摘要：随着社会与经济的发展，人类对于高压电机的需求越来越大，如果发生突发性事故停机，将直接造成经济损失。三相高压异步电动机的使用故障以及检修一直是电机领域研究的热点。异步电动机在实际应用中，由于各种原因，导致电动机的故障率升高、效率降低，因此对可控故障的高压电机进行研究分析是相当有必要的，为其他有关高压电机故障的研究提供了一定的参考。
关键词：高压电机；故障分析
前言
高压电机在过去出现故障后，往往都是由专门的电机修理厂进行修理，现场检修人员只负责处理简单的轴承故障，这样一来，就会造成设备维修时间较长，同时，设备修理费用很高，对于发电厂的正常生产运行造成了很大的危害。本文首先分析了高压电机故障分类，其次，结合自己的实践经验，就高压电机的常见故障应对措施进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。
1.高压电机的常见故障
1.1电机冷却系统故障
由于生产需求，高压电机开动频繁，振动大，机械冲力大，很容易导致电机循环冷却系统发生故障，这主要包括以下几个类型：
首先，电机外部冷却管道出现损坏，导致冷却介质的流失，进而降低了高压电机冷却系统的冷却能力，冷却能力受阻，导致电机温度升高；
其次，冷却水出现变质后，冷却管道遭到杂质的腐蚀与堵塞，导致电机出现过热的问题；
最后，部分冷却散热管对于散热功能与导热性要求较高，，不同材质的物体间因收缩程度不同而留下空隙，两者结合位置出现氧化与锈蚀的问题，冷却水渗透到其中就会导致电机出现“放炮”事故，电机组将自动停机，导致电机组不能正常工作。
1.2电机转子故障
电机在启动与过载运行过程中在各种力的影响下，电机内部转子的短路环与铜条焊接上，致使电机转子铜条慢慢发生松动，一般由于端环不是整块铜料锻成，其接焊缝焊接不良，在运行中受热应力容易造成开裂。铜条与铁芯配合过松致使铜条在槽内发生振动，可引起铜条或端环断裂。此外，安装工艺执行不到位，在线棒表面产生细微的糙化作用，不能及时散热的话，严重的会导致膨胀变形，引起转子振动加剧。
1.3高压电机定子线圈故障
在高压电机故障中，由定子绕组绝缘损坏引起的故障占到了 40%以上。高压电机在快速启停或快速变负荷时，机械振动会使得定子铁心与定子绕组产生相对运动，在热劣化下即发生了绝缘击穿现象。温度的升高加速了绝缘表面的劣化，改变了绝缘表面的状况，从而引起了与绝缘表面状况相关的一系列变化。由于绕组表面油污、水汽、污秽，定子绕组不同相间的放电，接触部位的高压引线绝缘层表面红色防晕漆已变成黑色。高压引线部分检查，高压引线断裂部位正处在定子机座棱角部，续在潮湿环境下运行，导致定子绕组高压引出线绝缘层老化，使得绕组绝缘电阻值有下降现象。
1.4轴承故障
高压电机用得最多的是深沟球轴承和圆柱滚子轴承，造成电机轴承故障的主要原因有安装不合理，没有按照相应规定进行安装。润滑剂不合格，如果温度异常，油脂的性能变化也很大。这些现象都导致轴承很容易出现问题，导致电机出现故障。如果线圈固定不牢，会使线圈与铁心发生振动，定位轴承承受了过大的轴向负荷，会导致轴承烧毁。
1.5绝缘击穿
如果环境潮湿，电气和导热性能较差，容易造成电机温升过高，导致橡胶绝缘变质甚至剥落，致使引线松动，发生断裂甚至弧光放电问题。轴向的振动会造成线圈表面与垫块和铁心发生摩擦，造成线圈外侧半导体防晕层的磨损，严重时直接破坏主绝缘，导致主绝缘击穿。高压电机受潮导致其绝缘材料电阻值难以达到高压电机规定的要求，致使电机出现故障；高压电机使用年限过长，防晕层与定子铁心接触不良出现电弧，电机绕组出现击穿导致电机最终出现故障；高压电机的内部油污浸入主绝缘之后，容易引起定子线圈匝间短路等，高压电机内部接触不良，也很容易导致电机出现故障。
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1.6轴电流故障
