高壓電機(jī)故障的產(chǎn)生原因及處理對策分析

袁建華

廈門市環(huán)境能源投資發(fā)展有限公司，福建 廈門 361000

0 引言

高壓電機(jī)在現(xiàn)代社會建設(shè)發(fā)展中應(yīng)用量較大，需要關(guān)注高壓電機(jī)的生產(chǎn)與運(yùn)用。在高壓電機(jī)使用期間，可能因一些因素出現(xiàn)故障，使高壓電機(jī)難以更好地為生產(chǎn)工作服務(wù)。

當(dāng)下有必要針對常見的故障提出解決方案，由此可以在故障出現(xiàn)后快速采取措施，在短時間內(nèi)使電機(jī)恢復(fù)運(yùn)行[1]。

1 高壓電機(jī)概述

高壓電機(jī)可以按照不同的評判要求劃分類別，按照絕緣等級分為A、B、C、E、F、H等不同級別的電機(jī)；從容量大小角度，將高壓電機(jī)分為特大型、大型、中型、小型等類別。

高壓電機(jī)在運(yùn)行中，受到工作環(huán)境的影響，可能發(fā)生故障，不能正常運(yùn)行。如果內(nèi)部零件摩擦嚴(yán)重或線路出現(xiàn)故障，也會影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，高壓電機(jī)在使用期間需要定期進(jìn)行檢修，及時發(fā)現(xiàn)電機(jī)出現(xiàn)的異常狀況，選擇合理的方法進(jìn)行控制，消除設(shè)備隱患，避免影響設(shè)備運(yùn)行效果[2]。

2 高壓電機(jī)故障產(chǎn)生的原因

2.1 電機(jī)振動

高壓電機(jī)在運(yùn)行階段可能受到一些因素影響出現(xiàn)振動現(xiàn)象，無法穩(wěn)定運(yùn)行[3]。在處理高壓電機(jī)振動故障時，需要尋找引起電機(jī)振動的原因和處理對策，振動可能由多種因素引起，無法使用一種方法處理所有的設(shè)備故障問題[4]。

如果電機(jī)內(nèi)部裝置出現(xiàn)問題，會出現(xiàn)振動現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子會處于動態(tài)非平衡狀態(tài)；如果機(jī)械在運(yùn)行階段傳動裝置出現(xiàn)問題，也會引發(fā)振動現(xiàn)象。在高壓電機(jī)安裝期間，如果地面基礎(chǔ)不平整，沒有按照規(guī)范要求落實(shí)安裝操作，使電機(jī)的部分部件安裝不緊固，在電機(jī)運(yùn)動階段會因固件松動出現(xiàn)振動情況。高壓電機(jī)振動會影響到電機(jī)工作性能，產(chǎn)生一定音量的噪聲，影響到周圍人群的活動，同時電機(jī)難以達(dá)到使用壽命[5]。

2.2 軸承故障

在高壓電機(jī)運(yùn)行期間，軸承可能因機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)在摩擦作用下出現(xiàn)發(fā)熱的情況。軸承發(fā)熱會使裝置內(nèi)部溫度隨之升高，如果軸承內(nèi)溫度超過一定值，潤滑脂融化、軸承瓦化，會破壞機(jī)組繞組絕緣，在嚴(yán)重時還會損壞電機(jī)與軸承[6]。隨著高壓電機(jī)運(yùn)行活動開展，由于滑動軸承溫度超出正常值或滾動軸承溫度在處于非合理區(qū)間，使軸承損毀，無法滿足高壓電機(jī)運(yùn)行需要。

2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

在高壓電機(jī)運(yùn)行期間，如果沒有進(jìn)行合理的操作，如電機(jī)頻繁啟動、電機(jī)長時間處于過載狀態(tài)，在此情況下會產(chǎn)生電磁力、熱效應(yīng)力、機(jī)械離心力，在相應(yīng)力的作用下會引出交變應(yīng)力，對電機(jī)造成不良的影響，使電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子與銅條分別出現(xiàn)短路環(huán)、焊接處開焊的情況。轉(zhuǎn)子銅條如果開焊，會在設(shè)備運(yùn)行階段于槽內(nèi)晃動。在電機(jī)運(yùn)行階段，如果定子電流擺動過大，會使電機(jī)電磁聲變大，一般在此類情況出現(xiàn)后，常伴隨放電現(xiàn)象。

