小議高壓電機振動故障的查找及其處理對策

李 冉

（佳木斯電機股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

在科技推進社會高速發展的快車道上，高壓電機不僅在使用中甚廣而且也為國民經濟做出了很大的貢獻，在各個領域中已經成為必不可少的一環，高壓電機出現許多所被忽視的問題在其使用時難以避免，從而會對其使用部門造成或多或少的經濟損失。所以這就需要從電機的兩個方面進行分析與檢查：一是在電機安裝的過程中要細致地裝組每一個部件，以便后期的維修與使用。二是從管理部門著手：應對電機進行嚴格的管控與定時或隨機的檢查。各層督查組織應積極配合與對應好相關工作，如此才能在出現問題時，及時發現問題、解決問題，以確保電機安全正常地使用，從這兩方面不僅在一定程度上減少了經濟損失并且也對使用人員與技術人員提供了基本的保障。從另一角度來說，電機如果在使用的過程中出現了問題應立刻使用應急方法將其穩定，再根據常見的故障措施將其進行處理，如遇到解決不了的問題應及時反映，進而保障各方面的利益。文章主要從高壓電機的震動故障等方面進行系統化的調查與分析，排查在使用過程中常被忽視的問題并加以解決，希望通過此文的探討與研究對高壓電機的故障問題進行思考，并為高壓電機這一領域做出貢獻。

1 電機的振動測試與故障排查

電機振動測量的方式經過一代代的更新與改進：一開始通常使用螺絲刀進行檢查，到現在使用的震動傳感器以及最新的精密振動測量儀器。以目前的科技水平可以將精確度精確到0.1 個單位，如：VM-82 型測振儀，是在當前市場上各企業部門使用較多的一種儀器。如遇到高壓電機發生故障時，能及時檢測出問題所在，以及通過目前的情況，進行全方位的排查與故障分析，起著不可替代的作用。

1.1 測量的具體要求

目前振動的頻率（p）、位移（x）、速度（v）等都可以用測振儀進行測量，還需強調以下三個注意事項：一是使用測振儀測振前，要檢查參數是否正確，再檢查探頭連接的完好；二是根據測量需要，在測量前分別撥動儀器頂部兩個開關；三是在測量的過程中，測振儀的探頭與探頭之間不能互換使用，根據每個探頭其靈敏度不同，若互換使用將造成測試數值嚴重偏差。

1.2 測量點的選取

因為電機的結構具有特殊性，所以在選取測量位置時，一個合適的測點就顯得十分重要，應選取可以體現振動特性的位置進行測量。對主要設備的軸承及軸向端點進行測量，并安裝檢測記錄表，每次測點需要互相對應。

1.3 振動測量的鑒定方法

通常在電機所測量時，有三項參數分別是位移、加速度、速度。位移反應質點的位能，當頻率降低時那么位移的靈敏度將提升；加速度反應質點的受力情況，頻率增高其靈敏程度也就提高。速度反應質點的動能能體現電機當時的情況，在電機測試的過程中其速度（v）是主要的數據。

2 電機各狀態的對比及分析

電機進行空載試驗的目的就是：測量變壓器的空載損耗與電流。對空載時的高壓電機在不同狀態時的測試值各不相同，如選自由狀態時的值還是底腳振動值沒有具體說明，且電機處于剛性基礎上。經試驗結果可得：自由狀態的測試值符合理想預期。因為底腳振動值在大部分的實驗中測得的值要偏小，存在誤差，正是由于“兩面”的完美契合提高了高壓電機的“剛性”造成。

當下，剛性的提高可以降低部分振動，從一定程度上來講能解決那些結構上“剛性”不夠好的問題，目前已經被大眾廣泛認可。換句話說，提高剛性可以抵消電機中某一部分的共振或者頻率。為了改變電機在斷開開關不帶負載的情況下也能達到相對較低的標準，通常有兩種情況：一是可使其在自由狀態時將“兩面”相契合；二是對電機進行結構內的調整，從而直接提升電機自身的“剛性”程度。其中還存在一個較容易被忽視的缺點是：電機經過上述調整后振動將不受“兩面”聯結的契合而改善。