由于大容量高压电机装配与自身原因会导致磁通的不对称，导致产生轴电压，称为“单极效应”。当轴电压足以击穿轴和轴承间的油膜时，便会发生放电形成轴电流，使得润滑冷却的油质逐渐劣化，严重时烧坏轴承，致使停机造成事故。大致有以下原因造成磁通的不对称：由于定子和转子气隙的不均匀，造成磁通的不对称；因为定子铁芯局部的磁阻较大，如定子铁芯锈蚀，或者分裂式定子铁芯，在现场组装接合的不好等原因，造成局部的磁阻过大；因为分数槽电机的电枢反应的不均匀，造成转子磁通的不对称。
2.高压电机常见故障的应对措施
2.1电机冷却系统故障应对措施
对外部冷却管路进行监管，最大限度地降低外部冷却管路介质的温度。提高冷却水水质的质量，减少冷却水杂质腐蚀管道，冷却通道堵塞的机率。润滑剂滞留在冷凝器会降低冷凝器的散热速度，并制约液态制冷剂的流动。针对铝制的外部冷却管路漏水现象，检漏仪的探头在所有可能渗漏的部位附近移动，在需要检查的部位，如各连接头、焊缝等。进行现场检修时，必须在高压电机铝制外部冷却管路漏水处涂抹胶水，可以很有效地防止钢与铝的接触，达到很好的防氧化效果。
2.2电机转子故障应对措施
应对高压电机转子焊接断点进行检查，仔细清理铁心槽内的杂物，主要检查有无断条、裂纹等缺陷，使用铜质材料在焊接断裂处进行焊接，将所有的螺丝紧固完毕以后再开始正常运行。对转子绕组作细微检查，做到预防为主，一旦发现需要及时的更换，避免出现铁芯的严重烧损。定期检查铁芯拉近螺栓情况，进行转子的重新安装，必要时测定铁芯损耗。
2.3定子线圈故障应对措施
根据施工现场条件，对电机绕组的高压引线段先采用绝缘胶带包扎。按检修电工常用的“吊把”工艺，单独将故障线圈上槽边缓缓吊离定子铁芯内壁30～40毫米处，并设法固定。重新包扎绝缘部位，用粉云母带半叠包扎上层边直线段对地绝缘10～12层，接着包扎其邻槽线圈两头鼻部对地绝缘，线圈端部斜边段涂高阻半导体漆，涂刷长度12mm。最好加热、冷却各进行两次。第二次加热前要再次上紧压模螺丝。
2.4轴承故障应对措施
电机专用轴承有开式和封闭式两种类型，具体选择要根据实际情况。轴承而言，需要通过选择特殊的游隙和润滑脂，轴承在安装的时候，润滑的选择要注意，有时候要用有EP添加剂的润滑脂，可在内套上涂上一层薄薄的润滑脂，可提高电机轴承运行寿命。正确选用轴承及精确使用轴承，减少装机后轴承工作径向游隙和采用浅度外圈滚道结构来防止。电机组装时，还需仔细检查轴承安装时轴承与转子轴的配合尺寸。
2.5绝缘击穿应对措施
绝缘技术是电机制造和维修环节中重要的工艺技术之一。为保证电动机长时间运行的稳定度，因此必须提高绝缘的耐热能力。在主绝缘内部放置半导体材料或金属材料的屏蔽层，来改善沿面的电压分布。完善的接地系统是系统抗电磁干扰的重要措施之一。
2.6轴电流故障应对措施
若在检修工作中，因为电机安装或者装配不当，将会使传动系统不能平稳长期的运行或者使电机的定、转子的磁力中心不能重合产生轴向力，增加电机的振动、噪声，同时使得轴电压升高，如果预防轴电流的绝缘垫绝缘不好，在电机运行后会很快发生故障，电机运行的声音异常，因电腐蚀轴承损坏。所以，容量较大的高压电机都有预防轴电流的措施：一般情况，通过在非负荷端加绝缘垫的方式来阻断轴电流；另一种方法是对于大型电机，采用碳刷短接两端的轴承，防止轴电流经过轴承。
结束语
通过以上对高压电机的常见故障进行了分析，同时根据这些常见故障的应对措施进行了详细的阐述，从而保证了高压电动机的安全、稳定运行。只有加强对电机全方位的运行管理，才能确保电机能够达到健康运行的状态。
参考文献：
[1]黄聪.高压电机绕组接地故障的分析与处理[J].中国新技术新产品，2011，（20）：141-141.
[2]丁万鑫，孙慧.浅析高压电机常见故障的现场检修方法[J].工业设计.2012（03）.
论文作者:谢正松
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：电机论文; 高压论文; 定子论文; 轴承论文; 故障论文; 转子论文; 绕组论文; 《电力设备》2017年第27期论文;