（华润电力（六枝）有限公司 贵州六枝特区 553400）
摘要：我司排粉电机至投运至今，线圈温度明显偏高，尤其夏季线圈温度在满负荷情况下频繁报警（未超过允许值），困扰专业问题迟迟不便解决。本文从一台电机线圈故障开始展开一系列检查校核，查出问题所在，结合现在新绝缘技术，实施对电机线圈改造，从而达到降低温升效果。
关键词：线圈；温升；绝缘
前言
一般情况下，三相异步电机温度过高的原因及解决办法通是负载过大，应减轻负载或更换较大容量的电机；电机风道阻塞或风扇型号不匹配，清理阻塞物或更换合适风扇；环境温度升高，增加冷却风机降温等措施。
一、事件经过
2014年12月16日，2B排粉电机运行突然跳闸，6kv开关保护“电流速断保护”动作，联系运行做好安全措施后，对电机进行检查发现电机后端部线圈有击穿烧焦点，后侧端部观察窗台板有金属颗粒碎削，解体后发现定子U相上层线圈在定子铁芯中段位置发生对地绝缘击穿短路。排粉电机主要技术参数：型号YKK450-4功率710Kw转速1490r/m定子电压6KV定子电流79.5A接线1Y工作制S1功率因数0.899安装形式IMB3冷却方式IC611重量4255Kg
二、事件原因分析
1引起事故原因绝缘老化后变碎，在电磁力作用下逐步磨损，发展成对地接地短路击穿。
2根据JB/T7593-2007（Y系列高压三相异步电机技术条件），对于450基座，#1铁芯，4极电机，一般电机功率在560KW以下（冷却方式611），而2B排电机功率在710KW，裕度非常少，热负荷较高，加之该电机铁芯较长，中间又没有通风道，导致热交换极不均匀，所以中间铁芯温升较高。
三、参数实测及校核
1.解体实测原始各参数并校核热负荷
铁心：
Da：710mmDi：430mmLt：645mm(整段，轴向通风)Z：48bn*hn：14.0*68.5mm(楔下62.0mm)
绕组构成：2p：4q：4Y：10(即1-11)a：1Y
线圈：2-2.32*4.41/2.74*4.96SBEMB-40/155-2Y3F9匝，平行双根绕法
线圈截面：匝间9.90*24.80/主绝缘13.92*27.84V.P.I.
线圈长度:直线L1=645+2*35=715mm总长L2=1105mm
槽内垫条：槽底1mm层间3mm
槽楔：4mm
2.校核
输出功电流：Ikw=710*1000/(SQR(3)*6000)=68.32A
定子电流标幺值：i1=79.5/68.32=1.1636对于4极电机不高
根据JB/T7593<Y系列高压三相异步电机技术条件>，710KW4极效率95.0%功率因数0.87，算出i1=1/(0.95*0.87)=1.2099
热负荷：
导线截面：S=9.6818mm#根据实测线规，实际线规a边靠近2.36,公差-0.04(此尺寸段规定±0.03）超标。b边靠近4.5,公差-0.04(此尺寸段规定±0.05）合格；
电流密度：J=79.5/1/(2*9.6818)=4.1056A/mm#
线负荷：A=79.5/1*9*2*48/(43.0*π)=508.476A/cm
热负荷：AJ=508.48*4.1056=2087.6对IP44IC611偏高（正常设计的控制值在1800左右）；
导线绝缘厚度：A-a=2.74-2.32=0.42mm（标准厚度0.40mm）；B-b=4.96-4.41=0.55mm）合格。
依据JB10098对导线绝缘（即匝间绝缘）的可靠性评估：每只线圈的匝间冲击电压试验峰值(4Un+5000)*0.65=18850V，平均每匝2094V（18850/9），折合有效值2094/SQR(2)=1481V第一个波为标准正弦波；两匝导线之间的最小击穿电压2500*2=5000V（SBEMB-40/155击穿电压为10a弯曲螺线管2500V），匝间冲击试验的安全系数5000/1481=3.38倍稍差（正常设计5倍）；匝间高度(2.74+0.02)*9=24.84mm旧线圈24.80压得正常；宽度4.96*2+0.10=10.02mm旧线圈9.90mm压得正常；主绝缘厚度（正常设计6KV双边3.6mm）按照现在的绝缘尺寸：宽度，13.92-9.90=4.02mm涨起来；高度27.84-24.80=3.04mm线圈软嵌，压缩；槽内填充高度，满槽68.5-2*27.84=12.82mm富裕（一般8-9mm）；楔下62.0-2*27.84=6.32mm富裕；宽度，14.00-13.92=0.08mm线圈涨起来，贴紧槽壁。
