淺析煤礦高壓電機(jī)常見故障的現(xiàn)場(chǎng)檢修技術(shù)

趙勇

[摘 要]本文分析煤礦高壓電機(jī)常出現(xiàn)的故障，以及現(xiàn)場(chǎng)檢修的方法。

[關(guān)鍵詞]煤礦高壓電機(jī) 故障 修理

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）01-0040-01

1 綜述

對(duì)于煤礦高壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，它是指在工頻50Hz、額定電壓為3kV、6kV及10kV交流三相電壓下運(yùn)行的電機(jī)。其有多種類型，從容量大小可為小型、中型、大型及特大型4種；從絕緣等級(jí)分可為A、E、B、F、H、C級(jí)電機(jī)；從結(jié)構(gòu)及用途上分為通用型、特殊結(jié)構(gòu)與用途的高壓電機(jī)。而高壓鼠籠式三相異步電機(jī)與其它電機(jī)也一樣，是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的。在高電磁場(chǎng)作用下和本身技術(shù)條件及外部環(huán)境、運(yùn)行條件等綜合作用下，電機(jī)就會(huì)在一定運(yùn)行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣與機(jī)械故障。了解其常出現(xiàn)的故障機(jī)理并進(jìn)行分析，即可運(yùn)用一些簡(jiǎn)單而又實(shí)用的修理工藝和操作方法，將故障予以排除。

2 常出現(xiàn)的故障分析

1）冷卻系統(tǒng)故障。目前高壓電機(jī)冷卻方式有兩種，一是自行通風(fēng)防滴式，二是是全封閉水冷式。而自行通風(fēng)防滴式電機(jī)只要進(jìn)出風(fēng)口不被堵塞，基本上不會(huì)出現(xiàn)冷卻系統(tǒng)故障；全封閉水冷式電機(jī)的冷卻系統(tǒng)分鋼質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管和鋁質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管兩種。水冷式電機(jī)主要有一下故障：①電機(jī)外部冷卻管路損壞，冷卻介質(zhì)流失導(dǎo)致冷卻能力減小，引起電機(jī)溫度上升；②因冷卻水變質(zhì)，冷卻水雜質(zhì)腐蝕管道，冷卻通道堵塞，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱；③對(duì)散熱要求高的電機(jī)的冷卻散熱管，要求有良好的導(dǎo)熱性，故采用特制的軋有散熱片的鋁質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，空氣中的粉塵、水中的雜質(zhì)和礦物質(zhì)使電機(jī)的鋁質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管擴(kuò)口鉚壓結(jié)合處嚴(yán)重氧化、銹蝕，加上電機(jī)振動(dòng)造成鉚壓處松動(dòng)，冷卻水滲入結(jié)合處產(chǎn)生孔洞，造成循環(huán)冷卻散熱管漏水，直接滴在電機(jī)的定子上，以致造成電機(jī)“放炮”事故。

2）定子槽楔松動(dòng)，端部綁扎不良。定子槽楔松動(dòng)、繞組端部綁扎不良，電機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，線圈相對(duì)產(chǎn)生位移，電磁聲大，出現(xiàn)放電。

3）轉(zhuǎn)子的故障。頻繁啟動(dòng)和過(guò)載運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)力、電磁力和機(jī)械離心力的作用，引起交變應(yīng)力而造成電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子的短路環(huán)與銅條焊接處開焊，轉(zhuǎn)子銅條在槽內(nèi)松動(dòng)，運(yùn)行時(shí)定子電流擺動(dòng)大，電機(jī)振動(dòng)劇烈，電磁聲增大并出現(xiàn)放電。

4）軸承的故障。若軸承安裝不正確，配合公差太緊或太松，潤(rùn)滑脂添加不合適，在運(yùn)行時(shí)軸承發(fā)熱、溫升過(guò)高、振動(dòng)大、軸承處聲音異常發(fā)出很大的響聲。

