电动机的故障分类与绝缘故障原因分析

王晶涵|责任编辑|2024-03-03 07:24:13

点图片看大图长按存图

电动机的故障分类与绝缘故障原因分析

一、电动机的故障分类

电动机的故障可分为电器故障和机械故障。

机械方面的主要故障是振动、轴承过热、转子扫膛、运转声音异常等；电气方面则主要是电动机绕组接地、短路、开路、接触不良、鼠笼断条等故障。电动机的故障分类与绝缘故障原因分析。

对化工企业68台次高压电机的故障情况进行了统计，其中，绝缘故障42台次，接线及接触不良引发故障9台次，轴承故障8台次，转子断笼5台次，其他故障4台次，分别占统计故障数的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%。可以看出，绝缘损坏是化工企业高压电动机出现概率最高的多发故障。

二、绝缘故障原因分析

高压电机绕组绝缘故障，受绝缘材料性能，制造工艺控制，运行安装环境及电、热、化学等综合因素影响，发生的原因比较复杂，下面结合实例分析探讨。

1、电化学击穿

某厂造气车间的两台故障电机，解体检查，1台定子绕组三处绝缘击穿，1台四处绝缘击穿，均是点蚀损伤绝缘引起“爬电”，出现烧痕、裂缝、导电通道，且故障点均出现在电动机进风口端部且有向铁心方向移动趋势。

对此，从电动机结构、运行环境、操作方式等方面分析原因，初步认定该电机系由于选型不合理，运行环境恶劣导致电化学击穿。

运行环境恶劣引起电化学击穿是绝缘损坏的主要原因。

空气中存在的酸、碱性腐蚀气体长期侵蚀绝缘材料表面，在空气湿度较大时，加速绝缘材料性能的恶化，有机绝缘材料在电、热、化学等因素的综合作用下，很容易引起损伤最终导致击穿。

2.频繁启动

高压电机的频繁启动直接影响其使用寿命。这是因为启动时电动机要承受大电流的冲击，绕组要承受电动机和热应力的叠加作用。

由于绕组绝缘材料与铜导体膨胀系数不同，在启动时绝缘材料与导体之间形成很大的煎切应力，导体与绝缘材料之间的固定将被破坏，绝缘将分层或撕裂以至发生绝缘击穿。

鼠笼式异步电动机在频繁启动时，还容易造成鼠笼断条，尤其是负载启动电动机，故障概率更高。

3.嵌线缺陷

嵌线时绑扎端部造成端部绝缘压陷损伤，是引起高压电动机绕组损伤的另一个重要因素。

凡被端环接触到的部位，表面绝缘都不同程度地挤压出凹陷的沟痕，至使一部分软化的绝缘材料被挤压到绑扎接触面的边缘，整体固化后，此部分绝缘显著减薄，绝缘强度降低。

4.端部手包绝缘质量不良

端部手包绝缘质量不良造成端部相间或相对地短路的实例非常多。手包绝缘包层不紧，内部有间隙，在环境湿度高时，绕组的绝缘性能明显下降直至绝缘材料表面结露，此时绝缘表面易于引起沿面放电。

其放电机理是在绝缘表面首先生成水膜，在电场的作用下，水膜被电离并使离子沿表面移动、汇集，造成电场的不均匀分布，同时降低了表面的放电电压。这种沿表面放电实际上是一种气体介质放电现象，其电压比单一气体或固体中存在的击穿电压低得多，有时延面“爬电”距离可达数十厘米。沿面放电可能导致高电位之间贯穿性的击穿闪络，即相间短路事故。

某厂变换工段室外安装的两台Y560-10、500kw电机，在暴风雨天因电机进水保护动作相继跳闸。解体检查，发现电机由风道进水造成端部相间绝缘多处击穿，“爬电”距离长达60cm。

高压电机绕组绝缘材料在电气、机械、温度、环境等因素综合作用下，均实时老化。采用相应试验方法，分析判断绝缘劣化程度，实施及时必要的绝缘处理，即可延长设备寿命，保障化工生产的连续性。