技術丨高壓異步電動機常見故障及預防措施
1 引 線
早期電動機設計定子引出線為多股軟銅線,外套一層絕緣膠皮,但導電截面較小,引線與接線鼻子通過錫焊連接,接線鼻子用鐵質螺絲帽壓接在瓷瓶接線柱上,這樣導電環節多,可使接觸電阻增大。 當大負荷啟動或機組驟增負荷時,電流急劇增加而且過大,引起引線、接線鼻子發熱或瓷瓶爆炸。
常見故障:①接線鼻子與接線柱壓接處發熱、爆炸。 ②接線鼻子與引線錫焊處過熱脫焊,引起缺相運行電機發熱燒毀、接地故障。 ③膠皮由于電機振動絕緣層磨破,接地短路。
預防措施:將所有鐵螺絲帽更換為銅螺帽,壓接螺絲帽擰緊并使用防滑彈簧墊圈。 重點將原來設計的結構進行技術改造,增大接線鼻子的截面,增大引線導電截面,將錫焊改為銀焊。 將引線固定,膠皮外包黃蠟帶和相色帶加大抗磨性能。 點檢人員用紅外線測溫儀測量接線盒、焊接處溫度,出現異常溫度時申請停運處理。 逢停必掃除積灰并檢查壓接狀況。
某公司曾在磨煤機、排粉機等工作環境比較惡劣的電機上做了探索,實行定期清掃、逢停必掃和定期試驗,對電機壓緊螺絲、接線柱、瓷瓶、引線重點檢查、處理,對引線進行絕緣試驗,取得了良好效果,近幾年故障明顯減少。
2 軸 承
常見故障: ①軸承支撐圈松動磨損引起發熱。②軸承內套與轉子軸頸配合不好,轉動,引起軸頸磨損,軸頸、軸承燒損。 ③潤滑脂太多太少特別是太少引起發熱。 ④潤滑脂中有異物,引起磨損發熱。 ⑤軸承質量原因引起磨損發熱。 ⑥聯軸器變形、安裝不當引起軸承振動。 嚴重的可能造成定子轉子摩擦、掃膛,燒壞電機。
預防措施:把好設備進口關,固定使用信譽較好的生產廠家的產品,強化設備全過程管理,控制設備質量。 實行點檢測溫、測振動、聽聲音,檢查潤滑脂數量,按規定及時補充潤滑脂。 嚴格檢修工藝,防止異物進入潤滑脂,嚴禁使用鐵錘直接打、砸聯軸器,嚴禁使用變形的聯軸器。及時更換壞的軸承。
3 瓷 瓶
常見故障: 由于電機工作環境一般都很惡劣,油、灰、粉塵、汽、水等可能使電機瓷瓶、接線端子嚴重污穢,瓷瓶爬電距離縮短發生閃絡、爆炸;接線鼻子和接線柱壓接不緊,瓷瓶發熱、炸裂。
預防措施:堅持點檢和設備巡查,測溫、聞味,發現問題及時處理。 利用一切機會,清理瓷瓶、接線柱上的灰塵, 將其擦拭干凈, 去除發生閃絡的誘發因素。在瓷瓶上噴灑帶電清洗劑進行清洗,時間控制在30 min 左右,絕緣可提高 1 ~ 4 倍。 利用設備停運時間,檢查接線柱壓緊螺絲是否松動。
4 定 子
常見故障:①定子繞組表面積聚灰塵,吸附空氣中的水蒸氣,導致絕緣下降,引起繞組局部放電。 ②定子繞組長期高負荷運行后發熱,絕緣下降,相間、匝間或對地放電,發生局部放電,使絕緣擊穿,發生短路。 ③外力使絕緣遭到破壞,發生擊穿。 ④槽楔松動或脫落, 使線棒在線槽中發生電氣振動與定子鐵芯摩擦,絕緣被破壞,發生繞組對地放電。 嚴重的可能燒毀電機。
預防措施:堅持逢停必掃、逢停必查,檢查定子繞組上的灰塵積聚情況并進行清掃, 這是最基本也是最有效的辦法。堅持點檢和設備巡查相結合的制度,通過測溫、聞味道,判斷內部有無轉子摩擦槽楔、定子轉子相互摩擦。堅持設備定期預防性試驗、電機大修期間的繞組特性非破壞性試驗, 以便及時診斷繞組絕緣劣化程度,進一步估算其使用壽命。大修中通過人工敲擊槽楔, 可以最直接地檢查出比較厲害的松動;利用儀器“脈沖錘敲擊法”,則可以準確地檢查出槽楔的松動程度, 以及人工不易查出的松動較輕的槽楔。根據日本電氣工程師協會的調查和研究,運行 11-20 a 的高壓異步電動機最容易發生絕緣故障。
5 轉 子
現在的高壓異步電動機轉子軸上固定有單或雙鼠籠式導條(單雙鼠籠),端部帶有短路環結構,導條鑲嵌在端部短路環中, 導體和端部短路環共同形成電流回路。當定子線圈中通以三相交流電時,導條切割定子線圈形成的磁場, 在轉子電流回路中形成短路電流,產生動力力矩,帶動轉子轉動。
常見故障:①由于大容量電機的啟動電流很大,產生的應力長期作用,造成部分鼠籠條、端部短路環斷裂或鼠籠條開焊,電流集中在良好的鼠籠條上,加劇電流對鼠籠條的沖擊,造成惡性循環。②電機啟停頻繁,造成鼠籠條斷裂。 ③由于材質和焊接原因,致使鼠籠條斷裂、開焊。 以上故障使電機產生振動,可能導致電機發熱、定轉子摩擦,嚴重的甚至會燒損電機。
預防措施:首先要盡量減少電機的啟動次數,防止大的啟動電流對轉子鼠籠條的沖擊; 其次要加強點檢和設備巡查,通過測溫、測振、觀察電機運行電流,隨時掌握電機的運行狀況,判斷電機有無損壞。
處理辦法:解體檢查發現鼠籠條斷裂或開焊,應當立即用銀銅焊條對其進行補焊或更換。 焊接要在環境溫度較高的地方進行,均勻加熱,快速焊接,否則會出現虛焊、夾帶雜質等問題,更容易出現故障。如果端部短路環斷裂,則應當更換。
某公司的球磨機因為啟動頻繁、電機負荷大,2003 年前經常出現鼠籠條、端部短路環開焊、斷裂的故障。 后來經過更換鼠籠條、短路環, 很少再發生故障, 但是沒能從根本上解決問題。
6 外 殼
外殼故障基本上是由于電機制造的原因、 電機運行過程中振動引起的,通過巡查較容易發現,及時處理可避免事故擴大。
除了上述各類故障外, 還有人為因素造成的故障, 這類故障基本上是由于設備正常或超負荷運行時,情況不明,操作人員經驗不足,操作不當,或違反操作規程,強制連續啟動,燒損電機。 可以通過提高操作人員技能水平和業務素質, 促使其嚴格執行操作規程,避免故障的發生。
7 結 語
高壓異步電動機是比較容易出現故障的設備,而故障的種類大體有以上幾種。 只要對已經出現的故障加以總結,從中不難找出發生的規律,尋求預防措施, 從而降低故障的發生率, 減少故障的經濟損失。
作者:朱世龍, 李善和
出處:中國水泥備件網微信公眾號(關注查看更多資訊)
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