高压电动机常见的故障分析及处理

高压电动机常见的故障分析及处理

李哲

山东核电有限公司， 265100

摘要：高压电动机是工业生产中的常见设备，是可以将电能转换为动能的设备，在工业生产领域中发挥了巨大作用。高压电动机的维护和保养是当前的重要问题，依据其不同的故障表现形式对其进行故障排除及处理，提升高压电动机的安全性以及使用寿命。 关键词：高压电动机；常见故障；分析处理

引言：高压电动机是电力系统中不容忽视的重要环节，日常维护、检修工作更是其中的重中之重。以此为目的，本文对于日常工作中常见的高压电动机的故障类型进行分析，并讨论其检修方法，希望对于高压电动机的日常维护能起到一定的借鉴意义。

1 高压电动机的组成结构及原理

想要了解高压电动机常见故障的解决方法，一定要对高压电动机的结构组成及原理进行详细的了解。电动机分为定子和转子两部分，定子由绕组、铁芯以及机座组成，是电动机的固定部分；转子一般由电枢铁心、电枢绕组、转轴以及风扇四部分组成，是电动机的转动部分。定子部分中的铁芯一般都是硅钢板制作而成的，厚度一般为0.4~0.5毫米左右，经冲制和叠压形成铁芯，铁芯的磁性较强，在通电线圈中有较强的磁感应^[1]。其内圆中的槽用来放入定子绕组。不同的槽型放置的绕组不同。绕组是指与电动机电源电压值相对应的电气线路，按照一定规律排列在定子槽中。高压电动机中常应用三相绕组：槽数相等，分布均匀，空间相互间隔120°电角度^[2]。

此外，高压电动机一般情况下拥有独立的冷却器，常见为水冷以及风冷。水冷的冷却器一般在电动机顶端，冷却水中常含有杂质，热交换毛细管会出现堵塞，降低冷却效果，因此，在食用化学清洗剂清洗后一定要详细检查，确保无漏水。避免电动机内部绝缘被破坏，出现接地短路等不良情况发生。而风冷在运行和检修时，扇叶可能发生形变，导致运行时有振动而损坏电动机。

高压电动机的工作原理是：电动机定子绕组接通电源后，三项交流电在定子绕组内形成旋转磁场，此时，电动机转子绕组闭合回路中由于和定子磁场的相对运动，产生感应电流，电动机转子绕组内的感应电流的有功分量与定子电枢磁场的共同作用，使得转子上产生电磁转矩，电磁转矩推动转子向定子磁场的旋转方向进行旋转，产生动能，带动其他设备工作。

2 高压电动机常见故障

2.1轴电压的产生以及危害

高压电动机具有功率大、容量大等特点，但是在实际应用过程中常发生定子铁芯硅钢片磁化差异以及气隙差异等不平衡磁路。这种情况下一般会考虑三相电源缺相，转子运行不同心，电动机环绕轴磁路不对称等问题。导致轴、轴承以及机座之间的回路出现轴电流。致使电动机转子轴两端、轴与轴承之间易出现对地轴电压。一旦轴电压超过一定数值，会导致轴电压突破轴承油膜，同时产生轴向电流，并在衬套、滚子、轴颈等部位出现点状燃烧。

2.2运行过程中振动过大

电机振动超过标准值时会对于电机造成损害，影响电机的正常运行。通常情况下面对电机运行过程中振动过大的问题，可以振动测试仪以及频谱分析仪对电机的振动频率进行准确的测量。并根据测量数据进一步分析振动原因的可能性。这样操作可以避免盲目维修，浪费时间和资源，让电机尽快恢复正常，减少对生产的影响。对于电动机振动值超标一定要加强重视，严重振动可能造成烧瓦等不良后果^[3]。

2.3端盖常见故障

一般情况下，高压电动机端盖都配有轴承套，长期受外力因素影响，会使得电动机端盖以及轴承套发生形变。导致高压电动机轴承外套在运作过程当中不断对内孔造成磨损。导致内孔直径变大，无法使用。

2.4定子线圈电晕现象

高压电动机对于定子线圈的通气槽以及出口槽有明确的要求，一旦绝缘表面的通气槽和末端的出口槽电场分布不均匀，局部场强将会持续升高，达到一定值后将出现弧光放电，发生电离，也就是我们常说的电晕现象。电晕现象主要存在于额定电压大于6000V的高压电动机，电晕现象会导致热效应的产生，并出现碳氧化物以及臭氧，破坏绝缘，造成线路的腐蚀。晕放电过程中不断进行的流注和电子崩会形成高频电场脉冲，形成电磁污染。因此额定电压大于6000V的高压电动机的电晕预防措施十分重要。

