6kV高壓電機故障分析與預防措施

鄭朝輝

摘 要：本文對電力企業高壓電機燒損的原因情況進行了詳細的分析，并對提高高壓電機運行可靠性的各項措施進行了粗淺的論述。高壓電機作為發電廠的重要輔機，對電廠的安全運行及經濟效益都具有重大影響。隨著現代科技的飛速發展，機組容量日益增大，認真檢查高壓電機的損壞情況，深入分析損壞原因，制訂相應的防范措施，已成為不容忽視的重要問題。

關鍵詞：高壓電機；絕緣；啟動；燒毀；籠條

中圖分類號：TM307 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0152-02

高壓電機作為發電廠的重要輔機，對電廠的安全運行及經濟效益都具有重大影響。隨著現代科技的飛速發展，機組容量日益增大，高壓電機雖然在設計上已經考慮一定的容量裕度，但高壓電機的損壞對主機的安全運行還是構成了嚴重威脅，認真檢查高壓電機的損壞情況，深入分析損壞原因，制訂相應的防范措施，已成為不容忽視的重要問題。

1 高壓電機故障原因

1.1 定子線圈絕緣磨損，造成接地短路

（1）定子線圈端部支撐端箍對端部線圈起支撐、緊固作用，它可以有效的防止電機在啟動、短路及過負荷過程中承受電動力使線圈扭曲變形，部分電機綁扎不緊或超期運行，綁扎已經松動，造成電機在啟動過程中端部線圈與端箍互相磨損損傷，引起定子接地或短路。（2）有的電機端部緊固不夠，支撐處未墊適形材料，均是造成絕緣磨損的主要原因，當相距很近的兩線棒絕緣磨破時，即使支撐端箍為絕緣材料支撐，也有發生閃絡，造成短路的可能。（3）有的電機端部較長，但只有一個端箍，防止線圈扭曲變形的力量顯然是不夠的，這些均是造成線圈變形的原因。

1.2 電機引線根部折斷、燒毀及線圈間連接小辮燒斷

（1）電機在制造和檢修過程中，電機引線經常受到反復扳彎，使引線根部留下傷痕，一方面銅線易產生微裂紋和內應力，另一方面，引線和線圈分叉處如不加強包扎、緊固，無論其絕緣強度和機械承受力，都是弱點所在，在啟動和運行過程中，受電磁力和機械振動的作用，產生疲勞斷裂，發生斷股，斷股的發生又容易引起該處過熱及匝間短路等，甚至完全燒斷。（2）線圈間連接小辮也是容易發生事故的弱點所在，這些地方絕緣一般比較薄弱，且許多電機端部小辮較長，且小辮間無綁扎，在運行過程中，這些小辮受電磁力及機械震動的影響，容易發生損壞，特別是在啟動過程中，發生斷股、開焊、折斷，進而引起小辮燒毀，導致電機絕緣損壞，小辮的焊接方式、焊接工藝不良也是造成小辮燒斷的原因之一。（3）匝間短路：由于匝間短路引起高壓電機燒毀，以前在事故分析中未引起足夠的重視，特別是事故后返廠修理的電機，在線圈繞制、下線等工藝中，往往注意不夠，產生匝間短路隱患，在電機修復后，也不進行匝間試驗，不進行接手大修，認為廠家修回的電機就沒問題，從思想上沒有引起足夠重視。（4）電機運行環境的影響：因漏灰、漏水、漏油而引起電機燒毀仍時有發生，由于設備沖洗等工作，造成電機接線盒進水，導致電機短路放炮，我們一定要引起高度重視，加強電動機絕緣管理。另外電廠治理七漏工作要長抓不懈，不要麻痹大意。（5）轉子籠條開焊、斷裂的影響，相當數量的電機燒毀是由于電機轉子籠條開焊、斷裂引起。轉子籠條之所以發生開焊和斷裂與下列因素有關：1）與籠條在槽內緊固程度有關；2）與籠條和端環的焊接質量有關；3）與電機啟動次數緊密相關，一臺，電機籠條斷裂發生的時間與啟動次數直接相關，可以肯定的說，籠條的開焊和斷裂主要發生在電機啟動過程中。（6）風機的負荷與擋板的開度有很大關系，甚至造成電機在反轉的情況下啟動，增加啟動難度，延長啟動時間，造成電機燒毀。（7）電機軸承質量不良和缺乏維護，均可導致軸承損壞、電機掃膛，甚至燒毀電機。（8）技術管理工作要加強，出了事故要認真分析，舉一反三，不能一換了之，要針對事故原因制定有效措施，防止類似的事故再次發生。

2 提高高壓電機運行可靠性的綜合治理措施

高壓電機燒毀問題，影響因素多，涉及部門廣，解決這個問題不是幾個人或幾個部門努力就可以辦到的，必須從設計、制造到檢修、運行各單位，從上到下各級部門各專業都要予以高度重視，制定有效措施，齊抓共管，綜合治理，才能減少高壓電機的燒毀事故，為了保證其安全運行，特制定以下措施：

