摘要：定子是电动机重要的组成部分之一，由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，定子绕组是指安装在定子上的绕组，也就是缠绕在定子上面的铜线。绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。是电动机进行电磁能量转换与传递，从而实现将电能转化为机械能的关键部件。
关键词：定子绕组；对地短路；能量转换
引言
在绕组修复过程中，由于绝缘材料或工艺存在瑕疵，嵌线人员粗心等原因，在修复好的绕组中会留下潜伏性的缺陷，有缺陷的新修定子做耐压试验时，往往会有一相、两相甚至于三相不能通过，排查故障及修复时需耗费大量的时间及人力，使工期延长，从而导致电机不能按时出厂，因此就如何提高新修定子绕组耐压试验通过率的研究非常有必要。
1、中小型电动机绕组常见故障及修理方法
定子是电动机重要的组成部分之一，由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，定子绕组是指安装在定子上的绕组，也就是缠绕在定子上面的铜线。绕组是由多个线圈或线圈组构成一相或整个电磁电路的统称。是电动机进行电磁能量转换与传递，从而实现将电能转化为机械能的关键部件。
三相电动机由于过载、过电压、缺相运行或绕组受机械碰撞等，致使绝缘损坏而造成绕组短路。
对于中小型电动机，将绕组短路故障位置找出后，若绝缘损坏较轻微且老化程度不严重，可按局部修理方法进行。
1.1线圈匝间短路的修理。线圈匝间短路都是由于导线绝缘层破损而引发的。如短路故障发生在槽外部分且导线绝缘损坏不严重时，可以将绕组绝缘加热软化，再用划线板插入短路线匝间轻轻分开并用绝缘材料予以隔离，趁热涂上绝缘漆即可。若有短路线匝的线圈处于双层叠绕组槽的上槽且其绝缘损伤又比较轻时，则可采取先将导线绝缘好，以及更换槽绝缘后再把翻出槽的线圈元件边重新嵌入槽内，涂漆烘干后予以修复。当线圈匝间短路比较严重或短路故障点又处于双层绕组下层槽内时，一般就须更换新绕组。
1.2线圈间短路的修理。这种故障通常是由于极相组内各线圈间过桥线放置不当，或者是嵌线方法不对而在整形时又敲打过多所引起。如果短路故障发生在绕组端部或铁芯槽口，可将绕组加热后用划线板分开短路线圈，再垫入绝缘予以修理。
1.3极相组内短路的修理。极相组内线圈间的短路故障，大多是因为极相组首尾线端的绝缘套管未套到位，或者是绝缘套管破损击穿所致。当出现极相组内短路故障时，可将绕组加热变软并用划线板撬开线圈引线处，把绝缘套管重新套到位或用绝缘材料予以隔垫好。
1.4相间短路的修理。相间短路故障多发生在绕组端部、双层绕组的上下层间及三相绕组的引出线间。造成短路故障的主要原因为端部和层间的相间绝缘垫放置不当或老化破损；各相绕组的连接线、引出线绝缘不当或严重破损等，都有可能产生相间短路故障。电动机绕组一旦发生相间短路故障，其后果是非常严重的，轻则引起电气线路跳闸，重则将使绕组局部或大部烧损。其修理则应视故障部位、毁损程度和范围，对症采取局部或重换绕组等修理方法。
大型电动机检测出有短路故障时，由于绝缘等级高，很难将其加热到绝缘软化而不损坏绕组，所以只能采取更换绕组的修理方法。
2、大功率电动机绕组维修现状
在绕组修复过程中，由于绝缘材料或工艺存在瑕疵，嵌线人员粗心等原因，在修复好的绕组中会留下潜伏性的缺陷，有缺陷的新修定子做耐压试验时，往往会有一相、两相甚至于三相不能通过，排查故障及修复时需耗费大量的时间及人力，使工期延长，从而导致电机不能按时出厂。
电动机定子绕组相与相之间及每相与机壳之间经过绝缘处理后，应能承受一定的电压而不被击穿的性能称为耐压。交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，试验的目的是为发现因电磁外层绝缘质量问题和维修中对绕组绝缘造成损伤，其中有些较轻的质量问题和损伤短时升压试验时不能被发现，而实际运行时则可能合、断电源等造成操作过电压或雷电过电压等瞬时高电压冲击下造成绕组击穿短路，发生整机损坏，轻者损坏电机，重者可能损坏其它配套设备或造成更大的经济损失。
绕组耐压试验对于判断电气设备能否投入运行时的实际情况，能真实有效的发现绝缘缺陷。
在绕组对机座各相之间施加一定值的50Hz交流电压，历时1min而无击穿现象为合格，低压电机试验电压标准：1KW及以下，有效值为2UN+500V；1.1KW~3KW，有效值为1500V；4KW及以上，有效值为2UN+1000V。
绕组耐压试验是鉴定电机大修后绝缘强度最有效和最直接的方法，是预防性试验的一项重要内容，是保证电机大修质量的一种重要手段。
