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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。三相交流高压电动机的使用故障以及检修一直是电机领域研究的热点。三相交流高压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。
关键词：高压电机；故障原因；处理措施
引言
高压电动机是电厂以及工业生产中的的重要设备。由于高压电动机工作电压高，功率大，所牵引的设备重要，数目多等特点，往往在运行中一旦出现故障，马上会对发电机组的正常运行带来很大的影响，甚至引起非计划停机，同时维修起来需要较大的人力、时间和物料成本。因此，对于高压电动机故障及处理方法的研究是发电厂高度重视的课题。
一、高压电动机的原理及组成
电动机是将电能转化为动能的装置。电动机的形式与结构是多种多样的，但主要都是由定子和转子构成。以发电厂中经常用到的高压交流异步电动机为例，先简要说明其工作原理。
高压交流异步电动机中心是转子，转子一般又可以分为鼠笼形和绕线形两种；转子的外围是定子，定子主要由铁芯和三相对称的绕组组成，定子绕组通以三相交流电后，在气隙中产生以同步转速旋转的磁场，该磁场切割转子导条后，在转子导条中感应产生电流，由电磁定律可知，转子导条电流与旋转磁场相互作用使转子导条受到电磁力。由右手定则确定导条中电流方向，再由左手定则确定电磁力的方向，可知在该电磁力的作用下，转子便朝定子旋转磁场相同的方向旋转。由于转子导条中的电流是因转子导条切割气隙旋转磁场才产生的，所以转子的转速只能低于气隙磁场的同步转速，永远不可能达到同步，故名异步电动机。
二、三相交流高压电动机常见故障及相应措施
1、三相交流高压电动机电源缺相运行
（1）故障原因。据有关统计电动机因缺相运行而造成烧毁的事故比重非常之高，这类故障主要出现在电机在运行中突然断相，这时如果电动机电源不及时切断，原来三相绕组所承受的负荷就由两相绕组来承担，这样就使电动机其中两相绕组流过的电流过大，时间稍长便会因流经绕组的电流过大，使绕组发热而烧毁。
（2）处理措施。①电机电源接线时务必确保与电源接线处的连接紧固可靠，以免电机运行时振动引起接线处断开而造成缺相。②充分利用机组大小修机会对电机引线鼻子处理，引线鼻子采用45%银钎焊工艺进行焊接。③有些电机中性点三相引线系直接短接，没有专门固定支架，电机长期运行，使引线线鼻处接触不良，在工作电流作用下，接触面氧化并出现局部过热情况，造成中性点线包绝缘损坏、带电部分触及到接线盒壁，使得电机接地过流动作。在中性点接线盒内加装一绝缘子，并安装铜排，将中性点引线固定在铜排上。
2、定子绕组绝缘老化
（1）故障原因。由于电机运行时间较长，线圈长时间受到化学、热变形、电动力和机械力的作用，其绝缘性能逐渐降低，频繁启动会加速高压电动机定子线圈绝缘老化。某厂1000MW机组某一引风机电机BC相引线在接线盒穿孔处焊接位置嗤断。该电机为2010年产品，电机长时间运行引线绝缘老化，且该引线接头在穿孔处打折弯曲也致绝缘薄弱，电机在运行中引线有轻微震动磨损造成绝缘降低，最终导致BC相在运行中绝缘击穿形成相间短路。
（2）处理措施。①电动机本身存在先天性缺陷。电动机的制造质量、工艺、绝缘强度等存在局部缺陷。对于新安装的电机，投产前仔细检查主绝缘及匝间绝缘中存在潜伏性的薄弱点。②尽量能避免频繁启动。③在大、小修中加强对端部连线以及引出线绝缘状况的检查，对有龟裂现象的引出线要及时地进行更换，对定子老化的部位浸环氧树脂漆，对更换后的引出线或端部连线进行加固。④在清扫擦拭定子线圈时，合理使用清洗剂，不能大面积的喷洒、冲刷，以防所含水分渗透到局部破损的绝缘中，降低绝缘强度，要用白布沾清洗剂进行擦拭。⑤用10kV绝缘热缩管将整根引线进行热缩加强绝缘。
3、线圈匝间短路和端部引线短路
（1）故障原因。电机烧毁的位置大多数发生在线圈的端部，部分是匝间短路引起的，部分是端部引线短路造成的。造成这种故障的主要原因是端部引线多数包缠不紧，且端部引线固定不牢，这样电机在运行中由于受到电磁力的作用，特别是在启动时，电磁力较大，再加上运行中电机的振动，使得端部引线和线圈端部匝间绝缘相互摩擦，时间一长，将绝缘损坏造成匝间短路或单相接地故障，最终将电机烧毁。另外电机由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象，使绕组烧毁。
（2）处理措施。①电机线圈端部是手工包扎的，若包扎質量不好，就容易使线圈松动。对于薄弱的线圈端部，重点处理，用涤波绳绑扎并涂环氧树脂固定为一体，防止电动力造成引线磨损放电。②尽量避免电动机过载运行。③保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
4、电机冷却系统故障