據分析可指出，把緊底腳會使高壓電機的振動參數不減反增，是由于“兩面”完全契合造成的，其原因有兩個：一是電機的其中一面不平整，四個底腳參差不齊；二是電機中另一面（及鋼的基礎面）也存在參差不齊的現象造成。由以上兩點原因使電機兩面的契合程度不高，因此需要更大的牽引力來完成地板緊底腳，進而使電機內部的結構發生形變、同心水平下降，因此致使振動加大。故要及時將三個底腳面調整到一個水平，根據“三點一面”的原則，即便第四個面不平整、各層面不契合，那么這種情況所造成的影響也就小了很多。

綜上所述，應選擇電機在“自由狀態”時的測量值為準。但需要注意的是除了電機“兩面”不契合的狀態下，電機的振動會減小，較好的情況下，能達到要求水平，僅僅可以證明各部分部件的加工達到標準，但卻不能夠表明電機自身的狀態良好，電機在斷開開關不帶負載的情況下仍會存在一定的不足，通過拆解即可發現存在的問題。

3 電機的故障類型

在高壓電機遇到故障時，維修人員會按照實際情況加以甄別，再根據不同故障進行不同的方式處理，然后篩查排除其故障。在繞組與接地時會產生故障，如果發生在定子末梢，首先對受損的部件進行去污清洗，再把清洗好的定子放入烘房進行加熱，使其絕緣“軟化”，然后將繞阻端用打板進行處理。整形時應用力適中，以免出現破損的現象，對損壞的繞組絕緣應重新包扎同等級的絕緣材料，并涂刷絕緣漆，然后進行烘干加工[1]。

其次，如果故障出現在槽口位置但沒有燒傷的情況下，先在接地的繞組中通入低壓電流“加熱”，在絕緣軟化后打出槽楔，再用劃線板把接地板扳離，令“導線”與“鐵心”之間產生間隔，再將相同規格的材質剪成合適大小，加到“導線”與“鐵心”之間，再用木槌逐步加工牢固。在各步驟安排好以后再把絕緣折疊將其加進槽楔里面。

4 對電機內部結構調整

在前文分析過，高壓電機的結構內部中對振動也存在干擾等問題。在電機中有接線盒裝置，并按照其作用分為主接線盒（及高壓接線盒）與輔助接線盒。主接線盒為隔爆型鑄鐵接線盒；輔助接線盒用于定子測溫、軸承測溫和加熱器端子等。其位置對電機整體結構的影響很大，故要對位置進行調整，目的是使內部結構具有對稱性，進而改善受力情況使振動降低。從另一個角度來說，還可以在接線時為用戶提供極大的便捷。此外，這種調整還能改善端蓋的軸長，減少材料的消耗，進而一定程度上減少了費用的支出。此結構類似于平板布筋，把柱軸作為主要支點，很大程度上增進了結構的受力情況，進而減小震動。

5 高壓電機故障查詢與處理指南

5.1 外觀故障的查詢與處理

測振儀作為高壓電機外觀檢查的主要方式之一，外觀的故障在整體的故障中占有相當一部分比重。故在電機的使用過程中，應仔細地進行檢查。振動值可以作為一個主要衡量標準來評判電機的各部件是否出現異常。在檢測的過程當中應把注意力放在振動值最大的幾個部件上，其可能是引起電機出故障的主要因素，對這幾個部件進行全方位、多層次的檢測、排查，經測試完成后，將檢測結果按照順序重點記錄以備不時之需。在測試的過程中如果遇到螺絲、螺母松動的情況時，應立即用相應工具進行維修，并排除電機的其他產品是否存在同樣的問題，在各項工作完成之后，再次用測振儀對螺絲松動的部位進行檢查，循環處理，確保沒有其他情況的產生。此外，還需注意的是，電機的電源是否能正常供應，用萬能表測試輸入輸出電流、功率、電壓是否維持在正常水平，以避免發生事故，如果有異常現象出現時，應立即關閉電源并做進一步檢測處理[2]。