5）絕緣電阻低，繞組擊穿接地與引出線故障。電機(jī)所處的環(huán)境潮濕，絕緣部分受潮，電阻值下降不符合了規(guī)程要求；磁性物質(zhì)落在線圈表面上，從而產(chǎn)生鉆孔現(xiàn)象，導(dǎo)致定子繞組的絕緣被擊穿接地；電機(jī)引線位置處于鐵心背部的熱風(fēng)區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間絕緣會(huì)熱老化，引出線橡膠絕緣酥脆、變質(zhì)和剝落，外力和機(jī)械震動(dòng)使瓷瓶破裂或電機(jī)引線松動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)引出線接觸不良，甚至斷裂而出現(xiàn)劇烈的弧光放電。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢修方法

1）冷卻系統(tǒng)故障檢修。①提高冷卻水水質(zhì)的質(zhì)量，減少冷卻水雜質(zhì)腐蝕管道，冷卻通道堵塞的機(jī)率。②要合理安裝電機(jī)外部冷卻管路，并定期進(jìn)行防腐和加強(qiáng)外部冷卻管路巡視，減少冷卻介質(zhì)的流失。③若鋼質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管漏水，采用電（氣）焊補(bǔ)焊；若鋁質(zhì)循環(huán)冷卻散熱管漏水，需采用沖壓、填塞、密封的現(xiàn)場(chǎng)檢修方法，解決此循環(huán)冷卻散熱管漏水。就是通過(guò)在鋼件水箱體與鋁制循環(huán)冷卻散熱管結(jié)合處的縫隙內(nèi)注入膠水，避免鋼和鋁的直接接觸，防止鋼鋁結(jié)合處氧化作用。若將整個(gè)鉚壓結(jié)合處全部密封起來(lái)，能有效避免循環(huán)水對(duì)接頭處的腐蝕，降低檢修費(fèi)用，提高工作效率，并減小維修量。

2）定子槽楔松脫及端部綁扎不良的檢修。廠家為加快嵌線速度，把應(yīng)該使2個(gè)線圈相互綁扎的端部墊塊改成嵌線前單個(gè)綁扎，而兩道墊塊綁扎的改成了一道。該結(jié)構(gòu)中端部線圈不能成為一個(gè)整體，在電機(jī)起動(dòng)或運(yùn)行中就發(fā)生位移和振動(dòng)，使絕緣磨損，嚴(yán)重者端部線圈與護(hù)圈的接觸處絕緣被全部磨掉露銅。因此，繞組端部伸出鐵心外長(zhǎng)度超過(guò)250mm應(yīng)加兩道墊塊綁扎，且要綁扎牢固。定子槽楔松脫的處理：①打出松脫的定子槽楔。②用酚醛布板做成截面積為下窄上寬的倒梯形狀，鋸成所要的長(zhǎng)度。③將酚醛布板做成的槽楔輕打入槽內(nèi)。④將檢修過(guò)的部位刷上絕緣漆。線圈端部絕緣磨損及端部綁扎不良的處理：①線圈端部磨損主要為端部線圈與護(hù)圈的接觸部分磨損，刮去磨損處舊絕緣，用F級(jí)桐馬環(huán)氧粉云母帶包扎8層，再1/2疊包0.05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。②端部線圈與護(hù)圈間墊3mm厚滌綸氈。③用玻璃絲帶綁牢。④綁扎后浸漆，加熱風(fēng)干。

3）轉(zhuǎn)子銅條開焊斷裂點(diǎn)的查找與檢修。銅條斷裂口發(fā)生的部位基本都在伸長(zhǎng)端上，并靠近與短路環(huán)的焊接處。銅條斷口附近無(wú)顯著變形，無(wú)象塑性材料被拉斷時(shí)出現(xiàn)的縮頸。斷口的2個(gè)斷裂面一般吻合很嚴(yán)密，不仔細(xì)檢查，很難發(fā)現(xiàn)。檢查后可發(fā)現(xiàn)在斷裂面的下半部有磨光的部分，銅條的上半部還有脆性的斷裂部分，并形成前沿線。斷裂點(diǎn)查找與檢修方法，即：①分解電機(jī)抽出轉(zhuǎn)子。②用手錘輕敲銅條，經(jīng)仔細(xì)檢查可找到斷裂處。③銅條斷裂處用拋光機(jī)或三角銼打成坡口。④用耐火材料保護(hù)好鐵心，防止火烤傷。⑤用銅焊焊接坡口，焊到高于坡口面為止。⑥銼平焊界處，用砂光焊界面。⑦涂上絕緣漆，加熱風(fēng)干。⑧撤除耐火材料，無(wú)遺留物后再用高壓風(fēng)吹掃轉(zhuǎn)子。⑨重新裝配，緊固各部螺絲后可試轉(zhuǎn)。

