大型電動機定子繞組引線燒損處理及預(yù)防措施探討

賈 瑞， 詹偉芹， 王燕冰

（神華廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 臺山 529228）

0 引言

異步電動機定子繞組是由帶有絕緣的鋁導(dǎo)線或銅導(dǎo)線繞制而成，小型電機采用軟繞組，大型電動機大多采用成型繞組，又稱硬繞組。在繞組結(jié)構(gòu)上，多采用三相雙層繞組。即定子鐵芯每個槽內(nèi)由上下兩層繞組構(gòu)成，把屬于同一相的線圈串聯(lián)起來，再通過端部連線連接形成6 個出線接頭U1、V1、W1、U2、V2、W2，出線接頭與繞組引線通過搭接焊最后形成三相繞組。

電動機定子繞組端部連線部位和繞組引線為電機啟動時電動力影響最嚴重的地方。啟動時，電動機繞組流過額定電流5～8 倍的啟動電流。如果定子繞組出線接頭與繞組引線焊接工藝不良，繞組及引線綁扎固定不牢，都會造成引線相間短路或者接地。國華公司某電廠一臺引風(fēng)機電機經(jīng)過引增合一改造，投運1 年后發(fā)生相間短路跳閘，直接原因是引線過渡搭接部位焊接工藝不良，搭接部分絕緣在包扎過程中存在薄弱部位，最終造成相間放電短路，給機組的正常運行帶來很大的安全隱患。因此，針對大型電動機定子繞組引線燒損處理工藝和預(yù)控措施的探討對大型電動機的安全穩(wěn)定運行意義重大，同時也為大型電動機定子繞組引線燒損故障處理提供參考。

1 引風(fēng)機電動機定子繞組引線燒損情況

引風(fēng)機電動機的型號為YXKS800-6，額定功率為6 850 kW，額定電壓為6 kV，電流為756 A，絕緣等級為F 級，防護等級為IP55，S1 連續(xù)工作制。

2019 年6 月國華公司某電廠一臺引風(fēng)機電機啟機過程中差動保護動作跳閘，在開關(guān)柜下端測量電機電纜及電機絕緣情況為：AB 相間直流電阻56.77 mΩ、AC 相間直流電阻56.61 mΩ、BC 相間直流電阻56.65 mΩ、三相對地絕緣電阻120 MΩ。拆開電機兩側(cè)上半端蓋，發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動端側(cè)定子繞組端部三相引線焊接處存在短路燒損發(fā)黑現(xiàn)象，附近端部連線已灼黑。B、C 相環(huán)形連線銅排絕緣層不同程度發(fā)生爆裂。

剝開故障點絕緣檢查，故障點在端部環(huán)形連線銅排上（靠近電源引線），A、B、C 三相銅排存在不同程度燒損，其中A 相燒損部位正對B 相燒損部位，但C 相燒損部位是朝下；另B 相頭端環(huán)形連線銅排在3 點鐘位置還存在一處燒損，相鄰的同相尾端環(huán)形銅排無異常；C 相頭端環(huán)形連線銅排在2 點鐘位置存在一處燒損點，相鄰的同相環(huán)形銅排無異常；三相電源引線焊接頭無脫焊等異常，俯視三相端部環(huán)形連線銅排與引出線搭接部位無異常。

2 電動機定子繞組引線燒損原因分析

從被燒損的引風(fēng)機電動機的解體情況看，定子繞組端部環(huán)形并聯(lián)銅排外絕緣為機包云母帶，與其電源引線過渡搭接部位采用手包自粘硅橡膠帶，因搭接部分絕緣在包扎過程中存在薄弱部位，在運行中逐步劣化，最終形成相間放電短路。

電動機的全壓直接啟動是火電廠轉(zhuǎn)機設(shè)備中最常用的啟動方式，具有啟動時間短、直接啟停、造價低等優(yōu)點。但是，電動機全壓直接啟動的啟動電流很大，一般為額定電流的5～8 倍，甚至可達10 倍；啟動電動力是正常運行的36 倍左右。這對大型電動機來說，每次啟動都會使端部繞組振動位移，帶來沖擊磨損，在長時間沖擊下就會有薄弱環(huán)節(jié)顯露。據(jù)了解，因該廠機組受電網(wǎng)負荷影響頻繁啟停，電動機在啟動的過程中端部受到巨大的電動力作用，加速了端部固定松動和絕緣損傷，這也是造成電動機燒損的一個因素。

3 繞組引線燒損處理情況

對剝開的絕緣故障環(huán)形連線銅排及引線搭接焊接頭進行清理，對A、B、C 三相繞組端部環(huán)形連線銅排燒損處用銀磷銅焊的工藝補焊處理，補焊后打磨，對電動機端部繞組用帶電清洗劑清洗烘干；對環(huán)形連線銅排及引線搭接焊接頭重新半疊包8 層硅橡膠自粘帶及1 層玻璃絲帶，包扎好后外刷環(huán)氧樹脂1 層，烘干后測量三相直流電阻使其平衡。分別對電動機繞組進行直流耐壓試驗，測量三相泄漏電流使其合格，具體試驗結(jié)果見表1。

表1 引線燒損處理后直流耐壓測試三相繞組泄漏電流結(jié)果

1.5 倍額定電壓（9 kV） 1 min 交流耐壓試驗通過，測量耐壓前后絕緣電阻合格，具體試驗結(jié)果見表2。

表2 引線燒損處理后耐壓試驗前后絕緣電阻結(jié)果

4 防止大型電動機引線燒損的預(yù)控措施

4.1 制造方面

a） 在大型電動機定貨時，用戶應(yīng)明確提出電動機所屬系統(tǒng)運行工況及運行方式中的特殊要求，包括年啟停次數(shù)、啟停周期等，制造廠應(yīng)提供滿足技術(shù)要求的制造工藝。

b） 加強大型電動機制造過程中的監(jiān)造驗收工作。對電動機端部出線接頭與引線搭接處的焊接工藝、引線手包絕緣包扎工藝、端部綁扎固定、整體組裝以及試驗甲方應(yīng)旁站監(jiān)造，把好出廠驗收關(guān)，防止制造工藝不良影響電動機出廠質(zhì)量。

4.2 運行維護方面

a） 對于新投運的大型電動機建議1 年后抽轉(zhuǎn)子，開展檢查性大修，重點檢查電動機定子繞組出槽口處是否存在磨損或放電痕跡，端部繞組及引線是否存在松動、磨損、放電、過熱等異常，特別是端部引線手包絕緣部分是否存在包扎不良、過熱變色等情況，對及時暴露出的端部繞組固定和絕緣包扎工藝產(chǎn)生的缺陷予以消除。

b） 對于空氣濕度大地區(qū)，電動機處于停備時，需及時投入電動機加熱器運行，確保電動機定子繞組絕緣良好。

c） 在電動機運行中應(yīng)加強對電動機定子繞組運行溫度的檢查，防止電機定子繞組超溫運行。

d） 電動機（戶外安裝） 檢修時，需要做好電動機所有蓋板的密封，以及水冷卻器泵壓查漏，防止在電動機運行中發(fā)生滲漏，危及電動機定子繞組絕緣。

5 結(jié)束語

大型電動機定子繞組引線燒損故障時有發(fā)生，該問題嚴重影響了電動機的安全穩(wěn)定運行。本文所提出的預(yù)防措施，不僅對大型電動機的安全穩(wěn)定運行意義重大，同時也為大型電動機定子繞組引線燒損處理提供了可借鑒的路徑。