2.4 電機(jī)定子絕緣電阻偏低

在高壓電機(jī)運(yùn)行中，如果出現(xiàn)引出線故障或繞組絕緣擊穿接地，將無法保證高壓電機(jī)處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。引出線故障主要由外部環(huán)境所致，如果外部環(huán)境過于潮濕，引出線故障的概率會隨之升高，使電機(jī)絕緣受潮，電機(jī)絕緣電阻值低于規(guī)定要求。在高壓電機(jī)運(yùn)行中，如果線圈部位落有磁性物質(zhì)，可能會出現(xiàn)鉆孔問題，此時定子繞組絕緣被擊穿。電機(jī)在運(yùn)行期間，電機(jī)引線通常處于鐵心背部位置，此為裝置的熱風(fēng)區(qū)。隨著高壓電機(jī)運(yùn)行，在一定時間后可能因溫度過高，使絕緣老化，從而破壞絕緣的保護(hù)效果。引出線在橡膠絕緣脫落后，受到機(jī)械振動與外力的作用，電機(jī)引線松動或瓷瓶破裂，電機(jī)因引線接觸不良，不能維持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，還可能出現(xiàn)弧光放電現(xiàn)象。

3 高壓電機(jī)故障的處理對策

3.1 電機(jī)振動的處理對策

3.1.1 換軸

導(dǎo)致高壓電機(jī)振動情況的因素較多，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇解決方法，對于不同的情況應(yīng)該選擇不同應(yīng)對方式。電機(jī)振動可能由轉(zhuǎn)軸斷裂所致，對于此種問題，一般會選擇換軸或接軸的方式處理。在無法接軸的情況下，可以選擇換軸的方法。對轉(zhuǎn)速較高的高壓電機(jī)而言，接軸存在很多風(fēng)險，在電機(jī)運(yùn)行中可能因接軸導(dǎo)致諸多不利影響。與接軸相比，換軸可以在解決問題的同時，提高電機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

一般在電機(jī)出現(xiàn)振動后，需要明確導(dǎo)致相關(guān)問題出現(xiàn)的原因，核查轉(zhuǎn)軸的型號與大小等參數(shù)。如果難以通過現(xiàn)有信息鎖定轉(zhuǎn)軸的具體參數(shù)，需要測繪聯(lián)軸器及斷軸，在獲取信息后才能確定需要換軸的參數(shù)。處理斷軸時，應(yīng)該查看軸斷裂情況，隨后才能根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行余下的操作。在轉(zhuǎn)軸運(yùn)行期間，需要確定轉(zhuǎn)軸下料工作內(nèi)容，全面檢查新軸情況，確保新軸達(dá)到要求。在安裝轉(zhuǎn)軸前，需要進(jìn)行驗(yàn)收工作，防止新軸外表面存在損傷，影響電機(jī)運(yùn)行階段的穩(wěn)定性與安全性?；陔姍C(jī)對轉(zhuǎn)軸的需要，在車床對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行粗加工與精加工，使其可以良好地應(yīng)用到高壓電機(jī)中，不會對電機(jī)運(yùn)行形成不良影響。完成加工任務(wù)后，需要將轉(zhuǎn)軸安裝在電機(jī)主體并進(jìn)行調(diào)試。為了確定轉(zhuǎn)軸是否處于正確位置，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)軸平衡性試驗(yàn)，完成修復(fù)工作后，檢查轉(zhuǎn)軸安裝情況，調(diào)試電機(jī)主體與新裝的轉(zhuǎn)軸，在完成調(diào)試任務(wù)后，才可以將其投入生產(chǎn)活動中。

3.1.2 定期巡檢

在高壓電機(jī)振動故障處理方面，需要定期巡檢，查看高壓電機(jī)內(nèi)部裝置，還需要了解轉(zhuǎn)軸裝置運(yùn)行情況。在巡檢階段，記錄高壓電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為后期故障處理提供參數(shù)。在高壓電機(jī)振動故障處理時，轉(zhuǎn)子是極關(guān)鍵的內(nèi)容，應(yīng)該增加對其的關(guān)注度。需要保證轉(zhuǎn)子在設(shè)備運(yùn)行階段一直處于動態(tài)平衡狀態(tài)。

3.1.3 加強(qiáng)電機(jī)安裝

如果電機(jī)焊裝階段操作不規(guī)范，使電機(jī)部分部件不緊固，隨著電機(jī)啟動，在設(shè)備運(yùn)行一段時間后會出現(xiàn)固件松動的情況，由此引出振動現(xiàn)象；如果安裝高壓電機(jī)的場地的地面基礎(chǔ)不平整，也會出現(xiàn)電機(jī)振動情況，影響電機(jī)內(nèi)部裝置的使用壽命。

