高壓電機常見故障的分析與現場檢修分析

張 娟

寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司 寧夏 青銅峽 751607

1 高壓電機

高壓電機主要指在額定電壓為3k V、6k V以及10k V，工頻為50HZ的交流三相電壓下運行的發電機。能夠對高壓電機進行分類的方法有許多，依照容量大小可將其分為小、中、大、特大型四種；依照絕緣等級可將其分為A、E、B、F、H、C級的不同發電機；依照結構與用途進行區分，則可將其分為特殊結構、特殊用途高壓電機以及通用型高壓電機[1]。傳統維修方法不僅修理費用高昂，而且修理周期較長，能夠對設備生產造成嚴重影響。因此，革新傳統維修方式具有一定的現實意義。

2 高壓電機常見故障分析

2.1 電機破壓 該故障在電機中屬于常見現象。檢修人員在維修電機的過程中，可發現定子線棒端部以及槽口處絕緣呈現正常狀態。若此時分別對各相繞組施加1KV電壓進行測試，可以明顯發現W相進線處第一組定子線棒下層已被電流擊穿。具體表現為:主絕緣層出現炸裂燒毀現象。在成功拆除故障線棒、清理絕緣層并對故障線棒匝間進行檢查后，可發現3、4層匝間存在短路現象(如圖1所示)。由此可判斷，導致故障形成的原因是匝間出現短路放炮等現象，并產生一定電流，導致主絕緣層擊穿，從而造成電機無法正常運作。

圖1 匝間短路

檢修人員進行檢查后，可明確導致該故障出現的主要原因:目前，多數企業遵循我國相關標準，已嚴格規定電動機起動要求，即電動機本身溫度與環境溫度不存在明顯差異時，工作人員可在短時間內連續起動兩次電機。在電機連續起動兩次后，工作人員應確保電機能夠自然停機；電動機本身溫度及環境溫度若與額定負載的運行溫度不存在明顯差異，工作人員僅可起動一次電動機。此外，根據相關協議及標準，電動機若本身處于低溫狀態，工作人員可起動兩次電機。若電動機處于熱態，工作人員僅可起動一次，在此基礎上，如起動時間少于3秒，工作人員可多起動一次[2]。但是，目前部分電動機起動頻次與相關標準不符。在電機頻繁起動或停止的情況下，其內部將產生2—3倍的額定電流。該電流可持續沖擊定子絕緣的薄弱區域，對其進行破壞。若該區域被擊破，匝間將發生短路與放炮現象，從而導致主絕緣層擊穿，對電機正常工作產生影響。

2.2 絕緣電阻低 在潮濕環境下的電機極易出現絕緣受潮現象，導致絕緣電阻與實際標準不符；若有磁性物質掉落在線圈表面，將引發鉆孔現象，從而導致絕緣被擊穿接地；因電機引線位置長期處于熱風區域，所以其在長期運行時，極易出現絕緣熱老化的現象，進而導致引線橡膠絕緣出現問題，如酥脆、變質甚至剝落等；受到外力以及機械振動的影響，瓷瓶極易發生破裂、引線極易出現松動，該種情況不僅可導致發電機引出線接觸不良、斷裂等，還極易引發強烈的弧光放電現象。

2.3 繞組溫度過高 該點故障具體表現為:電機啟動后，其繞組溫度迅速上漲至100℃以上，且實際運行過程中，電流大幅度擺動。在檢修人員前往現場查看，并利用測溫槍對繞組外殼進行測量時，可發現其溫度超過100℃，前軸與后軸的實際溫度＞40℃。一旦出現該故障，電機將無法正常運作。能夠導致電機繞組溫度過高的原因如下:電機過載運行；單相運行；電壓過高或過低；通風性較差；繞組表面粘附灰塵等；電機頻繁起動；環境溫度較高；繞組匝間發生短路；繞組接地；定子與轉子出現問題等。在這其中，轉子籠條斷裂是導致電機繞組溫度過高的常見原因。

3 高壓電機現場檢修方法

3.1 電機破壓檢修方法 目前，電機起動時間及頻次與相關協議不符，且檢修過程中，檢修人員所采用的試驗方法雖然能夠對定子繞組端部、槽口以及槽間絕緣進行檢查，但是無法準確檢測匝間絕緣的實際情況。針對以上內容，檢修人員應采取以下檢修方法與防范措施:①在電機實際運作過程中，企業應確保電機運行方式具備合理性。在必要情況下，可選擇更換起停磨煤機，以此避免出現違規操作等現象；②在檢修過程中，若條件允許，檢修人員可以在維修保養電機的同時，對匝間絕緣情況進行試驗，避免絕緣出現問題；檢修人員在檢修電機的過程中，必須嚴格檢查定子槽口、定子端部以及槽間，充分了解其主絕緣情況。若發現異常，檢修人員應立即分析導致異常的原因，并采取相應的處理措施；③在試驗過程中，檢修人員必須嚴格依照試驗周期，杜絕出現過度試驗或試驗超期的情況。

3.2 絕緣電阻低檢修方法 針對該點，檢修人員首先應找到定子繞組接地故障位置。檢修人員可以在鐵心與線圈中心處添加低電壓，并利用調壓器對該電壓進行調節，將其電流限制在5A以內，以此防止鐵芯燒壞。在電流通過接地點時，接地故障位置將冒出白煙，甚至出現火花。由此，檢修人員即可迅速發現故障的具體位置。在找到故障點后，檢修人員即可依照以下方法進行修理:其一，通過為線圈接入大電流，促使繞組加熱，并將溫度控制在150℃，此時，絕緣將出現軟化現象。在該環節中，檢修人員應謹慎操作，防止外殼電流對自身造成傷害。在絕緣徹底軟化后，檢修人員應在第一時間切斷電源，以此才能開始、安全退出繞組工作。其二，檢修人員需割開端部線圈綁繩，并取出墊塊，繼而退出槽鍥。其三，檢修人員在此時需要去除故障線圈的舊絕緣，為其涂刷1410號云母帶漆的同時，包扎F級桐馬環氧粉云母帶九層左右，并確保包扎緊固。其四，對定子槽進行清掃，并對線圈表面的絕緣進行處理，將成功修復的線圈放置在槽內。其五，嚴格包扎串聯接頭以及聯線絕緣，科學配置端部墊塊，并正確捆綁綁繩。其六，對繞組進行試驗，對其直流電阻進行測量，使三相電阻值差距小于2%。

3.3 繞組溫度過高檢修方法 針對導致電機繞組過高的原因，檢修人員應采取恰當措施，為電機正常運行提供保障。若經過排查，發現其原因是轉子籠條斷裂，檢修人員首先應明確導致籠條斷裂的主要原因。其次，檢修人員應對轉子籠條材質進行更換。在電機實際啟動過程中，大量電流將通過籠條，并在端環處產生電磁振動，因此，檢修人員應將鑄鋁籠條更換為銅質籠條，以此避免籠條發生斷裂。

結束語

綜上所述，上述檢修方法不僅能夠有效控制發電機故障，而且還能減少突發事故的發生概率，并進一步提升設備運行效率。基于此，設備生產效率將顯著提升。