙的不均勻等。另外，定子繞組的不平衡，三相電源的不平衡，勵磁繞組的匝間短路，異步電動機的轉子斷條等。這些都能使電動機的定子鐵芯產生沿鐵芯周圍的交變磁場，從而在電動機的轉軸上出現感應交流電壓，這就是軸電壓。

軸電壓到達一定值時可擊穿軸承的油膜，并通過端蓋機殼或軸承座與基礎形成回路產生軸電流。軸電流會引起軸瓦和軸頸或軸承的滾子與滾道產生點狀灼傷，嚴重時甚至破壞軸承的正常運轉。

為阻斷電流的回路，對采用軸承座的電動機，通常在反負荷端的軸承座下加絕緣墊，軸對承的固定螺絲也帶上絕緣套管。

在采用端蓋軸承的電動機中，如使用滑動軸承，則在軸瓦與瓦座之間放置絕緣墊；如果使用的是滾動軸承，則在軸承套上做一個絕緣隔斷，軸承套的固定螺絲也要帶上絕緣套管。另外就是直接使用帶絕緣的軸承，不過造價較高。

2.2 高壓電動機運行時振動大的常見原因

電動機的振動，尤其是高轉速電動機的振動超過標準限值，將對電動機的正常運行產生影響，甚至損壞電動機，造成機組非正常停車從而影響生產。使用頻譜儀或振動測試儀測量電動機的振動值及振動頻率，并對測量數據進行分析，可以診斷出引起電動機振動的原因。針對振動產生的原因對電動機進行檢修，可以減少檢修的盲目性，在最短的時間內完成檢修，使電動機恢復正常。

電動機產生振動的根源有電磁振動和機械振動，電磁振動是電動機固有的振動，在此不作考慮，電動機的機械振動是會隨電動機的運行產生變化并檢修可以消除的振動，故在此主要分析電動機的機械振動。

產生電動機本體機械振動的主要原因分兩大部分，即電動機的轉子部分、電動轉子的支撐部分。電動機轉子引起振動的原因有轉子鐵芯的變形、轉子軸彎曲、轉子軸承擋與轉子鐵芯外圓的同心度超標、轉子軸承擋磨損或尺寸不合要求、轉子動平衡塊松動、開啟式電動機轉子上灰垢不均勻脫落等。電動機轉子支撐部分引起振動的原因由電動機端蓋變形、電動機軸承套變形、端蓋內孔或帶軸承套電動機軸承內孔的磨損、軸承損壞等。

2.3 高壓電動機定子線圈電暈現象的產生及防范措施

高壓電動機的電壓定子線圈在其通風槽口和端部出槽處，其絕緣表面上的電場分布不均勻。如果局部的場強達到較高數值（非均勻臨界場強8.1kV∕cm）時，氣體會發生局部電離（輝光放電）。在電離處會呈現藍色熒光，叫做電暈現象。當高壓電動機的額定電壓到6kV及以上時，定子線圈就開始產生電暈。電暈產生熱效應和臭氧及炭的氧化物，會阻止絕緣。因此對6kV及以上額定電壓的高壓電動機應采取措施防止電暈的產生。

槽部線圈絕緣表面再經過低電阻防暈層處理后，能夠使通風槽口電場分布變得均勻，減小軸向場強；還能使低壓電阻防暈層與槽壁接觸處處于低電位，把此處的間隙短路，如果防暈層的電阻低，防暈層有一點穩定接地，就能將絕緣表層與槽壁間的間隙全部短路，不會發生電暈。但為了降低防暈層的損耗，防暈層的電阻不適合過低，那樣就會讓離接觸點較遠的防暈層不是處于低電位，變成處于由電容電流在低電阻防暈層上產生的壓降決定的電位，一般來說用熱塑性絕緣的線圈，當防暈層電阻率達到104—105時，基本上可以避免電暈的產生。

對端部線圈會引用一級或者是二級恒電阻率的半導體防暈層，或采用一級、二級碳化硅的防暈層，可防止端部的出槽口處及端部的電暈。

2.4 高壓電動機端蓋容易產生的故障以及處理方法

高壓電動機的端蓋除功率或體積較小外一般都是帶有軸承套的，端蓋和軸承套在長期受力及本身應力的釋放時，會使其變形，造成電動機不能正常使用，另外，電動機軸承跑外套，會使端蓋的內孔或軸承套的內孔磨損，尺寸變大而無法使用。噴涂法的過程與鑲套是類似的，只不過套的材料由噴涂的金屬材料代替而已。

處理方法有三種：①重新制作備件，②對內孔進行鑲套處理③對內孔進行噴涂后再加工。重新制作備件時除了尺寸方面要做到與原尺寸一致或在相同的公差等級內外，還要充分的注意新備件有可能存在未釋放完的應力而使尺寸再次變形，鑲套處理套的單邊厚度不能小于5mm，套與本體之間要有定位措施，鑲過噴涂的金屬材料代替而已。加工時的找正很重要，除了要保證內孔與止口外圓或套的外圓同圓，還要保證內控軸線與端蓋平面的垂直，而對于軸承套，則要保證套與端蓋的安裝結合面與內孔的垂直。

2.5 高壓電動機轉子籠斷條故障的判斷及處理方法

高壓異步電動機的轉子籠斷條后，轉子磁場出現不平衡，從而使氣息磁場不平衡。這就引起電動機出力下降，效率降低。此時電動機表現為轉速下降，定子電流上升，溫升較高，這種現象在電動機負載較重使尤其明顯。因此，當出現這種現象時，應檢查電動機的轉子籠條，在確認已斷條時，應將轉子籠條進行重新鑄鋁或將其更換成銅條。

2.6 電動機絕緣電阻低

高壓電動機在停止工作一段時間后，啟動之前需要檢查絕緣強度，否則在啟動運行時會發生絕緣擊穿短路，此時會先使用兆歐表檢查，F級絕緣等級的，電壓在6000V以上等級的使用2500V兆歐表，電動機絕緣良好，它的絕緣值大于幾百兆歐，6kV電動機的絕緣強度在冷態下可按1MΩ/1kV來控制，如果發現低于1MΩ/1kV，不能啟動電動機運行，判斷高壓電動機絕緣電阻低的原因。

①電動機里面進水，受潮。需要對高壓電動機進行烘干處理。停止工作時間太久吸入大量潮氣使電動機受潮的，必須進行烘干處理，將電動機拆卸放入烘房進行烘干處理。

②如果繞組上存在雜物，粉塵，清理高壓電動機內部。

③電動機絕緣繞組老化，需要對引出線絕緣進行檢查并恢復或更換接線盒絕緣線板，檢查繞組老化情況，更換繞組。

3 結束語

高壓電動機是煉化生產裝置中的關鍵設備，對裝置的生產運行起重要作用。對高壓機故障問題進行分析，提高作業人員對高壓電動機檢修、維護水平，對降低高壓電動機的運行故障，減少裝置波動頻次有重要意義。通過對高壓電動機的原理、結構及運行中容易出現的問題，做到多發現、多觀察、多分析、多總結，工作中嚴格執行標準化檢修，使高壓電動機能安、穩、長、滿、優的運行，保障生產裝置正常生產，為企業帶來更大的經濟效益。

參 考 文 獻

[1] 張洪奎.電機振動的原因分析及處理對策[J].石油和化工設備，2005（03）：28-29，34.

[2] 劉保錄，裴建勛，等.異步電動機的常見故障及處理方法[J].淮南職業技術學院學報，2006（2）.