大型电动机的故障处理及预防措施

海志民+海玲+海燕+韩育婷+陈正强

【摘 要】电动机故障是由多种方面引起，首先要了解电动机故障的形成原因，及时控制设备事故的发生。从大型电机的结构设计、制造工艺、装配质量上把好关，使大型电机故障得到最有效的控制。

【关键词】大型电动机故障；发生原因；预防措施

0 引言

大型电动机是火力发电厂的主要电气设备之一，如我公司一台300MW汽轮发电机组约需配套25台大型电动机，用来带动给水泵、磨煤机、引风机、送风机、一次风机和循环泵等辅机。在现实使用中辅机电动机故障频繁发生会给发电机设备安全运行带来威胁或影响发电设备的满载运行。从我工作十年来大型电动机发生的故障统计来看，大型电动机故障一般有定子端部故障及转子笼条断裂故障。对此类故障分析、处理及预防措施如下：

1 大型电动机定子绕组烧损故障原因分析、处理及预防措施

1.1 定子绕组烧损原因分析

1.1.1 定子绕组固定不牢固

由于端部绕组固定不牢或绑扎不牢，启动过程中产生振动磨损，使绝缘破坏击穿烧损是定子绕组最普遍的事故。造成定子绕组松动磨损的原因，有的是结构设计问题，如端部绑扎数量不足，绕组端部支点过少；有的是制造工艺质量问题，如端部绕组绑扎紧度不够；还有的是所使用的垫绳、垫毡、绑绳和槽楔等紧固件的材料性能差、浸漆未充实，在运行早期即发生松动，还有磁性槽楔脱落（如我公司一期给水泵电动机），造成线圈松动，线圈绝缘磨损击穿。

1.1.2 线圈断股和接头开焊

定子线圈断股多发生在连接线的根部（鼻部）与焊接处。造成断股的原因，一方面是由于制造过程中连线受到反复扳、弯，留下了伤痕或裂纹，也有的在焊接时出现假焊或虚焊现象；另一方面是由于端部线圈固定不牢、绑扎点少，运行中，特别是起动时受电动力或电磁振动力的作用而发生疲劳断裂、开焊。

1.1.3 频繁起动

例如磨煤机电动机（650kW）、浆液循环泵电动机启动较为频繁，每月240次均为重载启动，对电机寿命带来很大威胁。在近年来大部分为过桥线烧损，所以是造成电机烧损的主要原因，只有改变电机运行方法，减少电机启动次数，才能减少事故。

1.1.4 电动机周围环境太差

电动机周围通风较差、粉尘多，使电动机通风孔堵塞，造成电动机温度升高绝缘性能下降而老化直至烧毁电动机。

1.1.5 电动机定子引线接线鼻子太小，与电源电缆头鼻子不相匹配，有的电机定子线圈引线鼻部匝间短路，导致定子绕组烧坏。

1.2 预防措施

（1）电机定子绕组存在槽内松动、端部绑扎不紧的以及引出线固定不牢的电动机，利用A级检修解体时，均要进行加大检查处理（如采用涤玻绳和适形材料绑扎牢固），保证槽楔、垫条、垫块和绑绳的紧度，防止定子绕组及其引出线绝缘在电动机启动或运行中发生磨损造成接地和短路。

当端部绕组伸出长度超过250mm时，增加一道绑环。在绕组与绑环间加适形材料（涤纶毡）以吸收绕组的振动能量，绕组间连接线用涤玻绳连续绑扎，并刷以环氧树脂胶，以增加其整体性。

（2）利用A、B、C级检修电动机时，必须进行绕组直流电阻的测量，并对测量结果进行相间和历次的比较分析，如有明显差异时，要查找原因消除陷患并彻底处理。

（3）大型电机绕组引出线的连接螺丝一定要上紧，保证压接可靠，防止运行中发热损坏。对定子绕组引接线鼻子太小的，应更换为合适的引线鼻子（采用压接或银钎焊），铜铝连接时一定要采用过镀处理，以防接触面氧化腐蚀，接触电阻增大，以与电机电源电缆头鼻子相匹配。

（4）大型电机周围环境要保持清洁、通风良好，防止飞灰、煤粉、油污和水汽等有害物质进入电机。对于环境条件恶劣的地方，利用A、B、C级检修时对电机静、转子定期进行吹扫工作，应根据实际情况将开启式电动机改为封闭式电动机。必要时打开电动机通风道，通风。对于易受潮的场所，可结合具体条件采取防潮措施。

