三相交流异步电动机故障分析、判断方法及处理

　　摘要：本文介绍三相交流异步电动机运行中故障分析和判断，提高了维护质量，便于电动机检修和设备维护需要，缩短机组停运时间，保证了机组稳发满发。具体介绍电动机电气故障、机械故障、综合故障及异常运行的判断。

　　关键词：电动机,故障分析,判断,处理

　　1.前言：

　　邹县发电厂I、II期现有6kV高压交流异步电动机约220台，380V低压交流异步电动机约800台，担负着2台30MW机组和2台600MW机组的安全经济运行，以往因电动机故障判断不准确，经验不足，设备状况不了解导致故障扩大，电动机烧毁，延误检修时间，造成少带负荷直接影响经济效益，无法保证安全运行，因而及时准确的判断故障分析处理极为重要。

　　2.电气故障判断

　　2.1 三相交流异步电动机线圈烧坏。定子线圈在长期运行中受电动力导致松动磨损，长期高电位使线圈发生腐蚀，受频繁起动电流，事故短路等大电流的冲击以及电晕和振动、定转子严重磨擦(扫堂)，转子鼠笼铜条断裂甩出划伤线圈而接地短路所致温度高等种种原因，使线圈绝缘焦脆老化而击穿，致使线圈烧坏。判断方法：看保护动作没有，接地掉牌信号发出没有，摇表测对地绝缘是否为零，三相是否导通，做三相直流电阻试验，三相直流电阻是否平衡合格( 三相直流电阻间差值不大于 2%)。

　　2.2三相交流异步电动机三相电流不平衡。三相电流不平衡将产生正序、零序、负序电流，负序电流使线圈发热温度高，绝缘焦脆老化，导致线圈烧毁。引起三相电流不平衡的原因是电动机引出线，联线短路接地(如绝缘磨破，接触机壳)，电源开关合闸不同期或一相触头故障，电晕放电，绝缘老化，匝间、相间短路接地及线圈局部过热，电源电压不平衡，换线圈后部分线圈匝数有错误和部分线圈之间接线有错误，三相线圈和匝数不平衡，用钳形电流表测量三相电流不平衡不超过10%。

　　2.3 电机绝缘老化。就邹县发电厂电机绝缘老化为例说明。邹县发电厂的I、II期投产在90年以前，运行时间较长，电机的线圈由于长时间受到化学的、热的、电的和机械的力的作用，电机的绝缘性能逐渐降低，加上锅炉房的电机由于工作环境恶劣，启动频繁，循泵电机由于轴瓦漏油，电机长期过热运行。经常出现电机因为绝缘不良而造成烧坏电机的现象。每到雨季，存在部分电机只要停电就受潮的现象。在2004年的#2机组大修过程中，锅炉房高压电机进行预防性试验时，已经有4台高压电机的泄漏电流严重超标，其中有一台高压电机在进行直流耐压试验时，泄漏电流值在电压值达到14kV时〈预防性试验规程标准15kV〉已经超过仪表的满偏刻度，电机已经不能通过正常的直流耐压试验，不能满足运行条件。另一方面，从设备的制造方面分析原因，就是以前的电机制造过程中，绝缘材料采用黄蜡带包绕，电机线圈为B级绝缘，黄蜡带随时间的增长，老化现象突出，在部分拆除的线圈中发现，有的地方的黄蜡带已经呈粉末状，黄蜡带绝缘性能降低，电机的绝缘电阻随黄蜡带绝缘电阻下降呈几何级数下降，这些电机可能随时出现问题，影响机组的稳定运行。从雨季经常出现的电机停电后即受潮的原因方面分析，主要是电机的主绝缘存在局部缺陷，电机在运行的过程中，定子线圈发热，湿度小，不会发展成为贯穿性缺陷，一旦停电以后，在空气湿度较大的情况下，局部性缺陷发展成为贯穿性缺陷，绝缘电阻便大幅度的降低，这种状况在邹县发电厂Ⅰ、Ⅱ期的电机中普遍存在，虽然采取了在大修时浸绝缘漆处理的办法加强绝缘，但是在电机的定子槽内却由于绝缘漆无法进入到槽内或者局部浸渍到槽内，电机的主绝缘会仍然存在较大的隐患。在每次电机受潮后采取碘钨灯烘烤定子线圈，降低湿度提高绝缘的办法，这种处理电机主绝缘的办法，只能是暂时的，从机组的稳定运行方面考虑，治标不治本。直流耐压是判断电机绝缘电阻老化及端部缺陷的最有效的办法，它能比摇表测量绝缘电阻更真实的反应电机的绝缘状况。