3 高压电动机常见故障处理方法

3.1轴电压的处理方法

想要解决轴电压必须中断电流电路，这样一来绝缘是关键。当电动机具有轴承座时，可以在轴承座的后负载端加绝缘垫，同时将绝缘套管安在固定螺丝上。当电动机具有端盖轴承时，依据轴承不同绝缘可采用不同方法。当轴承为滑动轴承时，绝缘垫放置在轴承衬套之间。当轴承为滚动轴承时，则需要在轴承衬套上添加绝缘隔板，轴承衬套的固定螺丝上也可以安装绝缘衬套。这些绝缘方法应该根据不同情况进行使用，当然最好的隔缘方法是使用绝缘轴承，但是成本过高^[4]。

3.2运行过程中振动过大原因分析

导致高压电动机运行过程中振动过大的原因很多，需要进行具体情况具体分析。本文中给出常见原因的分析。造成机械振动的可能原因有两部分：转子部分以及转子支撑部分。转子部分的可能原因为：转子轴出现弯曲，转子轴承出现磨损，转子铁芯出现变形，转子动平衡块存在松动或者电子尘垢不均匀（发生于开式电机）等。而转子支撑部分镇定的原因包括：轴承损坏、端盖变形、轴承室内孔磨损等。

3.3端盖故障处理方法

高压电动机端盖或轴承套内孔磨损扩大一般有三种解决方法：其一，更换零部件。其二，镶套处理内孔。其三就是对内孔进行喷涂。其喷涂方法与套筒相仿，不同点是喷涂的金属材料会代替套筒的材料。当备件制作时，不仅要注意尺寸和公差水平的相同，同时还应注意，可能存在的未释放应力以及在此形变的发生性。因此，在实际衬套处理过程当中，应保证套筒一侧厚度大于5毫米，并于本体和衬套间进行定位处理。将已喷涂的金属材料进行更换，注意对齐，要做到以下几点：内孔大小相同，内孔轴线必须要垂直于平面，而轴承外套与轴承室之间的安装界面应该垂直于端盖平面^[5]。

3.4定子线圈电晕现象预防处理方法

一般情况下，为了减少电晕现象的产生，通常采用低阻抗光晕层对槽线圈的绝缘表面进行处理，使得通风槽部位的电场分布均匀，进一步减小轴向场的场强。并且还能让低压电阻云层以及槽壁与低电位接触，使间隙短路。当晕层电阻较低时，可以确保晕层稳定接地，使槽壁和绝缘层之间的间隙全部发生短路，避免出现电晕。为了进一步减少抗电晕层的浪费，抗电晕层性能应该适度。使抗电晕层于低电位下较近接触。可以促使在低电阻抗在电晕电位下变成电容电流，于表面产生压降。通常情况下都考虑热塑性绝缘线圈，使抗电晕层的电阻率在104-105范围内，极大程度地减少电晕发生情况。

结论：

综上所述，通过了解高压发动机的结构组成和常见故障表现（如振动、电晕现象等），可以帮助维修人员更好的发现电动机的故障。本文中对于高压电动机的常见故障进行简要概况，并对其故障出现原因以及故障处理方法、要点进行了阐释。希望对高压电动机的日常维护、检修工作能够起到借鉴意义，从而能够在维修高压电动机的过程中节省时间，少走弯路，确保生产设备可以正常运转，为企业的经济效益提供坚实的基础保障。

参考文献：

[1]邓永新, 刘明星. 高压电动机发生故障的原因分析及处理措施[J]. 小氮肥, 2018, 046(012):25-26.

[2]余勇. 关于6kV高压电动机故障分析及预防措施探讨[J]. 科技创新与应用, 2018, 000(015):127-128.

[3]孙俊. 关于常见的高压电机检修要点技术与故障分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(030):594.

[4]姚博文. 关于6kV高压电动机故障分析及预防措施探讨[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(003):364.

[5]蒋绍凤[1], 唐亮[2]. 高压变频器的操作维护及常见故障处理[J]. 变频器世界, 2018, 000(003):P.71-72.