高压电机故障的产生原因及处理对策分析

袁建华

厦门市环境能源投资发展有限公司，福建 厦门 361000

0 引言

高压电机在现代社会建设发展中应用量较大，需要关注高压电机的生产与运用。在高压电机使用期间，可能因一些因素出现故障，使高压电机难以更好地为生产工作服务。

当下有必要针对常见的故障提出解决方案，由此可以在故障出现后快速采取措施，在短时间内使电机恢复运行[1]。

1 高压电机概述

高压电机可以按照不同的评判要求划分类别，按照绝缘等级分为A、B、C、E、F、H等不同级别的电机；从容量大小角度，将高压电机分为特大型、大型、中型、小型等类别。

高压电机在运行中，受到工作环境的影响，可能发生故障，不能正常运行。如果内部零件摩擦严重或线路出现故障，也会影响设备运行的稳定性。因此，高压电机在使用期间需要定期进行检修，及时发现电机出现的异常状况，选择合理的方法进行控制，消除设备隐患，避免影响设备运行效果[2]。

2 高压电机故障产生的原因

2.1 电机振动

高压电机在运行阶段可能受到一些因素影响出现振动现象，无法稳定运行[3]。在处理高压电机振动故障时，需要寻找引起电机振动的原因和处理对策，振动可能由多种因素引起，无法使用一种方法处理所有的设备故障问题[4]。

如果电机内部装置出现问题，会出现振动现象，转子会处于动态非平衡状态；如果机械在运行阶段传动装置出现问题，也会引发振动现象。在高压电机安装期间，如果地面基础不平整，没有按照规范要求落实安装操作，使电机的部分部件安装不紧固，在电机运动阶段会因固件松动出现振动情况。高压电机振动会影响到电机工作性能，产生一定音量的噪声，影响到周围人群的活动，同时电机难以达到使用寿命[5]。

2.2 轴承故障

在高压电机运行期间，轴承可能因机械运转在摩擦作用下出现发热的情况。轴承发热会使装置内部温度随之升高，如果轴承内温度超过一定值，润滑脂融化、轴承瓦化，会破坏机组绕组绝缘，在严重时还会损坏电机与轴承[6]。随着高压电机运行活动开展，由于滑动轴承温度超出正常值或滚动轴承温度在处于非合理区间，使轴承损毁，无法满足高压电机运行需要。

2.3 电机转子故障

在高压电机运行期间，如果没有进行合理的操作，如电机频繁启动、电机长时间处于过载状态，在此情况下会产生电磁力、热效应力、机械离心力，在相应力的作用下会引出交变应力，对电机造成不良的影响，使电机鼠笼转子与铜条分别出现短路环、焊接处开焊的情况。转子铜条如果开焊，会在设备运行阶段于槽内晃动。在电机运行阶段，如果定子电流摆动过大，会使电机电磁声变大，一般在此类情况出现后，常伴随放电现象。

2.4 电机定子绝缘电阻偏低

在高压电机运行中，如果出现引出线故障或绕组绝缘击穿接地，将无法保证高压电机处于稳定的运行状态。引出线故障主要由外部环境所致，如果外部环境过于潮湿，引出线故障的概率会随之升高，使电机绝缘受潮，电机绝缘电阻值低于规定要求。在高压电机运行中，如果线圈部位落有磁性物质，可能会出现钻孔问题，此时定子绕组绝缘被击穿。电机在运行期间，电机引线通常处于铁心背部位置，此为装置的热风区。随着高压电机运行，在一定时间后可能因温度过高，使绝缘老化，从而破坏绝缘的保护效果。引出线在橡胶绝缘脱落后，受到机械振动与外力的作用，电机引线松动或瓷瓶破裂，电机因引线接触不良，不能维持稳定的运行状态，还可能出现弧光放电现象。

3 高压电机故障的处理对策

3.1 电机振动的处理对策

3.1.1 换轴

导致高压电机振动情况的因素较多，需要根据实际情况选择解决方法，对于不同的情况应该选择不同应对方式。电机振动可能由转轴断裂所致，对于此种问题，一般会选择换轴或接轴的方式处理。在无法接轴的情况下，可以选择换轴的方法。对转速较高的高压电机而言，接轴存在很多风险，在电机运行中可能因接轴导致诸多不利影响。与接轴相比，换轴可以在解决问题的同时，提高电机运行的安全性与稳定性。

