发电厂电动机常见故障诊断处理及预防措施

李 根

(河北大唐国际唐山热电有限责任公司，河北 唐山 063029)

0 引言

诊断技术即是通过各种检测技术，测定出能反映故障隐患的参数，从中得到预警信息，并通过进一步信息分析，准确判断设备故障起因和程度，从而及时有效地对设备进行维修，把故障损失降到最低。电动机是发电厂最常用的驱动设备，其故障归纳起来主要分为机械故障和电气故障，对不同的故障应采取不同的诊断和处理方法。

1 机械故障

1.1 轴承故障

轴承承载着电动机转子不停地转动以带动负载运行。以滚动轴承为例，电动机运行时的正常声音为较细的“嗡嗡”声，日常检查电动机声音时，可用听针的一端接触轴承盖，另一端贴在耳朵上，听电机内部的声音变化，不同的部位、不同的故障会发出不同的声音。“嘎吱嘎吱”声，是轴承内滚珠不规则运动产生的，它与轴承的间隙、润滑脂状态有关；“咝咝”声是金属摩擦声，一般由轴承缺油所致，需要马上给轴承补充润滑脂，并密切关注轴承状态。当油温升到80 ℃左右时，可以外接轴流风扇直接给轴承降温，使温度逐渐稳定，轴承声音也会趋于正常。如果发出异常的、甚至是刺耳的响声，说明轴承已损坏，需要停机更换新轴承。出现这种情况主要是轴承间隙过大或严重磨损导致的，此时轴承小盖会流出黑色的稀油。

对于滑动轴承，要检查轴瓦出入口温度、冷却水温度、冷却器温度，轴瓦温度一般不超过80 ℃。要注意滑动轴承转动声音和滚动轴承转动声音的差别，因为电机转动时会在轴瓦表面形成一层油膜，轴与轴瓦基本不接触，轴处在悬空状态，只有“嗡嗡”的摩擦油膜的声音。对于工作环境差的现场，要采用电动机自身带小盖的油脂轴承，而尽量不用带有轴承盖的轴承。这样可将电动机小盖改成两半的小盖，不需解开靠背轮就可以较清晰地检查轴承以及加换油。轴承运行1 500 h后要更换润滑油脂，更换时特别要注意油脂不要加得过多。油脂过多，容易造成轴承发热。当轴承温度在70 ℃以上时，油脂的使用寿命会减少一半，同时也会影响轴承的使用寿命。具体要求为：2极电机的油脂不超过轴承腔的1/3，4极及以上电机的油脂以达到轴承腔的1/2为宜。

1.2 轴颈磨损

轴承的轴颈是易磨损的部位。最常见的磨损原因是轴颈与滚动轴承表面配合不合理。轴颈磨损后，轴承就会走圈；若走内圈，就会进一步使轴颈磨损，导致转子不同心。轴承损坏严重时会引起定转子与铁芯摩擦，烧毁电机，这是电机常见的故障。所以每次检修都要用千分尺测量轴承内径、外径尺寸，轴颈尺寸，端盖内径尺寸。轴与轴承应该采用动配合，端盖与轴承外径应采用过渡配合，配合公差可参照国标规定的转轴配合标准。此外，还应检查轴颈表面是否光滑，椭圆度相差不超过1 ﹪。

若轴径磨损不严重，对于小型电机，可在轴颈结合面涂厌氧胶粘接进行处理，24 h后就可以继续正常使用。多年的实践证明：这种处理方法效果良好。对于大中型电机，可采用在轴颈表面镀铬、镶套和金属喷涂3种方法处理。

1.3 键槽磨损

键槽损伤多发生在重载情况下，如磨煤机电动机启动负载很大，键槽两边很容易磨损，因此键槽两侧一定要有0.03 mm的间隙。频繁启动的正反转电机很容易出现键槽磨损，如斗轮机、输煤电机等大型低压电机。由于设计原因，输煤滚轴筛电机输出轴与机械轴不是表面对轮链接，而是插孔式的链接，所以紧力不能很大，以减少滚键。修复方法：若键槽损坏严重，可以在损坏的键槽处堆焊，再开键槽；也可在旧键槽对面的位置重新开键槽。

1.4 联轴器间隙过小

一般电机与负载联轴器之间应有3～5 mm的间隙，特别是多级泵、高转速泵，间隙一定要控制准确。如燃油泵房的3台供油泵电机(75 kW，2极)，所带负载是高速多级油泵，启动瞬间转矩很大，电机会往联轴器侧窜动约4 mm。如果间隙小，因电机使用的是推力轴承，电机轴承滚珠顶住轴承滑道侧面，很快就会出现异常声音，使轴承使用寿命缩短。为避免这种情况的发生，可以适当加大轴承与联轴器的距离，且电动机轴输出侧轴承采用滚柱式轴承；也可将联轴器采用软连接方式。