（5）大型电动机严格执行部颁“厂用电动机运行规程”中电动机启动次数的规定，即在正常情况下，允许冷态下启动二次，每次间隔时间不得小于5min；允许热状态下启动一次。只有在处理事故时以及启动时间不超过2-3s的电动机可以多启动1次。

（6）认真做好断路器、隔离开关和电动机本身的检修工作，防止造成电动机发生断相运行而被烧毁。对于具备断相保护装置的电动机应将保护投入使用。

（7）我公司现在对在断开电动机会产生较高倍数过电压的地方，采用氧化锌避雷器等保护措施，以防止定子线圈绝缘因过电压而击穿损坏。

（8）大型电动机定子采用整体浸渍技术，对个别在运行中发生电圈松动也可采用临时处理，即只将线圈加热至100度左右，浇1032漆做应急处理，以加强绕组的整体性、牢固性，提高电动机质量和绝缘水平。

近年来通过我们自己对定子击穿故障、线圈绝缘处理、电动机在运行中断股开焊、引线烧坏等事故进行检修处理，为公司可节约开资近百万元以上。

2 鼠笼式电动机转子笼条断裂开焊故障

2.1 笼条断裂开焊故障的特征

（1）笼条断裂的断口呈疲劳断口

（2）笼条断裂的发生与笼条在转子铁芯槽内的夹紧程度密切相关，在槽内松动的笼条容易发生断裂。

（3）一台新电动机发生笼条断裂的起始时间与运行启动次数直接相关，启动频繁的，笼条断裂发生的时间就早，启动次数少的笼条断裂发生的时间就晚。笼条断裂故障多发生在电动机启动过程中。

（4）笼条断裂多发生在端环（短路环）附近，且与笼条和]端环的焊接工艺质量密切相关。有的笼条开焊处检修焊补后，运行不久就再开焊。

（5）大型电动机笼条开焊或断裂一般是从外笼开始，如未能及时发现和处理，则会很快扩大到整个转子，以致损毁整台电动机。

（6）高压电动机，转子笼条断裂在不解体情况下，通常不易被发现，但却常常伴随一些症状发生，比如产生一定的振动，这种振动是由于转子笼条断裂后，原来的电动机定子、转子电磁拉力产生不平衡。虽然有进通过调整动平衡能使振动得到暂时消减，但维持不了多久，出现新的断条时，振动又会加大。此外，仔细观察断条处，可以看到微弱的放电弧光。

（7）笼条开焊断裂故障多发生在磨煤机等负荷重、启动频繁的电动机上。电动机笼条截面和端环尺寸偏小的电动机笼条容易產生开焊和断裂。其笼条直径均为φ12，易开焊。上海JSL600-12型电机如我厂的循环泵、塔泵电机其笼条采用φ14，电流密度<1A/mm2，不易出现开焊现象。

2.2 鼠笼式电动机笼条断裂脱焊故障原因分析

（1）电动机产品性能差。随着发电机组容量的增长，要求电厂大型化，相应对配套大型电动机的启动性能提出了越来越高的要求。启动转矩倍数应在1.6-1.8，最大转矩倍数应在1.9左右。

（2）电动机设计结构和制造工艺上的缺陷加剧了电动机笼条频繁断裂开焊。如电动机笼条与端环的焊接时受热不均、电动机笼条与槽之间间隙过大等，这些点往往成为笼条开裂的源点。

（3）电动机频繁启动，加速了笼条断裂开焊。

2.3 防止电动机转子笼条断裂、开焊的措施

（1）对频繁启动或重载启动而易发生笼条损坏的电动机（如磨煤机电机），要选用启动性能相当并留有适当裕度的电动机。

（2）认真执行部颁“厂用电动机运行规程”中启动次数的规定，不仅是防止电动机定子线圈烧损故障的有力措施，也是防止鼠笼电动机笼条断裂开焊的有力措施。

（3）在检修鼠笼转子时，要仔细检查笼条在槽内的紧固情况，松动的应采取措施加以紧固（如环氧胶，端部处加强无咸玻璃丝带）。

（4）要认真检查笼条与端环的焊接质量，若有断裂和开焊，应及时进行补焊处理。

（5）在频繁启动的磨煤机、排粉机等电动机上更换铸铝转子、深槽式转子取代双笼转子。我公司所用的磨电机已全部更换为深槽式转子。

[责任编辑：朱丽娜]