2.1 防止定子線圈燒毀

（1）電機定子線圈端部支撐為鋼箍的應結合大修更換為絕緣材料，并把開口端箍改為閉口端箍，增加其抗沖擊能力；凡定子線圈端部長度超過250mm者，均應再增設一道端箍，在線圈與端箍之間加適形材料進行綁扎，吸收線圈的震動能量，減少因線圈震動及伸縮引起的絕緣磨損；線圈間綁扎線用滌玻繩連續綁扎，并浸環氧樹脂，以增加其整體強度。（2）電機引出線根部應注意加強其絕緣包扎及綁扎的牢固性，并在制造及檢修中，盡量減少扳彎次數，防止因彎曲過度或彎曲次數太多引起斷股及殘留應力在運行中發生斷股。（3）線圈間連接小辮應注意避免采取對接方式焊接，搭接應有足夠的搭接面，注意焊接工藝及焊接質量，有條件時可考慮增加焊接頭接觸電阻的測量，并相互比較；連接小辮應采取加固措施，用玻璃絲護套繩把小辮之間連接起來浸漆、烘干使之成為一個整體，其綁扎應在圓弧小辮兩側分別進行。經過這樣處理，可增加小辮受電磁振動及承受電動力時的剛度，減少小辮折斷和開焊的機率。（4）根據發電機檢修的經驗，對我廠大型電機，如引風機、送風機、給水泵、循環泵等電機結合大修，利用5000V搖表加壓測量靜子端部手包絕緣處電位外移的方法，指導檢修工作，克服目前試驗方法對相間絕緣無法監督的不足。

2.2 嚴格控制啟動次數，避免頻繁啟動

電動機啟動電流一般為額定電流的4—7倍，電機定轉子發熱及電動力均與電流的平方成正比，電機啟動過程中，劇烈的溫升導致各部分強度下降，絕緣加速老化，焊接質量差的地方及線圈斷股處高溫熔化，特別是轉子籠條斷裂、開焊都與頻繁啟動有著直接的關系，由于頻繁啟動造成的積累效應也不能不考慮。endprint

2.3 防止轉子籠條開焊故障

運行中轉子籠條開焊故障比較頻繁，有些甚至劃破定子線圈導致線圈燒毀。為了避免或減少此類故障的發生，除了加強運行監視及定期檢查外，特別要注意籠條焊接時的工藝，對所有電機籠條出槽口部分綁扎3—5層無緯帶。

2.4 防止電機引線接頭故障

接線采用加大加厚的墊片，保證接觸良好；采用銅鋁過渡板解決電動機的銅鼻子與電纜的鋁鼻子間的電腐蝕，逐漸將鋁電纜的鼻子更換為銅鋁過渡型。

2.5 軸承損壞

發生電機軸承損壞故障，導致的靜子燒毀再次提醒我們，重要轉動設備的軸承是檢修的重中之重，一定要嚴把質量關。新軸承使用前一定要按檢修規程要求測量各個裝配尺寸并清洗檢查，合格后方能使用，運行中做好軸承的維護保養；物資部門要嚴格審查供應商的資質和準入條件，把好進貨關口。

2.6 加強檢修質量，做到“應修必修，修必修好”

檢修時不按規定要求檢修，圖省事，丟項漏項，雖然當時省事了，但將來出了問題會更費事，而且會造成較大的經濟浪費。檢修是為了檢查處理設備的缺陷，提高設備的健康水平，工作的重點要放在檢查處理及執行工藝規程上。

2.7 徹底治理七漏，改善運行環境

無論新老發電廠都不同程度的存在七漏現象，灰、粉、油、水、汽進入電機較為普遍，電機絕緣受汽、水浸蝕嚴重受潮，絕緣下降，油污嚴重腐蝕絕緣，造成絕緣的過早老化，煤、灰堵塞風道，使電機通風不暢，嚴重過熱等，都和七漏有關。要想提高高壓電機運行可靠性，必須徹底治理七漏，改善設備運行現場環境。

2.8 解決電機振動大的問題

電機在運行中振動增大、聲音異常時要及時進行檢查處理，保證在合格范圍內，如有異常，應找出故障原因，問題解決后再投入運行。

3 結語

為了減少高壓電機損壞事故的發生，應從設備管理、運行管理兩方面制訂防止電機燒毀的預防措施，落實責任人、責任單位及監督人，這樣才能將技術措施和組織措施兩方面都能落到實處，從而提高設備可靠性，為電力生產的安全穩定運行打下良好基礎。

參考文獻

[1]戴文進，徐龍權，張景明.電機學[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2]張巍山.電工基礎[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3]聞邦椿.機械手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.endprint