關(guān)于電機(jī)定子繞組接地故障的研究

中車永濟(jì)電機(jī)有限公司 付繼昊

電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，繞組與鐵心外殼之間是絕緣的，電流只會在線圈中流動，鐵心和機(jī)座外殼是不帶電的。但是，當(dāng)繞組的某一點(diǎn)絕緣受到破壞時(shí)，這點(diǎn)與鐵心相接觸，電流就會從破損點(diǎn)流入鐵心，嚴(yán)重時(shí)會燒毀定子繞組和鐵心，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種現(xiàn)象就叫做接地,也叫漏電。

1.接地原因分析

電機(jī)定子接地故障的原因可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1.1 線圈問題

（1）線圈在包扎過程中存在環(huán)境不清潔或材料不清潔導(dǎo)致線圈包扎過程中將異物包裹在線圈絕緣中，嵌線時(shí)受槽楔壓緊力，膈破線圈絕緣，導(dǎo)致導(dǎo)線與鐵心之間絕緣破損，進(jìn)而導(dǎo)致接地；

（2）線圈包扎時(shí)包扎使用的絕緣料非圖紙要求的絕緣料，導(dǎo)致電機(jī)的絕緣性能達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在耐壓測試過程中接地；

（3）線圈包扎的層數(shù)不足或包扎時(shí)疊包度達(dá)不到圖紙要求，導(dǎo)致電機(jī)點(diǎn)狀區(qū)域絕緣等級不達(dá)標(biāo)；

（4）線圈生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)線圈與線圈架磕傷、線圈與線圈之間蹭傷。

（5）線圈線型與鐵心槽型不符，上下層邊翻邊，鼻部轉(zhuǎn)角處摞線，線圈入槽尺寸偏大等造成線圈嵌線時(shí)線圈絕緣破損接地。

（6）線圈包扎的絕緣料過期。

山東省科技廳曾組織全國油脂行業(yè)的權(quán)威專家，對魯花的5S壓榨工藝進(jìn)行國家科技成果鑒定，結(jié)論為該工藝有五大明顯創(chuàng)新：一是物理壓榨技術(shù)代替化學(xué)浸出，避免了高溫精煉和化學(xué)溶劑對油品的污染；二是“生香、留香”技術(shù)，完全激發(fā)和保留了花生中的香味物質(zhì)；三是“無水化脫磷”技術(shù)，去除有害物質(zhì)，完全保留油品中的活性營養(yǎng)；四是恒溫儲存、保鮮技術(shù)，確保食用油中的天然營養(yǎng)成分不變質(zhì)；五是在做到去除黃曲霉素的同時(shí)，保留了油品的營養(yǎng)、風(fēng)味等品質(zhì)。2013年，魯花“5S物理壓榨工藝”技術(shù)榮獲國家“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”。

1.2 鐵心問題

（1）鐵心槽的槽底、槽頂或槽的側(cè)面存在凸片、焊渣粘結(jié)、鐵銷殘留；

（2）通風(fēng)槽板變形導(dǎo)致槽板齒不在沖片中間；

（3）槽口位置無倒角在無槽口絕緣時(shí)易發(fā)生槽底墊條斷裂進(jìn)而導(dǎo)致絕緣性能下降。

（4）鐵心的通風(fēng)槽夾縫中的細(xì)小焊渣在鐵心轉(zhuǎn)動時(shí)掉落在鐵心槽內(nèi)，對地耐壓時(shí)在槽底轉(zhuǎn)角處接地且無凸片及絕緣拉傷時(shí)就是此類情況。

1.3 嵌線問題

（1）嵌線時(shí)線圈角度未與鐵心槽垂直正對后嵌線導(dǎo)致，線圈某個(gè)邊或某個(gè)角與鐵心蹭傷；

（2）嵌線過程中取線時(shí)線圈直線部位絕緣與其它線圈引線頭劃傷；

（3）嵌線時(shí)偏一側(cè)嵌線導(dǎo)致線圈出槽拐角與鐵心端板相蹭；

（4）嵌線的首跨線圈在吊把時(shí)抬起高度過高導(dǎo)致變形，嚴(yán)重?fù)p傷了線圈直線部分絕緣，其中首根線圈因變形量最大，接地的概率最高；

（6）在打槽楔時(shí)因槽楔尺寸的富余量較小，打入困難而未墊調(diào)整墊條導(dǎo)致槽楔下槽絕緣無法將線圈包裹緊實(shí)導(dǎo)致浸漆后絕緣一體性差，性能下降；

