高压电机常见故障案例分析及解决办法

高压电机是由绕组、气隙和铁心组成的电机，由于结构简单、体积小、功率大、寿命长等优点，被广泛应用于工矿企业、家用电器、汽车及电动工具等方面。随着电机行业的快速发展，对电机制造工艺和性能要求越来越高，高压电机在未来将成为工业生产中必不可少的重要设备之一。而高压电机故障现象主要有：磁滞、电机线圈发热、电机轴不转、电机磁路不连通、转子局部缺相运转等。高压电机本身故障多见，而对于故障原因则缺乏足够认识。我们在做产品维护时一般通过以下三种方法进行检查。首先要检查电动机的磁路是否通畅，如有堵转应及时清理堵转部位上杂物并加防尘罩；其次要检查线圈上是否有异物；第三要检查电机定子是否存在短路、绕组温度过高等异常现象。但很多朋友往往忽视了这些故障时会出现异常现象无法进行判断，这时就要通过大量试验来找到问题根源并及时进行维修或者更换已损坏或失效电流的电动机来解决故障问题。

• 一、电机定子发热

  定子发热原因:1)绕组内温度过高;2)定子铜套破裂或发热;3)定子绕组中异物过多。处理方法:1)定期清理绕组上的异物，并加防尘罩;2)绕组上不允许放置任何杂物;3)绕组温度过高时应降低部分线圈温度;4)对于已经损坏且发热严重的绕组应进行更换。造成电机定子发热的原因有:1)定子绕组绕线破损;2)主电机绕线绕线松动;3)主电机绕线被拉断或绕组两端接触不良、绕组间隙过大;4)转子铜套破裂;5)绕组存在短路、绕组温度过高等异常现象。解决方法:1)定子铜套轴头间的异物应该及时清除;2)所有的绕线处都要进行清洗;3)电机定子绕组发热时应降低线损;4)电机绕组端子间距离应适当减小或增大。如无特殊情况则可将电机全部更换。

• 1、对于绕组内存在异物或接线不正确及接触不良问题，可通过清理金属异物、重新制作绝缘套或更换绝缘件解决；

  可通过更换高品质的绝缘件或重新制作绕组绝缘套解决；也可以通过调整定子转速、改变电机运行参数来解决。故障现象：A型高压电机，定子运行时没有明显噪音（没有振动）。B型高压电机，绕组上没有电弧产生，也不会有电火花和热量产生，当定子运转时声音正常。C型高压电机的主绕组中间接了一根较粗的铜线，使这根电缆的长度和直径变得不合理，导致绕组中发生短路，从而产生发热。D型高压电机运转时声音很小（无振动）。故障原因：B型高压电机定子存在短路现象（绕组出现短时短路); B架电缆接线处连接不合理（在同一水平面上); A接点与 D接点的连接不恰当（接线后端子座的铜条被拉断至 D端导致端子座电流不足而发热); A接头绝缘表面被异物污染及老化等原因使得线缆与两端铜条之间产生电阻，引起绕组发热。

• 2、绕组接触不良是电机转子铜套破损；

  电动机运行中，转子铜套因磨损而破损，接触不良是因为电机线有磨损、发热或绕组短路，或端子铜套破损等原因造成的。由于接触器损坏及端子的安装位置有误，造成了接触器的接触不良，从而引起电机转子旋转。处理方法:(1)更换新的接触器。(2)及时更换损坏的端子。(3)电机线有损耗应尽量降低。(4)端子铜套磨损或折断应及时修复。(5)绕组接触不良应及时更换。(6)电流过大或过小：检查主绕组中是否存在异物及损伤，如有应及时消除。

• 3、定子铜套在运行过程中存在短路或接触不良现象；

  故障分析：A.电机在运行过程中发生定子铜套破损，出现定子铜套接触不良、漏电现象，从而导致短路而引起定子铜套温度过高。B.主电机绕线被拉断。C.主电机铜套的变形开裂或松动导致接触不良。D.定子铜套的压杆螺栓松脱等。故障处理：A.清除定子铜套及压杆螺栓上残留的泥沙等异物；B.对出现短路及接触不良的铜套进行更换并进行固定。