　　3机械故障判断

　　3.1振动

　　引起电动机振动的原因不外乎机械和电磁两大方面。

　　机械方面：电机在长期运行中承受负载和电机转子高速旋转导致电机地脚紧固不牢，螺丝松动，地基下沉，基础台面倾斜不平，电机台板螺丝松动，联轴器(对轮)螺丝松动，联轴器(对轮)顶死磨擦，端盖破裂。地基和安装状态不良等因素使电机和机械部分中心发生偏移。轴承损坏(电动机及负载侧)，轴和轴承套磨损，轴瓦金属磨损和润滑油不足等。负载侧传来的振动(如引风机，送风机叶片根部附着异物和积灰使负载失去平衡)。转子铜条断落，导致转子中心偏移不平衡，转子铜条在圈孔内过于松驰，转子动平衡不良。轴伸弯曲铁芯变形和定转子相擦(定转子空气隙未调好)。另外三相电流不平衡也会引起振动。

　　电磁方面：存在三相电压不平衡，单相运行，三相电流不平衡，各相电阻电抗不平衡，电动机不对称，绕组接线有错误，转子短路环开裂等。

　　3.2轴承(瓦)温度高

　　危害：温度过高严重影响其使用寿命。

　　轴承润滑油较多或较少有杂质，启动频繁，装配和运行不当，轴承质量差等原因造成机械引起的窜轴振动，使弹夹损坏磨损，金属瓦磨损，轴承套磨损，轴颈烧坏。油环卡注，冷却器(冷油器)进出水量少结垢。以及电机振动中心不准引起轴承(瓦)温度高，铁芯温度高。轴承与轴配合过松(走内圆)或过紧，轴承与端盖(轴承套)配合过松(走外圆)或过紧，两侧端盖或轴承盖没有装配好(不平行) ，联轴器(对轮)装配不良。

　　处理方法：电动机解体，检查各部件配合，必要时更换新轴承重新装配。

　　3.3异常噪声

　　电动机各部件连接部分松动，连接螺丝松动，垫、条、块绑线、端箍、压板等松动，风扇松动及风扇叶片断(裂)落。转子铜条断落，轴承损坏，轴承套磨损无紧力，金属瓦无紧力间隙大或小装配不良，定转子相擦等。另外单相运行和线圈短路接地也有噪声。如邹县发电厂#8炉A脉冲悬浮泵电机，C吸收塔循环泵电机，A氧化风机电机，均因电机质量较差，运行中曾出现冷却器隔板开焊现象，通过PI及运行中状态诊断分析轴承有裂化趋势，电机轴承声音异常。

　　处理方法：对电机解体大修，紧固各部件螺丝，紧固松动的绑线、垫块压板，检查风扇，若损坏更换之，脱落的铜条要重新焊接，检查间隙配合符合要求，检查开关避免单相运行。

　　4.综合故障判断

　　4.1运行中冒火花

　　转子铜条断落，转子偏心，轴承(套)和瓦磨损损坏，空气隙未调好使定转子相擦，由于三相异步电动机定转子空气隙较小装配一定要得当，否则一定要引起扫膛，电机线圈相间匝间短路接地放电火花。

　　4.2电动机一启动就跳闸

　　定转子被卡住，负载机械卡住和过载。开关触头烧坏和烧焦使开关合不起，线圈有一相断路和相间短路接地或接线有错，电机电缆有故障，电机引线开焊或接触不良。

　　4.3发热温度高冒烟

　　电动机积灰较多使铁芯通风孔被堵塞，电动机冷却系统不畅，铁芯松动局部过热，线圈局部过热，定转子相磨擦， 三相电流不平衡，负载和电动机额定电流不匹配，使负载电流增大及过载。线圈有可能相间匝间短路接地，换线圈后接线和匝数有错，为此须作三相直流电阻试验和耐压试验。

　　4.4运行中电动机有异味

　　转子鼠笼铜条断落，有铜屑飞出。定子槽楔老化脱落较多，定转子相磨擦(空气隙未调好，中心不准)。线圈电晕放电，短路接地在扩大发热使绝缘烧焦等，匝间绝缘破坏引起短路，层间绝缘不良放电，产生异味。

　　处理方法：电动机停运后解体检查，检查槽楔笼条，测量间隙，对电动机进行电气绝缘试验。

　　5 结束语

　　邹县发电厂运行中的高低压交流异步电动机，用上述方法及时判断其故障原因，减少了电动机非计划停运次数，避免了判断失误，减少了维修费用。节省了人力物力，提高了电动机在运行中的健康水平，给企业带来很大经济效益，实现了安全生产的新突破。

《三相交流异步电动机故障分析、判断方法及处理》

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