（7）嵌線過程中對線圈的防護(hù)不到位，導(dǎo)致線圈直接與鐵心接觸磕傷

1.4 試驗(yàn)問題

（1）設(shè)備實(shí)際輸出電壓高于設(shè)定電壓值，導(dǎo)致電機(jī)過壓接地；

（2）設(shè)備的泄流值設(shè)定過低，導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)假接地情況；

（3）電機(jī)多次耐壓沖擊導(dǎo)致絕緣持續(xù)損耗，性能下降；

（4）設(shè)備升壓時(shí)間過短，即瞬時(shí)高壓導(dǎo)致電機(jī)接地。

1.5 其它因素

（1）線圈匝短燒損絕緣導(dǎo)致接地；

（2）線圈受潮絕緣性能下降時(shí)進(jìn)行對地耐壓試驗(yàn)；

（3）轉(zhuǎn)子故障影響了定子的絕緣性能；

（4）電機(jī)過載導(dǎo)致絕緣老化增速；

（5）電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)不合理。

2.接地點(diǎn)查找

2.1 斷點(diǎn)查找

將電機(jī)的零點(diǎn)斷開，分相查找，再依相斷一半查找，直到找到接地線圈。找到故障線圈后可先目測，可從通風(fēng)孔、槽楔、槽口絕緣等可見部位進(jìn)行觀察是否有異常情況，若有明顯變色發(fā)黑情況即可判定發(fā)黑位置就是接地點(diǎn)，若外觀正常則將此線圈上層邊所在槽的槽楔使用扁平鏨刀將槽楔逐層劈出后將電機(jī)烘焙后將線圈上層邊使用綁繩垂直逐段抬出槽外使用絕緣紙墊開后進(jìn)行檢測，若不接地為上層邊接地；若接地則為下層邊。

2.2 聽聲法

將電機(jī)接上耐壓機(jī)后，通過聽接地點(diǎn)的放電聲來判斷接地部位，若不易聽取時(shí)可使用紙張卷成聽筒放在耳邊輔助聽取；

2.3 看火花

當(dāng)只能聽到大概位置無法判定或確實(shí)聽不見時(shí)可等晚上在較為黑暗的情況下打耐壓通過接地點(diǎn)的火花來判定；

2.4 電容沖擊法

此法是目前查找接地點(diǎn)的最快的方法，此法測量的原理是在電容器的兩端充電,充電完畢后將電容器的負(fù)極接機(jī)座或鐵芯上，將正極接在三相引出線的任意一相上，逐步增大放電電壓，讓接地點(diǎn)與機(jī)座之間不斷放電，產(chǎn)生放電聲音并伴隨有冒煙的現(xiàn)象，個(gè)別明顯的還會產(chǎn)生明火，一眼就能直觀的看到接地點(diǎn)的具體位置；若無任何冒煙或放電現(xiàn)象可使用點(diǎn)溫計(jì)對鐵芯的多個(gè)部位采集溫度，重點(diǎn)對溫度明顯高于其它部位的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。隨后逐步對電容的電容數(shù)進(jìn)行降低，直到看到明顯的接地點(diǎn)為止。為減少此法對電機(jī)其它部位的損傷，建議此法檢測的電機(jī)最好為“死”接地（絕緣電阻在100V量程時(shí)都為0MΩ）的情況，且測量的時(shí)間控制在30分鐘以內(nèi)。

2.5 組接地故障的研究

以圖1為例，假設(shè)槽內(nèi)X點(diǎn)接地，X’為鐵芯或機(jī)座的外表面，線圈的導(dǎo)線與鐵芯直接接觸。

圖1

用微歐計(jì)測量線圈兩端至接地點(diǎn)間的電阻RAX’、RA’X’,再測出RAA’,可得出RXX’=(RAX’+RA’X’-RAA’)/2,由此可得出RAX=RAX’-RXX’ RA’X=RA’X’-RXX’,通過RAX/RA’X的比值即可推算出接地點(diǎn)的具體位置；

3.結(jié)束語

綜上所述，對于電機(jī)定子繞組接地的原因、預(yù)防、修理進(jìn)行了簡要說明，在后期的工作實(shí)踐中將不斷改進(jìn),不斷前進(jìn),把測量與處理的方法研究的更簡單,更合理,更完善。發(fā)現(xiàn)問題、觀察問題、解決問題、預(yù)防問題、消除問題，只有如此，電機(jī)的質(zhì)量才會逐步提高，接地的陰霾才會消散。

[1]畢大強(qiáng),王祥珩,李德佳,余高旺,王維儉.發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障的定位方法[J].電力系統(tǒng)自動化,2004,28(22):55-58.

[2]方紅偉.同步發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障研究[D].天津:天津大學(xué),2007.

[3]陳世坤主編.電機(jī)學(xué)[M].中國電力出版社,2004.144-197.