5.2 單機實驗的檢測

在高壓電機的所有故障中，作為檢測的第一步即為外觀的檢測。在外觀處理檢測完之后，如果還存在故障，那么要對其做進一步的故障排查處理：單機實驗。所謂單機實驗主要是通過電動機空載試運行進一步檢驗電動機的性能和安裝狀況是否符合相關標準和技術文件要求。第一步對電機在空載的自由狀態下進行檢測是否有故障產生，如果高壓電機一切正常，則能斷定其導致故障的原因是出自聯軸節（及用于將不同組織中的主動軸與從動軸進行聯接的部件）或者電機本身的負載電荷。如果高壓電機發生異常，那么即可判定故障就是由電機本身所引起的。換句話說，也就排除了聯軸節與電機所攜帶的負荷情況。這種排除故障的方式，運用控制變量的方法能很便捷、準確地判定故障的所在，確保在排查時的時效問題[3]。

5.3 內部電器的分析與排查

高壓電機的電器在進行故障排查時，應該先測量U、V、W 三相繞組的R 與繞線方法的檢測，看是否能達到標準水平，當高于或低于正常狀態時，就會出現焊口處斷裂的情況。在不知如何進行檢測時，可試著使用“視燈”的方式，檢查各項繞組在聯接地時有沒有故障的產生。其步驟主要如下：第一步需要把電機拆解，把由軸承支撐的旋轉體分離，通過使用變壓器來判定到底有無隔離情況的出現。對于定子繞組的短路故障：是異步電動機中經常發生的故障。這些故障能削弱高壓電機的基礎性能。繞組短路可分為匝間短路和相間短路，其中相間短路包括相鄰線圈短路、極相組之間短路和兩相繞組之間的短路。匝間短路是指線圈中串聯的兩個線匝因絕緣層破裂而短路。相間短路是由于相鄰線圈之間絕緣層損壞而短路，一個極相組的兩根引線被短接，以及三相繞組的兩相之間因絕緣損壞而造成的短路。可以使用以下方法來檢測：如觀察定子繞組有無燒焦絕緣的情況，可判斷有無短路發生。也可運轉電動機，再切斷電源并立即將端蓋打開，取出轉子，觸摸端部哪個部位的溫度較高，最后應確保繞組排列整齊、油路暢通，引線絕緣無破損等；對于檢測方法，應根據具體檢測結果來判定，不能主觀臆斷[4]。

5.4 機械負荷故障及處理

對于機械層面其負荷也能夠改變其振動的參數，導致其故障。常見的機械故障主要有：機械連鎖故障、操作機構故障等，故障部位的原因多是由于緊固部位松動、傳動部件磨損等原因引起。合適的解決方案是：首先排查高壓電機的氣隙結構是否合適，如果不合適將導致鐵芯損耗大、電磁噪聲高、轉矩脈動強烈等不利因素產生。如果合適則拆卸軸承并進行去污處理，待干燥后衡量其距離，依據規定范圍為標準。從另一方面來看，還需排查定子鐵芯部件的情況，看是否變形或松動，檢查鐵芯的片間絕緣，鐵芯自身絕緣應良好，拆開接地線后對地絕緣應良好，拆開屏蔽接地引線，檢查屏蔽對地絕緣應良好。當鐵芯產生松動時，可以使用膠粘劑進行固定。當其故障較難處理時，應該進行動平衡試驗，正如其他機械部件也可能會對其造成振動故障的影響。這一道工序對后期維修人員提出了相對較高的要求，在對故障處理的時候應仔細確保機械負荷問題的排查，以免出現部件存在彎曲等情況[5]。

5.5 部件連接的篩查處理

在上述一系列的排查之后均沒有出現問題，這時就要考慮高壓電機是否存在某個部件的連接出現問題從而引起振動故障的產生。根據這一問題，維修人員應首先檢查各部件之間的連接器件是否完好，其次檢查電機的聯軸器是否損壞，電機軸伸撓度是否符合要求等。在以上步驟篩查無誤后，如果故障還沒有得以解決，那么問題將指向電機的負荷與連接之間的關系上，需要注意的是：各器件之間的連接應保持平衡且留有一定的間隙。

6 結論

綜上所述，本文主要根據實際意義與理論相互結合，對高壓電機的故障及維修辦法進行了深入的總結分析，讓我們更能意識到在當代科技發展的快車道上，高壓電機對于各企業的必要性。其安全、穩定地作業是部門整體的基本保障。故維修人員應從日常的維護做起，加強安全意識與故障排查的能力，能夠做到快速篩查出問題并加以解決，從而使高壓電機能夠正常的作業，愿在未來能夠將高壓電機提至一個新的高度。