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综上述：原电机多项设计参数不满足要求，导致电机热负荷较高，需进行降低线圈温升改造。
四、新线圈改造
1.设计要求
选择最好的导线及主绝缘材料。在保证绝缘可靠性的基础上，尽量减薄绝缘，以便加大导线截面。根据电机现场运行时，定子电流标幺值，空载电流不大。可以减少一匝。但综合考虑为确保较小空载电流与较高功率因素本次改造匝数不变，最大限度增加截面积方法降低热负荷。
2.设计选型
线规:2.50*4.75S：11.325mm#，导线绝缘：型号与名称:SBMYFB-34/180-1N自粘性单玻璃丝包聚酰亚胺—氟树脂复合薄膜绕包烧结线；绝缘结构:0.04mm国产单面胶复合薄膜2/3叠包1层，加单玻璃丝浸H级漆，加自粘性胶；击穿电压:4a弯曲螺线管6kV；匝间绝缘的可靠性评估：依据前面计算，匝间冲击试验的安全系数8.10（6000*12/1481）倍；
绝缘导线：A=2.50+0.34=2.84mmB=4.75+0.30=5.05mm；
匝间高度：(2.84+0.02)*9=25.74mm宽度5.05*2+0.10=10.20mm；
主绝缘厚度：3.5mm，主绝缘结构0.14*255440-1半迭包4层，0.14*255443-1半迭包4层混包，0.04*25热收缩型聚酯薄膜半迭包1层（不计厚度）热模压后的计算厚度0.42*4+0.44*4=3.44mm，其中瞬间击穿达到47Kv；
主绝缘后高度：25.74+3.44=29.18mm宽度10.2+3.44=13.64mm；
槽内填充：高度满槽68.5-2*29.2=10.10mm（一般8-9本电机槽楔偏下）；
楔下：62.0-2*29.2=3.6mm（一般3-4mm）
宽度：14.00-13.64=0.36mm（一般0.3-0.4mm）
绝缘工艺：采用端部预热半固化，直线模压固化。单只线圈,模压规定耐压32Kv/1分钟；接线以后，模压工艺耐压27.5Kv/1分钟。
线圈绝缘介电性能试验：包括匝间耐压（按JB/T10098）和工频耐压(按JB6204)；经过检验与试验的线圈包端部保护带，0.10*25涤玻交织带半迭包。
嵌线：端箍绝缘用0.14*255440-1粉云母带半迭包8层；端箍与线圈之间垫1-2层3mm厚的涤沦适形毡；槽内垫条和槽楔用3240环氧酚醛玻璃布板；焊接用银-磷铜焊条；引出线使用JBHF-6000V橡胶护套橡皮电缆。
3.定子绕组试验
3.1各个阶段的工频交流耐压
单只线圈下槽内：17500V（2.50*Un+2500）;接线后,浸漆前：15500V（2.25*Un+2000成品电机组装后：13000V(2*Un+1000).
3.2常态绝缘电阻和吸收比：绝缘电阻应达到1000兆欧以上,吸收比>1.3；
3.3直流电阻：三相直流电阻相对误差<1%；
3.4短路试验：定子单独通三相交流电.要求三相一致.没有异常现象；
3.5直流耐压试验(浸漆后):3Un，30000V在2.5Un时,泄漏电流不大于20微安,三相一致。
按照电动机生产工艺完成厂内生产试验，热负荷降到1784（新线圈截面增加16.97%），在控制范围之内；主绝缘结构达到优等指标。匝间冲击试验的安全系数超过5倍的设计原则，匝间冲击达到10KV线圈标准。
五、改造后效果确认
改造前，度夏期间，定子线圈温度在高温天气（环境温度39度）、机组额定负荷时，排粉电机定子线圈最高能达到125℃，最低100℃左右。经改造后，设备UVW线圈温度下降明显，定子线圈最高温度未超过87℃,效果明显。
六、结束语
电机实际运行中，温升高低直接影响设备绝缘，如何改善设备运行温度及减少自身损耗尤为关键。改变线圈匝数、增大截面积等方法均可达到降低温升目的，但我们必须考虑设备绝缘强度、负载特性及功率因素等关键指标，针对不同负载特性，实施不同技改方法才能达到我们所期望的目标。
参考文献
[1]JB/T7593-94<Y系列高压三相异步电机技术条件>
[2]赵家理<电动机修理手册>中<交流电动机的铁心铁耗试验>一节
作者简介
朱健（1984-），男，贵州省贵阳市，华润电力（六枝）有限公司研究方向：电力技术。
张桔(1975一)，男，四川成都人，华润电力（六枝）有限公司研究方向：电力技术。
论文作者:朱健,张桔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/25
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