在安裝電機(jī)前，工作人員需要明確安裝技術(shù)要求和規(guī)范，確定各程序工作要點(diǎn)，調(diào)整施工操作方法，保證安裝場地地面基礎(chǔ)平整，規(guī)范安裝操作行為。工作人員在電機(jī)日常巡檢時，還應(yīng)該做好關(guān)鍵部位的點(diǎn)檢工作，需要定期檢查高壓電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的平衡情況，確保部件經(jīng)過緊固操作后，在設(shè)備運(yùn)行時不會出現(xiàn)零件松動的情況，避免影響電機(jī)運(yùn)行的效果。

3.2 軸承故障的處理對策

軸承在電機(jī)運(yùn)行中一旦發(fā)生損毀，將會影響電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。工作人員應(yīng)該明確軸承常出現(xiàn)的故障，一般將高壓高負(fù)荷電機(jī)軸承調(diào)整為飛濺潤滑滾動軸承或滑動軸承，通過改變軸承形式，可以延長軸承在設(shè)備運(yùn)行中的使用壽命，使其在運(yùn)行階段不會輕易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損毀的情況。在電機(jī)運(yùn)行中，軸承可能因?yàn)闇囟冗^高，致使結(jié)構(gòu)遭到破壞，因此，需要做好溫度控制。在電機(jī)運(yùn)行中，需要做好軸承質(zhì)量控制工作，安裝監(jiān)測設(shè)備，在軸承內(nèi)部溫度過高時，可以添加冷凝液或選擇其他手段，達(dá)到降溫的目的。

工作人員在高壓電機(jī)的使用中進(jìn)行質(zhì)量管理，定期開展檢修工作，合理選擇軸承內(nèi)外環(huán)工差帶，保證軸承內(nèi)外環(huán)的工差帶達(dá)到設(shè)計(jì)要求。公司需要制訂高壓電機(jī)修理方面的技術(shù)指導(dǎo)文件，為工作人員開展檢修工作提供參考依據(jù)，規(guī)范工作人員的操作行為，使其清楚高壓電氣故障檢修要求，以及設(shè)備拆裝方面的方式與流程。為了延長軸承在裝置運(yùn)行階段的使用壽命，需要改造現(xiàn)有的軸承配置，如在深溝球軸承外圈設(shè)置圓周運(yùn)動裝置，盡可能降低軸承在應(yīng)用中的磨損量，對軸承溫度控制也有一定益處。

3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子故障的處理對策

在高壓電氣故障處理方面，對于電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)的故障，需要明確故障處置流程。一般會清理脫焊部位，隨后使用干凈的白布擦拭；在內(nèi)磨機(jī)部位安裝合金磨頭，打磨脫焊處的陂口，根據(jù)實(shí)際情況對陂口進(jìn)行處理。在完成以上工作后，可以開展補(bǔ)焊工作。在補(bǔ)焊時，需要選擇銀焊條；補(bǔ)焊還需要焊槍，應(yīng)該提前準(zhǔn)備2把功能不同的焊槍，一把焊槍主要進(jìn)行補(bǔ)焊，另一把焊槍用于加熱。準(zhǔn)備焊槍后，應(yīng)該調(diào)整焊槍的溫度，使其達(dá)到焊接要求。在焊接工作階段，強(qiáng)化焊接部位；在完成補(bǔ)焊操作后，使用磨光機(jī)打磨焊接部位，使其恢復(fù)原狀，隨后用噴槍進(jìn)行掃吹。在清潔完工作部位后，在外表面涂上防銹漆。

以臨夏生活垃圾焚燒發(fā)電廠的高壓電機(jī)為例，電廠某電機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，結(jié)合現(xiàn)場信息，初步判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)問題?？紤]到高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子鼠籠條在應(yīng)用中容易出現(xiàn)脫焊、斷裂的情況，在檢修時需要將轉(zhuǎn)子籠條作為檢查重點(diǎn)，查看轉(zhuǎn)子籠條的緊固情況。經(jīng)過確認(rèn)，轉(zhuǎn)子籠條松動，需要對籠條端環(huán)進(jìn)行緊固處理。在此過程中，使用無緯帶浸沾環(huán)氧樹脂捆綁籠條端環(huán)部位，使其達(dá)到緊固要求，確保不會在應(yīng)用時出現(xiàn)問題。

