冲击脉冲与电机电气信号分析技术在石化企业中应用

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1、状态监测与分析P石油化工设备技术，2011，32(2)·39·etrochemicalEquipmentTechnology冲击脉冲与电机电气信号分析技术在石化企业中的应用张培(ee国石油化工集团公司石油化工管理干部学院，北京100012)摘要：重点介绍了电机在线电气信号分析技术与滚动轴承冲击脉冲测试技术的基本原理和在石化企业电机状态监测与故障诊断中的实际应用，并结合故障诊断实例重点介绍了两种测试技术的使用方法。关键词：冲击脉冲电气信号分析故障诊断电机石化企业作为流程工业，是开展设备状态监精确地提前预知电机电气故

2、障，避免电机因电气测与故障诊断较早的行业之一。其设备运行情况故障造成意外停机。不但事关经济效益，更是企业安全生产的重要前冲击脉冲技术与电机电气信号分析技术的综提。在众多石化企业的关键机组、泵群中，电机的合应用，可以很好地解决石化企业在用关键电机故障诊断一直是一个难题。传统的用于电机分析的状态预知和故障诊断。为关键机组的可靠运行诊断的手段包括听诊法、红外测温法、振动频谱分以及设备检维修提供科学依据。析法、油液分析法等。这些现场常用的分析方法1技术内容及原理介绍和技术能够发现现场设备的一些晚发机械故障，1．1冲击脉冲

3、技术但对电机设备的早期故障预警和一些电气的故障滚动轴承在运行时，“粗糙”滚动体与滚道表无法进行诊断。比如电机滚动轴承的故障预知诊面之间的润滑油产生波动，并对外滚道产生能量断方法中，传统使用的振动频谱分析方法还没有较小但频率较高的冲击；同时滚动体滚过某一缺统一的专门针对轴承的报警标准，往往在现场应陷位置时则会产生一个能量相对较大、频率较低用中无法给没备维护人员准确、精确的结论，指导的冲击，这种冲击会随着滚动体或滚道表面产生维修。的缺陷而明显增大。冲击脉冲法就是采用特殊的冲击脉冲技术作为瑞典SPM公司的专利分传感器将

4、以上信号放大后加以采集，经过分析处析滚动轴承故障的一门技术，以其可以实现提前理后确定滚动轴承的运行状态。其原理如图1所很长周期预知、适用于低转速、变负荷等复杂工况示。的轴承诊断，为诊断业界所熟知和推崇，并广泛应因此冲击脉冲技术可以用于分析滚动轴承的用于石化企业的各种设备上。如挤出机、ABB电损伤状态和润滑情况。测试时需要输入轴承参数机、西门子电机、苏尔寿泵、英格索兰空压机等均以及设备转速，这些因素会生成dBi值，该值在测安装和预置了SPM测试螺钉或者半在线测试系试时会自动去除。这些测试的结果就可以使用同统。SPM

5、冲击脉冲测试技术得到了多家设备制一个标准进行评估。相对振动分析的各种方法而言，该标准是直接用于分析评判轴承本身状态的造商的认可。一个标准，而不是像ISO10816等标准是评判设电机电气信号分析技术是专门针对电机电气故障分析的一门技术。其在线采集运行电机的电收稿日期：20110卜24。压与电流实时信号，经过FFT频谱分析和时域波作者简介：张培，1982年毕业于北京化工大学化工机械专形分析，可以提前预知电机转子断条、断路、变频业，获学士学位，已发表专业技术论文12篇，现任石油化工器等故障。该项测试技术弥补了以往电机分

6、析仅管理干部学院专业技术部副教授。使用机械测试方法进行故障诊断的方式，可以更Email：zhangp．gigy@sinopec，coIll石油化工设备技术备整体状态的。因此冲击脉冲技术更加可靠准1．2电机电气信号分析技术确。电机电气信号分析技术是基于运行电机在正常负载情况下，通过采集电机3相电压与电流信号，进行FFT分析和波形分析，从而对电机电气状态进行评估的专业技术。并且，电气信号分析是作为电压和电流波形的评价条件，增加了对与功率、电机、负载有关信号的快速过滤诊断，它还提供一些涉及功率质量、直流电机分析、发电机

7、分析等独特的能力。电机电气信号分析技术可以用于分析评估电源品质、电机定子绕组健康状态、转子、耦合器、变圈～频装置、轴承和啮合问题等。以电机变频器为例，良好的变频装置调制出的电压信号与电流信号相位相同，FFT频谱在高频及低频均应正常无谐波成分。如果电压与电流波形在相位上出现了90度偏差，一般都是表明接地出现问题，还会导致一图1冲击脉冲原理示意些噪声信号介入，波形变得异常。图2电机电流与电压波形图2现场案例降温后仍保持在90～95lC。使用红外热成像仪某石化企业一台搅拌机驱动电机为3相交流进行观察扫描发现，发热位置从

8、接线端子盒周围电机，额定功率225kW，额定电压380V，额定电向四周扩散，使用振动频谱分析仪测试电机振动流425A，额定转速1490r／min，电机两端为滚幅值正常，频谱无明显异常。动轴承(型号为6320)。该电机在线运行超过5根据现场情况，决定使用SPM冲击脉冲测年，最近几个月来出现了发热现象，最高温度可以试技术和电机电气信号分析技术同步对电机进行达到11o℃左右，使