一般在电机出现振动后，需要明确导致相关问题出现的原因，核查转轴的型号与大小等参数。如果难以通过现有信息锁定转轴的具体参数，需要测绘联轴器及断轴，在获取信息后才能确定需要换轴的参数。处理断轴时，应该查看轴断裂情况，随后才能根据检测结果进行余下的操作。在转轴运行期间，需要确定转轴下料工作内容，全面检查新轴情况，确保新轴达到要求。在安装转轴前，需要进行验收工作，防止新轴外表面存在损伤，影响电机运行阶段的稳定性与安全性。基于电机对转轴的需要，在车床对转轴进行粗加工与精加工，使其可以良好地应用到高压电机中，不会对电机运行形成不良影响。完成加工任务后，需要将转轴安装在电机主体并进行调试。为了确定转轴是否处于正确位置，需要进行转轴平衡性试验，完成修复工作后，检查转轴安装情况，调试电机主体与新装的转轴，在完成调试任务后，才可以将其投入生产活动中。

3.1.2 定期巡检

在高压电机振动故障处理方面，需要定期巡检，查看高压电机内部装置，还需要了解转轴装置运行情况。在巡检阶段，记录高压电机运行数据，为后期故障处理提供参数。在高压电机振动故障处理时，转子是极关键的内容，应该增加对其的关注度。需要保证转子在设备运行阶段一直处于动态平衡状态。

3.1.3 加强电机安装

如果电机焊装阶段操作不规范，使电机部分部件不紧固，随着电机启动，在设备运行一段时间后会出现固件松动的情况，由此引出振动现象；如果安装高压电机的场地的地面基础不平整，也会出现电机振动情况，影响电机内部装置的使用寿命。

在安装电机前，工作人员需要明确安装技术要求和规范，确定各程序工作要点，调整施工操作方法，保证安装场地地面基础平整，规范安装操作行为。工作人员在电机日常巡检时，还应该做好关键部位的点检工作，需要定期检查高压电机内部转子的平衡情况，确保部件经过紧固操作后，在设备运行时不会出现零件松动的情况，避免影响电机运行的效果。

3.2 轴承故障的处理对策

轴承在电机运行中一旦发生损毁，将会影响电机运行的稳定性。工作人员应该明确轴承常出现的故障，一般将高压高负荷电机轴承调整为飞溅润滑滚动轴承或滑动轴承，通过改变轴承形式，可以延长轴承在设备运行中的使用寿命，使其在运行阶段不会轻易出现结构损毁的情况。在电机运行中，轴承可能因为温度过高，致使结构遭到破坏，因此，需要做好温度控制。在电机运行中，需要做好轴承质量控制工作，安装监测设备，在轴承内部温度过高时，可以添加冷凝液或选择其他手段，达到降温的目的。

工作人员在高压电机的使用中进行质量管理，定期开展检修工作，合理选择轴承内外环工差带，保证轴承内外环的工差带达到设计要求。公司需要制订高压电机修理方面的技术指导文件，为工作人员开展检修工作提供参考依据，规范工作人员的操作行为，使其清楚高压电气故障检修要求，以及设备拆装方面的方式与流程。为了延长轴承在装置运行阶段的使用寿命，需要改造现有的轴承配置，如在深沟球轴承外圈设置圆周运动装置，尽可能降低轴承在应用中的磨损量，对轴承温度控制也有一定益处。

3.3 电机转子故障的处理对策

在高压电气故障处理方面，对于电机转子出现的故障，需要明确故障处置流程。一般会清理脱焊部位，随后使用干净的白布擦拭；在内磨机部位安装合金磨头，打磨脱焊处的陂口，根据实际情况对陂口进行处理。在完成以上工作后，可以开展补焊工作。在补焊时，需要选择银焊条；补焊还需要焊枪，应该提前准备2把功能不同的焊枪，一把焊枪主要进行补焊，另一把焊枪用于加热。准备焊枪后，应该调整焊枪的温度，使其达到焊接要求。在焊接工作阶段，强化焊接部位；在完成补焊操作后，使用磨光机打磨焊接部位，使其恢复原状，随后用喷枪进行扫吹。在清洁完工作部位后，在外表面涂上防锈漆。

