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如何从故障特征界定三相电机绕组的故障责任?

2020-09-27  来自: 原创 猫一猫二 电机技术日参 8月22日 浏览次数:25

电机绕组发生故障,从责任判定的角度区分,可以分为制造质量和使用问题两大类。绕组匝间、相间和对地故障基本可以归结为制造质量;但对于电机因进水、受潮等因素导致的绝缘问题,除非有明显的痕迹证据,否则不太容易界定。而绕组过热、过载、缺相等问题,更多的时候为使用责任。

电机绕组发生击穿故障后,局部修复的可能性很小,大多数情况需要重新加工绕组。拆机检查可以发现,绕组烧坏处为暗黑色焦臭味。故障严重时,还有烧化的铜珠颗粒,并伴有烧碎的绝缘材料粉末。按照绕组烧毁的特征,可以基本确定烧毁的原因:

(1)如果只烧坏一个线圈中的数匝导线,属匝间短路。对于匝间故障,我们可以从绕组的两端进行观察,一般情况下,匝间故障有“流窜”的特点,也就是在绕组的两端都会有不同程度的烧痕,只是程度不太一样。匝间故障一般只限于绕组一相的一个线圈,即使其他相也有,也属于无规律状态,绕组两相或三相均发生匝间的可能性不多,除非是生产加工过程中绕组受损。

(2)对于三相绕组,出现规律性的绕组烧毁,人们习惯地称之为花瓣形状。若一相烧坏,应该是三角形接法的绕组缺相;但若两相绕组烧坏,则是星形连接绕组发生缺相问题。缺相问题一般发生在使用过程中,大多属于连接问题,但也不排除电机本身制造质量导致的缺相。

电机带载运行中若发生缺相,电机转速会突然下降,通电相(未发生断开的相)的相电流会增加很多,但电机不发生停滞,但转动时间不会太长。电机缺相若在停机期间发生,则电机不能重新起动。

(3)三相绕组全部烧坏,看起来整个绕组全部烧坏变色严重的,能看见端部绕组的绝缘有崩裂现象,严重时绕组、绝缘都烧得很黑,端部绕组呈松散状。这类问题可能是由于电机低电压载运行过载,或者接线误、转子卡滞及起动不顺利等原因所致。

电机长期过载,与电机和负载的匹配有关,即存在小马拉大车问题;低压重载运行一般出现在电网容量不足,或野外临时拉接的线路,都会导致电机额定电压不足;对于接线问题,一般发生在三角形与星形连接的情况,如应该是星星连接的电机,被误接成三角形,电机绕组会很快的因发热而烧毁;对于电机运行过程中出现的卡滞,相当于将电机转子堵转,此时电流会特别大,同样会造成电机绕组短时间内烧毁。当然,对于电机先天性的温升高,运行时出现的绕组过热问题也不容忽略。

(4)相间和对地故障。该类故障只发生在局部,不会漫延到更大的地方,对于该问题我们在原来的文章中有过详述。

为了预防绕组发生致命性问题,应通过适当方式监视电机温度。电机过热,应该进行相关参数的检测,抽测得的参数值具备一定的特征:检测电机的三相电流。当三相电机的一相发生匝间短路时,往往两相电流比正常值大,另一相电流较小,甚至小于正常值。当测量三相绕组电阻时,阻值小者可能已短路。测绕组相间绝缘电阻,阻值低的两相可能短路,检测对地绝缘,击穿的绕组相电阻极小。

除以上对地、相间的匝间故障外,若三相绕组有一相头尾反接,则起动转矩大幅下降,稍带负载就不能升到额定转速,三相空载电流显著增大并且不平衡,噪声振动异常,空载也严重发热。电机满载连续运行时,电源电压过高或过低,三相电压不平衡,星形接法误接成三角形都会使负载电流猛增、绕组过热。

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