3.4 絕緣薄弱環(huán)節(jié)的處理對策

高壓電機(jī)定子繞組絕緣薄弱或在運(yùn)行中出現(xiàn)磨損，均會影響,基礎(chǔ)運(yùn)行效果。因此，需要明確定子繞組的使用要求，正視定子繞組在運(yùn)行中出現(xiàn)的絕緣磨損問題。在電機(jī)運(yùn)行期間，需要關(guān)注定子運(yùn)行情況，定期開展維修，從而保證其具備良好的應(yīng)用效果。做好定子繞組絕緣保護(hù)工作，使用各類可以減輕定子繞組絕緣磨損程度的方法，延長定子繞組運(yùn)行壽命，減小繞組絕緣磨損程度。在定子絕緣防護(hù)中，需要針對定子絕緣薄弱的問題，選擇增加匝間絕緣材料厚度的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，延長定子繞組的使用壽命；也可以通過調(diào)整匝間厚度，使定子繞組橫截面變大。需要根據(jù)實(shí)際情況，提供滿足定子運(yùn)行需要的絕緣材料，改善定子繞組絕緣磨損嚴(yán)重的問題。

在定子繞組功能提升方面，需要尋找材料改善定子繞組絕緣，使其具備良好的絕緣性能。在材料調(diào)整時，盡可能選擇抗溫能力強(qiáng)、絕緣性高且具備良好延展能力的材料。選擇的材料還需要具備良好的抗皺能力，由此可以提高材料抵抗磨損的能力。在材料應(yīng)用到高壓電機(jī)定子繞組后，結(jié)合設(shè)備定子繞組的磨損情況，確定不同材料在運(yùn)用中的效果，擴(kuò)大絕緣材料選擇范圍。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備應(yīng)用需要靈活地選擇材料，提高定子繞組磨損控制效果。

在高壓電機(jī)運(yùn)行期間，可能因定子繞組引出線絕緣層老化，使電機(jī)出現(xiàn)故障，不能處于安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。需要基于實(shí)際情況研究定子繞組絕緣引出線出現(xiàn)問題的原因，根據(jù)絕緣層防護(hù)需求進(jìn)行絕緣處理。一般會使用絕緣膠帶、玻璃絲帶、云母帶等材料包扎繞組絕緣。在定子繞組座處棱角部位，需要對相關(guān)部位線段進(jìn)行特殊處理，適當(dāng)調(diào)節(jié)包扎厚度。因?yàn)榇祟惒课坏木€段在應(yīng)用中的摩擦程度遠(yuǎn)超過其他部位，老化速度也快于其他部位。在電子繞組引出線絕緣層防護(hù)中，需要明確定子繞組絕緣防護(hù)需要，選擇合適的絕緣材料作為定子繞組絕緣引出線材料，鎖定引出線在應(yīng)用中容易出現(xiàn)老化的部位進(jìn)行特殊防護(hù)，提高電機(jī)在應(yīng)用期間氣與電的隔離程度，讓高壓電機(jī)在潮濕的環(huán)境下依然可以穩(wěn)定地運(yùn)行，避免電機(jī)在不良環(huán)境中遭到損害。通過應(yīng)用合理的材料及防護(hù)手段，可以拖慢電機(jī)定子繞組絕緣引出線在使用階段的老化速度，使其壽命得到一定的延長。

4 結(jié)束語

在高壓電機(jī)運(yùn)行期間，可能因各種因素使其出現(xiàn)各種故障，無法提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，需要對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有效管控，排除設(shè)備運(yùn)行階段的不利因素。針對電機(jī)振動等情況，如果確定電機(jī)振動由轉(zhuǎn)子斷軸引起，可以選擇換軸或接軸的方法。部分故障源自工作人員不規(guī)范的操作行為，因?yàn)闆]有緊固電機(jī)內(nèi)部的重要部件，致使設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障。對此，有必要完善管理制度，確保高壓電氣安裝嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行，降低電機(jī)在后期運(yùn)行階段出現(xiàn)故障的概率。電機(jī)使用一段時間便可能存在故障隱患，需要在應(yīng)用時定期開展檢修工作，快速發(fā)現(xiàn)電機(jī)故障征兆，提前進(jìn)行防控，防止使用階段出現(xiàn)較大的故障。