1.5 振动

振动会使电机绝缘损伤、定子绕组端部连接线开焊、接线盒瓷瓶震裂、轴承寿命缩短、机械零件疲劳、负载机械损伤。火电厂锅炉引风机和一次风机的风轮直径为1.5 m左右，很容易出现这类问题。若安装过程中机械和电机中心线不重合或底盘压接不实，会导致台板产生共振。这很难分辨是电机问题还是机械问题。维修人员首先要检查对轮销钉、电机地脚和前后轴承是否有问题，然后再检查风机平衡块是否有脱落，是否有异响等。检查时，振动测量仪要按垂直、水平、轴向3个方面进行感触，不同转速有不同的振动标准，即2极振幅为0.05 mm，4极振幅为0.08 mm，6极振幅为0.12 mm，8极振幅为0.16 mm。

2 电气故障

2.1 电动机电流增大、电机发热

电动机电流增大、电机发热的主要原因有：

(1)电动机过载运行时，电流会升高，使电动机严重过热，可能会烧坏电动机。这时要及时调整负载，避免电动机长期过载运行。

(2)三相电源中只要有一相断路，就会引起电动机断相运行；如果断相运行时间过长，将会烧坏电动机。因此，要经常检查电源电路。

(3)电动机内油污、灰尘太多，电动机通风孔堵塞都会影响散热效果，引起电动机过热。要及时清除阻塞物，改善散热条件；情况紧急时可以用轴流风扇吹风降温。

此外，还可利用嗅觉分析判断故障。电动机在正常运行中是没有异味的，环境温度高时略有些油脂气味，温度达到155 ℃以上会有异味产生。若有焦糊味，极有可能是引线绝缘过热引起的，应该马上停止运行，检查引线。现在高压电动机绕组绝缘等级一般为F级，允许最高温度为155 ℃，超过此温度，将损害电机绝缘。

2.2 电动机引线问题

6 kV高压电动机接线盒内接头发热问题较少见，因为它的电流较小，每8 kW仅产生1 A电流；其主要问题是绝缘低。而接线盒密封可以减少其绝缘损伤、老化问题。大型低压电动机引线问题较多，主要是引线鼻子发热。三相异步电动机启动电流达到额定电流的5～7倍，220 kW低压电机的启动瞬时电流可以达到1 500 A，引线接触面稍有接触不良，接线鼻子就会发热。

某电厂脱硫氧化风机功率为220 kW、电流为370 A，电源电缆为2根120 mm2电缆并接在电动机接线盒内；接线盒长200 mm、宽300 mm，体积小；电缆鼻子采用套管型，接线时不容易折弯。由于振动，该电缆鼻子接头松动，造成电机引线螺丝、短路板和电缆过热烧毁。该电厂汽机水循环真空泵功率为110 kW，由2根95 mm2电源电缆并接电机，电机引线从电机绕组引出直接接在电机接线板上。因接线板是有弹性的环氧板，且接线板下边没有硬金属，所以虽然螺丝压接引线鼻子很紧，但运行振动仍造成引线鼻子与电缆鼻子松动，接触不良，接头过热，导致引线多次烧毁。

根据电动机的特点和运行经验，可以采取以下措施：

(1)电源电缆采用开口线鼻子，可以增加电缆的柔韧性，选用长短合适的电缆线，避免交叉；

(2)加大电机电缆盒尺寸，增加窥视孔；

(3)贴蜡片纸，以便于日常检查接头是否发热；

(4)电缆鼻子与电机引线接头涂导电膏或凡士林，使金属表面不易被腐蚀；

(5)从绕组引出来的引线下边要用铜质螺母固定，且使用铜质接线板螺丝。

2.3 恶劣环境造成电动机损坏

(1)高转速电机，如锅炉引风机冷却风机电机被保温材料包围，长期处在高温环境下，经常出现缺油、振动、轴承烧毁，而在电机前侧又无法加油。应对措施：可以加大前侧小盖含油量，加装加油孔，随时补充油脂；还应缩短检修周期。

(2)脱硫吸收塔搅拌器电机虽然容量不大，但恶劣的工作环境易使电缆接线盒腐蚀、线圈绝缘降低、前轴承密封圈老化，石膏水容易渗进轴承，造成设备损坏。输煤系统因煤尘很多，启动设备中的交流接触器触点易堆积煤粉，造成触点虚接、拉弧、粘连，开关触头发热着火，电机缺相烧损。因此，应该对接线盒、控制箱加强密封，对启动控制设备加强检查处理，以预防和减少电机烧毁故障的发生。

(3)高温环境下的脱硫氧化风机、潮湿环境下的凝结水泵、粉尘堆积的输煤皮带电机和电源箱、要作为重点对象每天清扫。要使用密封胶密封电动机接线盒，其胶皮衬垫要定期更换，确保电机不受潮、不进灰。电机表面灰尘要定期清理，同时要整治设备环境，使设备处于良好的工作环境中。

(4)确保电动机在正常的冷却条件下运行。大型电动机冷却器要经常检查清理，定期通刷，保持冷却水管路畅通，冷却器出入口周围要清洁。开启式电机要加装防护网，防止杂物被吸入电机内部。

3 结束语

电气管理人员要制订具体的电动机管理细则，建立设备档案；要深入现场，及早发现问题并解决。运行人员要认真监视每台设备的运行情况，每班要有重点地巡视，掌握设备运行工况，以确保电机安全稳定运行。