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三相异步电动机转速偏低故障分析(2)

北极星电力网技术频道    作者:吕俊霞   2012/6/15 12:40:16   

6.1 引起匝间短路的原因

绝缘受潮:对于那些长期备用的电动机,以及那些长期工作在地下坑道、水泵房等潮湿场所的电动机,容易受潮,使层间绝缘性能降低,造成匝间短路。

绝缘老化:电动机使用时间较久或者长期过载,在热及电场作用下,使绝缘逐渐老化,如分层、枯焦、龟裂、酥脆等都属于老化现象,这种劣化的绝缘材料在很低的过电压下就容易被击穿。

电动机长期运行时聚集灰尘过多,加上潮气的侵入,引起表面爬电而造成匝间短路。

6.2 判断匝间短路的方法

可以从测量三相空载电流的平衡程度及直流电阻的大小来判断。电流偏大、直流电阻偏低的相,就应考虑属于匝间短路。确定了匝间短路故障后,还应找出匝间短路部位。寻找故障点的方法很多,下面是其中的几种。

(1)空载法:将电动机在额定电压下空转约1min后,首先打开端盖,用手摸绕组端部,温度比其他部位高的则为短路线匝。

(2)短路侦查器法:短路侦查器法是利用变压器原理检查电动机匝间短路的方法,其主要设备是一个开口变压器。将开口变压器置于定子铁芯绕组的槽口上,开口铁芯和定子铁芯构成闭合磁路,定子绕组则变成了这一特殊变压器的二次绕组。若电动机绕组正常,相当于二次绕组开路,则短路侦察器中的电流表指示值很小;若绕组发生匝间短路,相当于变压器绕组短路,电流表指示值很大,从而确定已短接的线匝。

(3)电压降法: 在故障相的两端通以低压电(注意电流不要超过绕组电流的额定值),然后用一电压表测量各绕组的电压,指示值为0或很小的线匝则为短路线匝。为了测试的方便,可将电压表的两端线接一钢针(普通的缝衣针即可),分别刺穿绝缘与导体相碰。

7.定子绕组单相接地

在三相四线制供电系统中,零线是接地的,有些Y形连接电动机的中性点也是接地的。因此,绕组的接地,相当于一部分线匝短接了,这与前述匝间短路情况的一样的,同样造成转速的降低。特别是接地处的电弧,在线路没有可靠保护时,可能迅速发展为匝间短路。造成绕组接地的原因与匝间短路基本一致。此外,由于电动机内部残留的铁粉末没有清扫干净,在这些铁粉磁场的作用下,产生一种向绕组内部的钻孔作用,使绝缘击穿。如果铁粉末颗粒过大,还会在其中产生涡流发热,致使电动机全部损坏。所以一定要将电动机内部清扫干净。

寻找绕组接地的方法,首先用绝缘电阻表测试出接地故障的相别,然后寻找出接地点。查找方法有冒烟法及电压降法。

接地点找到后,如果明显可见,可垫以适当绝缘物以消除接地点;如接地造成不能工作的线匝不多,可采取一定措施处理一下,电动机可继续使用。

8.定子绕组内部断线

异步电动机的每相绕组一般由多个绕组并联而成,如果其中的并联绕组断线,使这一绕组不能工作,则转速也降低。绕组断线的原因是:由于焊接质量不高,经多次弯折而断线。多数情况是由于短路、接地等故障产生的高热、大电流(电动力增加)而造成的。

寻找断线点,首先是测量每相的直流电阻,判断出断线相别,然后进行测量。其方法是:将并联绕组的一端分开,万用表一表接于绕组一端,另一表笔接一钢针,依次插入绕组线心,电阻值从一定值到“ 􀀀 ”的交界点,就是断线点。断线点如果明显可见,焊好后继续运转;如果断线在槽内,急用时可用跳线法,将一部分线圈废弃。

9.笼型转子断条

笼型转子比较坚固,故障很少,但有时也出现断条现象。断条以后,转子导体内感应的总电流小了,并且不对称,使得电磁转矩下降,转速降低。同时,定子电流波动,电动机出现振动等现象。

断条故障一般发生在笼条与短路端环连接处,其原因有:电动机频繁启动或重载启动、冲击性负载的影响、制造质量不高、笼条与端环焊接不牢等。

10. 定子绕组一相接反

定子三相绕组首尾连接正确时,随着各相电流大小、方向依次变化,它们产生的磁场是以同步转速旋转的。如果一相绕组的头尾接反了就会使磁场不能规则地旋转,大大削弱旋转磁场拖动转子的力,使转速下降。与此同时,转子在不规则力的作用下,将产生剧烈振动,并在转子中产生很大的附加电流,使电动机过热。

首尾接反的故障现象明显,通常发生在新投入使用或经过修理后第一次使用时,比较容易判别。寻找首尾接反相可利用检查极性的原理进行。首先将三相绕组的六个头分开,找出三个绕组,然后处理。查找方法有交流电压法、直流电压法及剩磁法等。

11.电源容量不足

电动机启动时会产生很大的启动电流。此电流,一方面使供电线路的电压损失加大,另一方面使电源设备输出电压下降。常用的电源,一是来自电网,经配电变压器供电;二是自备柴油发电机供电。对变压器来说,大电流将使得内部压降加大,输出电压下降,导致断路器跳闸,熔丝熔断,电动机不能启动。对发电机来说,大电流使去磁作用增加,在励磁电流供不上的情况下,发电机输出电压也将大大降低,导致电动机不能启动。为了保证电动机的正常启动,一般来说,允许直接启动的单台发电机的容量不能超过变压器容量的20%∶30%,不能超过发电机容量的20%∶30%,否则应采用减压启动。

12.启动方式的选择或接线不正确

减压启动的基本出发点是降低启动电流,但使得启动转矩降低。如果启动电压过低(如启动),但使得启动转矩降低了1/3;自耦减压启动器抽头位置选择不合适,启动电压过低;启动器内部接线错误或者触头接触不良,都有可能使电动机不能启动。

13. 电动机控制线路有故障

用接触器、磁力启动器、断路器等开关直接启动的电动机,一般都是通过自动控制线路控制开关的电磁铁使开关动作的。如果控制线路有故障,开关合不上,则电动机也不能正常启动。

综上所述,我们讨论了三相异步电动机不能启动机转速偏低故障的查找及排除方法。在实际使用过程中,应根据故障的具体情况,采取相应的措施,排除故障,使得电动机维持额定转速运行,使系统正常工作。

参考文献:

[1].陈家斌 主编 《电机故障查找与处理》河南科学技术出版社2006年1月

[2] 陈家斌 主编 《常用电气设备故障排除实例》河南科学技术出版社2 004年12月

[3] 潘如政 主编 《电机与变压器检修》化学工业出版社2005年7月

[4] .赵家礼 等著 《电机修理入门》 机械工业出版社 2003年1月

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