（1）故障原因。由于生产需求，高压电机开动频繁，振动大，机械冲力大，很容易导致电机冷却系统发生故障，这主要包括以下几个类型：第一，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；第二，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；第三，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。
（2）处理措施。①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。提高冷却水的水质质量，避免冷却水因杂质过多而造成管道腐蚀，从而降低冷却通道堵塞的机率。②对于铝制的外部冷却管路漏水现象，采用检漏仪的探头在可能出现渗漏的部位附近移动，进行仔细的检查，然后采取冲压、填塞、密封的检修方法对漏水部位进行检修；③此外，必须在高压电机铝制外部冷却管路的漏水处涂抹胶水，避免钢与铝的接触，从而防止管路发生防氧化。
5、滑动轴承电机漏油引起电机损坏
（1）故障原因。高压电动机轴瓦普遍存在漏油现象，造成定子线圈油污腐蚀，电机线圈因油污腐蚀烧毁的事故也相当普遍。某厂1000MW机组一电机非负荷侧定子线圈油污腐蚀，造成引线外皮长时间在高温油气中运行爆裂。这类故障发生的部位基本集中在电机定子槽口、绕组端部和绕组鼻端引线处。其特点是油污附着在线圈上，对线圈主绝缘起溶解浸蚀作用，使主绝缘与导线分层线圈整体绝缘强度降低，长时间运行后造成定子绕组相间短路、接地短路等故障。
（2）处理措施。①对电机端部至接线盒之间引线全部更换为耐油、耐高温、耐老化的硅橡胶绝缘电缆。②在定子线圈负荷侧和非负荷侧两端各安装了通风管，以平衡定子膛内外气压防止了因定子膛内部负压油漏到定子绕组内部。
6、轴承故障
（1）故障原因。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。
（2）处理措施。①电机专用轴承有开式和封闭式的，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。②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。
7、绝缘击穿
（1）故障原因。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。
（2）处理措施。①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。②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。
8、端盖故障及处理方法
（1）故障原因。高压电动机的端盖除功率或体积较小外一般都是带有轴承套的，端盖和轴承套在长期受力及本身应力的释放时，会使其变形，造成电动机不能正常使用，另外，电动机轴承跑外套，会使端盖的内孔或轴承套的内孔磨损，尺寸变大而无法使用。喷涂法的过程与镶套是类似的，只不过套的材料由喷涂的金属材料代替而已。
（2）处理措施。①重新制作备件，②对内孔进行镶套处理③对内孔进行喷涂后再加工。重新制作备件时除了尺寸方面要做到与原尺寸一致或在相同的公差等级内外，还要充分的注意新备件有可能存在未释放完的应力而使尺寸再次变形，镶套处理套的单边厚度不能小于5mm，套与本体之间要有定位措施，镶过喷涂的金属材料代替而已。加工时的找正很重要，除了要保证内孔与止口外圆或套的外圆同圆，还要保证内控轴线与端盖平面的垂直，而对于轴承套，则要保证套与端盖的安装结合面与内孔的垂直。
9、高压电动机运行时振动大
（1）故障原因。产生电动机本体机械振动的主要原因分两大部分，即电动机的转子部分、电动转子的支撑部分。电动机转子引起振动的原因有转子铁芯的变形、转子轴弯曲、转子轴承挡与转子铁芯外圆的同心度超标、转子轴承挡磨损或尺寸不合要求、转子动平衡块松动、开启式电动机转子上灰垢不均匀脱落等。电动机转子支撑部分引起振动的原因由电动机端盖变形、电动机轴承套变形、端盖内孔或带轴承套电动机轴承内孔的磨损、轴承损坏等。
（2）处理措施。①电动机的振动，尤其是高转速电动机的振动超过标准限值，将对电动机的正常运行产生影响，甚至损坏电动机，造成机组非正常停车从而影响生产。使用频谱仪或振动测试仪测量电动机的振动值及振动频率，并对测量数据进行分析，可以诊断出引起电动机振动的原因。②针对振动产生的原因对电动机进行检修，可以减少检修的盲目性，在最短的时间内完成检修，使电动机恢复正常。
结束语
三相交流高压电动机的故障原因很多，为此，很有必要对高压电力常见的故障进行分类分析，同时针对各类故障，探索出一套针对性的给出了明确的故障处理方法，提出了有效采取的防范措施，及时排除高压电机发生的故障，使高压电动机故障率逐年降低。
参考文献
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