• 4、定子铜套端子与转子铜套间存在间隙过大及短路等问题。

  故障现象：定子铜套和转子铜套之间可能存在一定的间隙，从而导致局部的电流短路现象。故障分析：检查定子铜套和转子铜套的固定螺丝是否松动，紧固后用手将端子铜套轴头旋转180度至无铁屑残留在端子铜套与转子铜套间为止，然后用砂纸对间隙进行打磨。然后用电钻钻进该间隙处敲松螺丝进行处理，检查铜套是否有漏电现象。故障原因：定子铜套被铁屑或其他异物卡住或端子铜套因磨损出现裂纹或被铁屑卡住造成局部电流短路而发热导致定子热涨冷缩现象。

• 排除方法：可以使用万用表检查定子铜套附近的电阻是否大于300Ω。如果电阻很大则应更换铜套和转子铜套。如果电阻很小则需要对线圈进行局部电流击穿检查是否对线圈产生影响。如果击穿则对绕组分合进行更换。对电动机重新定心并进行检查。

• 二、绝缘老化

  故障描述：电机在运行中产生一定频率的电磁波，经转子绕组到达电机磁心，在电机气隙中形成局部高温，导致绝缘老化。故障现象：绝缘产生高温时，温度达到400℃以上时出现局部冒烟。解决办法：进行绝缘老化试验。鸿泰电机认为，在电机的正常运行中，经常会出现绝缘老化现象，因此一旦出现电机绝缘老化现象，应及时对电机进行检查，时注意不要触及绝缘老化后形成火花的部位，以免造成绝缘泄漏。案例分析：某高压电动机自检时发现转子绕组出现冒烟现象，经测量该发电机绕组绝缘电流为1.65 A,额定电流为1.50 A。经过分析发现该电机绕组出现绝缘冒烟现象是由于电机绝缘材料老化所致。

• 1、在电动机绕组的连接处焊接一块绝缘钢板后，进行绝缘老化试验。

  在试验过程中，要保证电机绕组和转子接地端在同一个绝缘面上。在测试时，要将电流表调至最大电流，然后记录各绕组的电压电流值；在电阻表上设定好的电阻值为零，然后接通电源测量该绕组的电阻值；如果测量值低于某一值（约0.05 A),则表明该绕组正被绝缘老化所影响；如果测试值大于某一值（约0.02 A),则表明该绕组存在严重绝缘缺陷。如果仍不能确定是否对该绕组进行了绝缘老化试验时，应进行绝缘老化测试试车。首先用绝缘试验机测试绝缘电阻值，若电阻值小于0.1 MΩ时则说明该绕组正被绝缘老化所影响；然后分别进行绝缘试车处理；如果检查绝缘电阻值与测量值不符则说明该绝缘缺陷影响了绝缘性能。在电机绝缘老化试验中要注意测试仪器必须保持清洁无污染，并保持其良好使用性能。测试过程中如有电弧产生，应立即停止操作。对于绝缘试车过程中出现的缺陷及时处理。

• 2、对焊接好的绝缘钢板进行电化学防腐处理，绝缘板老化后不能用水浸泡，否则会加速绝缘材料的老化。

  对已焊接好的绝缘钢板进行电化学防腐处理，以减少或消除因电化学防腐处理产生的电流和电压波动，以避免电机绕组绝缘老化后产生电火花、放电。由于电气设备在使用中常常会受到周围环境的影响，在生产和使用中也会产生一些对电气设备有影响的因素，从而引起电气设备存在一些隐患。____A、工作环境因素：作业环境恶劣，空气潮湿、风速大、高温、高热等不良环境对绝缘材料造成破坏。作业环境对绝缘材料造成损坏后在长期使用过程中可能会出现损伤开裂以及绝缘材料表面结露造成导电性能下降而短路或放电现象。这些不良因素将会加速绝缘材料表面发生反应而使绝缘材料破损并产生局部高温。针对以上存在的问题，要采取相应的对策来解决。