4）引出線故障檢修。①扒去處于熱風(fēng)區(qū)的引出線舊絕緣，重新上絕緣，用F級(jí)桐馬環(huán)氧粉云母帶包扎8層，再1/2疊包0.05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。②引出線從定子繞組至接線盒間增加綁扎繩，減少引出線和絕緣瓷瓶的松動(dòng)。③用中性清洗劑擦試絕緣瓷瓶。④砂光引線鼻子，接觸面涂抹導(dǎo)電膏，緊固壓線螺絲，減少接觸電阻。⑤接線柱和引線鼻子處包扎黃蠟帶，避免弧光放電。

5）絕緣電阻低、繞組絕緣擊穿接地與引出線故障檢修。三相異步電機(jī)定子常發(fā)生的電氣故障：一是繞組絕緣擊穿接地，二是匝間絕緣損壞造成匝間短路燒壞繞組。前者常見，后者多發(fā)生在低壓電機(jī)。定子繞組接地故障點(diǎn)尋找：①采用冒煙法尋找定子線圈非金屬性接地。在鐵心與線圈之間加一較低電壓，用調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓，電流限制在5A以內(nèi)，防止燒壞鐵心。電流在通過(guò)接地點(diǎn)時(shí)，在故障點(diǎn)處產(chǎn)生熱量，因熱作用，燒損絕緣會(huì)冒白煙，甚至火花。②采用電壓降法尋找金屬性接地故障點(diǎn)。該法要在抽出轉(zhuǎn)子情況下進(jìn)行，否則通以交流電時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組上有感應(yīng)出高壓的危險(xiǎn)。定子繞組接地點(diǎn)的局部修理：①給要修理的線圈通入大電流使繞組加熱，將溫度控制在150℃左右，使絕緣軟化。但要注意安全（如繞組有接地故障時(shí)，外殼可能帶電，當(dāng)絕緣已軟化后，切斷電源才可開始撤出繞組的工作）。②割開端部線圈幫繩，取出墊塊，退出故障線圈所在的槽中的槽鍥。③扒去故障線圈舊絕緣，刷1410號(hào)云母帶漆，再連續(xù)包扎F級(jí)桐馬環(huán)氧粉云母帶9層，要求半迭繞包扎，上、下層間的對(duì)縫錯(cuò)開，包扎緊固。再以1/2疊包O.05mm厚聚四氟乙烯薄膜1層。④清掃定子槽和處理其余線圈表面的絕緣，并將修復(fù)的線圈下入槽內(nèi)。⑤包好串聯(lián)接頭與聯(lián)線絕緣，配好端部墊塊，綁好端部綁繩。⑥繞組進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，測(cè)量繞組直流電阻，三相直流電阻互差≯2%。

4 結(jié)束語(yǔ)

在修理的過(guò)程中，通過(guò)不斷總結(jié)修理經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)工藝，其高壓電機(jī)故障可以有效的減少與控制，防止突發(fā)性事故的發(fā)生，為提高設(shè)備完好率和運(yùn)行周期奠定基礎(chǔ)，為企業(yè)多創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益提供可靠保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙家禮.電動(dòng)機(jī)修理手冊(cè)3版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2] 程義巖.6kV高壓電動(dòng)機(jī)定子絕緣過(guò)早老化的原因分析及修復(fù)改進(jìn)[J].上海大中型電機(jī)，2008，1：34-37、50.

[3] 李海.高壓電機(jī)常見故障的現(xiàn)場(chǎng)檢修方法[J].電工技術(shù)，2008，6：65-67

[4] 索霞，陳廣林，高洪興.高壓電機(jī)故障原因分析和防范措施[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011，1：113-114、116.