以临夏生活垃圾焚烧发电厂的高压电机为例，电厂某电机在运行中出现故障，结合现场信息，初步判断电机转子出现问题。考虑到高压电机转子鼠笼条在应用中容易出现脱焊、断裂的情况，在检修时需要将转子笼条作为检查重点，查看转子笼条的紧固情况。经过确认，转子笼条松动，需要对笼条端环进行紧固处理。在此过程中，使用无纬带浸沾环氧树脂捆绑笼条端环部位，使其达到紧固要求，确保不会在应用时出现问题。

3.4 绝缘薄弱环节的处理对策

高压电机定子绕组绝缘薄弱或在运行中出现磨损，均会影响,基础运行效果。因此，需要明确定子绕组的使用要求，正视定子绕组在运行中出现的绝缘磨损问题。在电机运行期间，需要关注定子运行情况，定期开展维修，从而保证其具备良好的应用效果。做好定子绕组绝缘保护工作，使用各类可以减轻定子绕组绝缘磨损程度的方法，延长定子绕组运行寿命，减小绕组绝缘磨损程度。在定子绝缘防护中，需要针对定子绝缘薄弱的问题，选择增加匝间绝缘材料厚度的方式进行调节，延长定子绕组的使用寿命；也可以通过调整匝间厚度，使定子绕组横截面变大。需要根据实际情况，提供满足定子运行需要的绝缘材料，改善定子绕组绝缘磨损严重的问题。

在定子绕组功能提升方面，需要寻找材料改善定子绕组绝缘，使其具备良好的绝缘性能。在材料调整时，尽可能选择抗温能力强、绝缘性高且具备良好延展能力的材料。选择的材料还需要具备良好的抗皱能力，由此可以提高材料抵抗磨损的能力。在材料应用到高压电机定子绕组后，结合设备定子绕组的磨损情况，确定不同材料在运用中的效果，扩大绝缘材料选择范围。在此基础上，根据设备应用需要灵活地选择材料，提高定子绕组磨损控制效果。

在高压电机运行期间，可能因定子绕组引出线绝缘层老化，使电机出现故障，不能处于安全、稳定的运行状态。需要基于实际情况研究定子绕组绝缘引出线出现问题的原因，根据绝缘层防护需求进行绝缘处理。一般会使用绝缘胶带、玻璃丝带、云母带等材料包扎绕组绝缘。在定子绕组座处棱角部位，需要对相关部位线段进行特殊处理，适当调节包扎厚度。因为此类部位的线段在应用中的摩擦程度远超过其他部位，老化速度也快于其他部位。在电子绕组引出线绝缘层防护中，需要明确定子绕组绝缘防护需要，选择合适的绝缘材料作为定子绕组绝缘引出线材料，锁定引出线在应用中容易出现老化的部位进行特殊防护，提高电机在应用期间气与电的隔离程度，让高压电机在潮湿的环境下依然可以稳定地运行，避免电机在不良环境中遭到损害。通过应用合理的材料及防护手段，可以拖慢电机定子绕组绝缘引出线在使用阶段的老化速度，使其寿命得到一定的延长。

4 结束语

在高压电机运行期间，可能因各种因素使其出现各种故障，无法提高设备运行的稳定性。因此，需要对生产设备进行有效管控，排除设备运行阶段的不利因素。针对电机振动等情况，如果确定电机振动由转子断轴引起，可以选择换轴或接轴的方法。部分故障源自工作人员不规范的操作行为，因为没有紧固电机内部的重要部件，致使设备在运行中出现故障。对此，有必要完善管理制度，确保高压电气安装严格按照技术要求进行，降低电机在后期运行阶段出现故障的概率。电机使用一段时间便可能存在故障隐患，需要在应用时定期开展检修工作，快速发现电机故障征兆，提前进行防控，防止使用阶段出现较大的故障。