• 3、利用温度计对电机绕组温度测量，发现在其电机绕组温度最高时达600℃以上。

  此时温度计的指针不是上升状态，而是下降状态，这种现象说明转子的绝缘材料可能已经老化。根据该分析，建议对转子绕组进行绝缘老化试验，首先将绕组进行绝缘材料老化试验。将电机绕组放置在干燥通风的地方，并在室内放置一台热电阻为5 kΩ的测温仪，用测温仪进行测量。该测温仪显示电机绕组过热后发出闪光。在检查其过热部位后发现并不是过热，而是由于温度升高而引起其绝缘材料老化，最终导致转子绕组出现局部高温的现象。为了防止该电动机绕组烧毁及转子绕组过热会影响正常运行造成设备损坏等问题，在进行绝缘老化试验前应先对其绝缘材料进行预热。进行绝缘老化试验时应将绝缘材料预热到250℃左右，然后对其进行绝缘老化试验。

• 三、三相不平衡

  案例分析：A、三相不平衡运行，三相电流不平衡；B、故障电压高，三相电流不平衡；现象分析：A、电机外壳三相不平衡会导致绝缘不良; B、电动机的主接线端子与电机外壳接线端子不能接反；C、电机外壳的零序电流不平衡会导致主回路的断路故障。原因分析：A、三相不平衡运行时定子电流变大; B、轴承温度过高; C、主回路出现断路故障（不平衡会导致主回路电流变大到一定程度时启动）。

• 1、电机电源三相不平衡，要将三相电源相序进行调整，然后进行三相电流的测量并调整电机外壳温度；

  并对电机的主接线端子进行更换。电机外壳温度过高时，会导致电机内部机械应力增加，从而使转子不能保持较好的强度。因此，要加强对电机外壳的管理。一般在三相不平衡时，当负载率较高时，三相电流应在额定电流的2倍以上。因此在三相不平衡时，应加大主回路电流值。在调整三相电流时应先调整三相电源相序，然后调整三相负载电流，再进行三相电源相序调整。因此调整三相电源相序是一项细致活。一般采用平衡方法调整三相电源相序后进行一次调整将三相相序进行平衡。

• 2、电机主线圈的温度过高，会导致电机定子绕组烧毁；

  另外，轴承温度也会引起电机定子绕组绕组的热膨胀，导致绕组松动而产生过热现象。解决方法：A.轴承冷却风扇要及时打开，保持冷却水流通，避免造成冷却水损失，使冷却风扇不工作，如果轴承损坏应及时更换，如仍不能保证冷却效果及长期运行时轴承温度很高的话应考虑更换；B.在轴承周围加装防护罩。安装防护罩时，应将保护罩下部固定住即可；C.检查是否有漏油现象；D.如果是主轴承存在故障时应将主轴承拆下检查，如果在主轴承间隙内发现有漏油迹要及时清理。E.主轴承使用一段时间后要定期检查轴承座上有没有积尘或脏物等情况发生。F.启动、低速运行时应加大三相电流来平衡三相电流不平衡。

• 3、轴承温度过高，会导致主线圈和转子绝缘不良甚至烧坏；

  或者轴承内部进水，造成线圈绝缘不良，甚至烧坏。A、轴承在温升较高时，应在轴承盖上涂上油脂，使轴承保持干燥，防止在轴承盖上因水汽过大而烧毁轴承；B、轴承应避免在有电火花和明火条件下运行，并要经常保持轴承表面清洁；C、安装轴承的支承位置应适当。如果因为温度过高而引起严重后果的应该及时处理；D、由于在电动机三相电流不平衡时轴承可能出现损坏，所以轴承必须经常保持干燥或者在轴承座上加垫片。

• 4、主回路断路故障，这主要是由于电动机定子电流过大或轴承温度过高引起的。

  a、定子电流的检查：一般用导线测量电动机定子电流，并记录下所记录的电动机定子电流值。b、轴承温度的检查：若所记录的轴承冷却系统与实际情况不符，则说明轴承温度过高，应进行轴承降温或更换。若为新轴承，应检查其是否已磨损严重、表面是否光滑油垢多且有异物堆积现象。c、主电动机额定电压是否符合运行要求。d、调速开关和继电器是否处于动作状态。e、调速开关是否正常接触不良或损坏。f、电气控制系统是否安装正确。f、电容器容量是否过小（容量过大应注意三相不平衡会导致电容器容量下降而引起绝缘损坏）。