高压大容量电动机定子绕阻损坏原因分析及故障点查找

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1、高压电动机定子绕阻损坏原因分析及故障点查找徐文志(大唐国际锦州热电公司，锦州，121000)[摘要]在发电厂，包含发电机、变压器、高低压开关、电力电缆等各种电气设备。其中也包括大量高、低压交流电动机。电动机在启动过程中，由于电磁力的原因，定子线圈端部和引线将受到较大的电动力作用。随着电机运行年限的增长，定子线棒的绝缘材料逐渐老化，电机运行时频繁启动，对电机寿命危害更为严重。线圈端部槽口处和绕阻连接线焊接部分成为遭受电动力破坏的薄弱环节。开焊断股、温度升高.进一步恶性循环而使绝缘损坏造成对地或相间短路，使高压电机发生严重损坏事故。怎样预防电机故障，及早发现电机故障的隐患是

2、摆在电气试验人员面前的一道难题。本文根据自己在工作中的一些体会，及现场实际事例，结合传统和现代试验方法对大容量高压电机定子绕阻故障诊断方法进行了论述和总结，对以后防止电机烧毁及损坏，保障安全运行有着极其重大的意义。[关键词]高压电动机；绝缘；直流电阻；红外成像1高压电动机绕阻结构及烧毁原因分析：发电厂厂用系统中所使用的电动机有交流异步电动机、同步电动机和直流电动机三类。交流异步电机具有结构简单、运行可靠、操作维护方便等优点被广泛应用在电厂各个环节，如吸风机、送风机、排粉机、磨煤机、给水泵、凝结泵、循环泵等。异步电动机由定子，转子两个基本部分组成。电动机定子由定子铁芯、机

3、座、定子绕阻组成。定子铁芯由矽钢片叠压而成。定子绕组是由带有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成，小型电机采用软绕阻，大中型电动机大多采用成型绕阻，又称硬绕阻，定子绕阻绝缘一般为B级C级、E级、F级等。在发电厂，把定子额定电压对地在250伏及以下的电机称为低压电机；把定子额定电压对地在250伏及以上的电机称为高压电机；而高压电机其工作电压高、容量大、制造工艺复杂、价格昂贵，一般用在重要设备上。这些电机均工作在高电压、大电流状态。在绕组结构上，多采用三相双层绕阻。每个铁芯槽中勻有上下两层绕组。任何两个相邻的线圈都是后一个迭在前一个上面。然后把属于同一相的线圈直接串联起来，再通过端

4、部联线连接构成三相绕阻。线圈与端部引线的接线示意图如下：可见，绕组同相线把之间联线，并联绕阻之间联线，以及中性点联线集中在电机定子端部。电动机线圈端部联线部位和绕组引出线为电机启动时电动力影响最严重的地方。启动时，由于绕阻流过较大启动电流。（启动电流可达额定电流的4~7倍）。由磁电感应产生的电动力较大。当相邻线棒无论相互吸引力还是相互排斥力，对线圈槽口部或连线均有较大的电动力冲击。当线棒焊接不牢，制造工艺不良，线棒及引线绑扎不紧，都会造成联线、出线联线开焊断股或断开；同时对槽口绝缘造成损坏.根据2010年统计，我公司发生6起空压机在启动时引线开焊故障。下面将高压电动机定

5、子损坏几种情况做以分析：1.1定子线圈绝缘磨损，造成接地短路1.1.1定子线圈端部支撑端箍对端部线圈起支撑、紧固作用，它可以有效的防止电机在启动、短路及运行过程中产生的电动力使线圈扭曲变形。部分电机绑扎不紧或运行年久，绑扎已经松动，造成电机在启动过程中端部线圈与端箍互相磨擦损伤，引起定子接地或短路。1.1.2有的电机端部紧固不够，支撑处未垫适形材料，均可造成绝缘磨损。当相距很近的两线棒绝缘磨破时，即使支撑端箍为绝缘材料支撑，也有发生闪络，造成短路的可能。1.1.3有的电机端部线较长，固定不牢，防止线圈扭曲变形的固定不够，这些均是造成线圈变形、引线开焊的原因。比如我公司的

6、1号空压机电机、5号空压机电机、7号空压机电机均发生过此类故障。1.1.4部分电机因铁芯松动，磨破线棒绝缘，引起线棒对地放电、击穿，电机烧毁。1.2电机引线根部折断、烧毁及线圈间连接线烧断：1.2.1制造和修理过程中，电机引线经受到反复扳弯，在引线根部留下伤痕，一方面铜线易产生微裂纹和内应力；另一方面，引线和线圈分叉处如不加强包扎、加强紧固，无论其绝缘强度和机械承受力，都是薄弱点。在启动和运行过程中，受到电磁力和机械振动的作用，极易造成金属疲劳断裂，发生断股，引起该处过热进而引发短路故障。1.2.2线圈间连接线也是容易发生事故的弱点所在，这些地方绝缘一般比较薄弱，多采用

7、手包绝缘，许多电机端部线较长，且线间无绑扎，在运行过程中，这些连接线受电磁力及机械震动的影响，容易发生损坏，特别是在启动过程中，电流为额定电流的4—7倍，由于线间电动力与电流的平方成正比，本来机械强度就较弱的连接线容易在启动过程中发生断股、开焊、折断，导致电机绝缘损坏。连接线的焊接方式、焊接工艺不良也是造成连接线烧断的原因之一。端部引线二股断一股还能勉强运行，一股引线承担的全部的运行电流，随运行时间延长，单股引线将过载发热，使温度进一步升高。最后造成绝缘损坏而引起绕阻对地或相间短路，造成设备严重损坏。二股全部断开时，造成电动机缺相运行，损