为了找到造成新修定子绕组耐压试验通过率低的主要症结所在，特组织技能相当的9名员工对9台奥地利生产的奥钢联掘锚运输机定子同时进行绕组大修作业。这9台电机定子的槽内干净度、槽口的状况基本一致，所用绝缘材料耐压等级相同，尺寸相同，在同等的作业环境下操作完成。
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在对9台电机定子做耐压试验时有4台电机不合格，不合格率高达44%，对这4台不合格电机进行原因分析时，发现有一台是层间跑偏致使上下层电磁线直接接触从而造成相间短路，占不合率的25%，其余3台不合格电机都为槽口绝缘材料被击穿造成对地短路，占不合格率75%，由此可见，只要解决这两个问题就可大大的提高绕组耐压试验通过率。
3、故障原因分析
经分析后造成这4台电机定子槽口绝缘击穿的原因有以下三方面：
3.1作业人员嵌线技能有待提高；
3.2槽口有毛刺；
3.3嵌线工具不完好。
此次参加实验的9名员工技能相当，都是班组骨干成员，对于第一个分析确认的原因可不做为主要因素进行解决，但对于新进厂以及技能操作水平不高的员工应通过“师带徒”、“一帮一”、“赶帮学”等多种途径帮助员工提升技能。
因为是绕组修复作业，电机定子在加热拔除旧绕组时使用的拔线机、撬棍、大力钳等工具不可避免的会损伤到定子铁芯，后期虽然会进行铁芯修复，但很难做到将每个槽口都修复到标准状态，槽口上目测不到的毛刺、细微凸起会损伤绝缘材料，留下潜伏性缺陷，在进行高出两倍额定电压加1000伏的耐压试验时，这个潜伏性的薄弱点就会被击穿，从而造成对地短路。
嵌线工具不完好会将槽绝缘材料划伤，划伤部位同样会留下潜伏性缺陷，在进行耐压试验时，划伤部位就会被击穿，从而造成对地短路。
4、具体应对措施
如何将这一问题彻底解决？经分析研究后，决定采用改变嵌线工艺流程的方法来提高新修绕组耐压试验通过率，具体改变方法如下：
4.1嵌线时必须使用引槽纸。
槽纸有没槽纸和出槽纸之分。工作中，我们将高出槽口10-15mm的槽纸叫做出槽纸，将高出槽口5mm以内的槽纸称之为没槽纸。在以往作业中，员工们只有在嵌没槽纸的电机定子绕组时才会使用引槽纸，而嵌出槽纸电机定子绕组时，为了图省事，将出槽纸高出槽口的部位视做自带引槽纸来使用，致使在嵌线过程中槽绝缘因重复的嵌线动作磨损或被不完好的工具划伤，而使新修的电机定子绕组留下缺陷。
引槽纸的长度应略长于槽纸的长度，这样可以更好的保护槽口的绝缘纸不被损伤。在作业过程中发现引槽纸破损，立即更换，确保槽绝缘性能完好。
4.2嵌线使用的压线板、划线板封槽压脚等工具须打磨的光滑圆润，确保在使用过程不划伤绝缘材料，使用的燕尾剪应锋利，保证在裁剪绝缘纸时不会因为刀口笨钝而将槽绝缘横向拉伤，造成潜伏性缺陷。
4.3层间绝缘在插入前进行导角处理。
为了防止层间绝缘在插入时将下层的电磁线夹住或跑偏造成相间短路，需将层间绝缘插入端的端部剪两个导角，并在插入前将层间轻轻折叠捋一下，将层间插入槽中后，作业人员应抽动几下，感觉一下有没有“卡”有没有抽动困难的现象，如没有这两种感觉就可继续下一个操作步骤，如有则需将层间抽出后重新插入。
通过这两项操作工艺小改动，有效的避免了层间夹线及跑偏现象，确保了相间绝缘的可靠性。
4.4增加封口盖纸。
封口盖纸应裁剪成等腰梯形，下底边长度以能包裹住槽口部位的最上一层电磁线为宜，一般160KW以上的电机取35-40mm为宜，小功率电机取10mm左右为宜，上底边长度略短于下底边长度1-2mm，高度应为10-20mm。封槽前将封口盖纸一半插入槽内，一半留在槽口外，在确定封口盖纸将槽口内最上一层电磁线全部包裹严密后方可进行封槽。这样相当于给槽口部位增加了两倍的绝缘保护材料层，如果第一层绝缘材料因各种不可预防的原因造成损伤而埋有潜伏性隐患，那么第二层绝缘保护可将这个隐患彻底的修复，保证了绝缘的完好性，确保了耐压试验的通过率。
结束语
通过采取以上几项措施后，新修定子绕组的故障率得到了很好的控制，在对后来修复的定子绕组做耐压试验时发现，通过率几乎达到了百分之百，质量把控得到了有效提高。
参考文献
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论文作者:候爱叶
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/12
标签：绕组论文; 定子论文; 耐压论文; 电机论文; 线圈论文; 电动机论文; 故障论文; 《基层建设》2019年第16期论文;