劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011
摘 要:本文根據(jù)企業(yè)實踐調(diào)研與工作需求,多角度、多視覺的分析歸納了三相異步電動機(jī)電樞繞組接地故障的原因、診斷方法以及檢修策略。為三相異步電動機(jī)的日常應(yīng)用提供參考依據(jù),讓電機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命進(jìn)一步提高。
關(guān)鍵詞:三相異步電動機(jī);接地故障;故障診斷;故障修理
0引言
三相異步電動機(jī)相比其它電機(jī)存在很多優(yōu)勢,它結(jié)構(gòu)簡單、易于批量制造、性價比高、堅固耐用、運(yùn)行效率較高,工作特性適用范圍廣,廣泛應(yīng)用于工廠的動力設(shè)備,電動機(jī)的使用尤為廣泛,拖動各種類型的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載,例如,恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類:電梯、壓縮機(jī)、輕工及礦山機(jī)械等,恒功率負(fù)載:銑床、機(jī)床精加工等,通風(fēng)機(jī)類負(fù)載風(fēng)機(jī)、泵等,以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的脫粒機(jī)和粉碎機(jī)、農(nóng)副產(chǎn)品中的加工機(jī)械等。三相異步電動機(jī)在應(yīng)用過程中的故障診斷與改進(jìn)也成為我們解決的問題。三相異步電動機(jī)的故障大部分發(fā)生在定子繞組上,而接地故障又是及易發(fā)生的,下面針對電動機(jī)繞組接地故障的原因,提出診斷方法,總結(jié)出電機(jī)定子繞組接地故障的修理策略。
1電機(jī)繞組接地故障的診斷分析
生產(chǎn)生活中,電機(jī)如果長期過載運(yùn)行,就會使繞組過熱而導(dǎo)致絕緣老化,甚至使繞組元件變焦,變脆、開裂、分層、脫落,或者由于保護(hù)不當(dāng),沒有及時維護(hù),使用環(huán)境條件差,電機(jī)也會嚴(yán)重受潮而失去絕緣性能?;蛘咴谇毒€過程中,工人操作不規(guī)范,疏忽大意,碰破線圈的絕緣層,而沒有及時修正,導(dǎo)致繞組元件邊中裸銅線與鐵心相接觸。以及繞組端部過長,與端蓋相碰,隨著電機(jī)運(yùn)行時間長期輕微的振動,慢慢使繞組端部絕緣層磨損,裸銅線直接與端蓋就會相連,或者鐵心松動、轉(zhuǎn)子掃膛、槽楔松動導(dǎo)致的線圈松動、三相引出線絕緣破壞等。
鐵心裝在電動機(jī)的機(jī)殼上,上述種種原因造成繞組與鐵心和端蓋之間的絕緣層失效,實際上就造成了繞組與機(jī)殼之間的絕緣層失效,或繞組中的裸導(dǎo)線直接與機(jī)殼相連。因此,這類故障俗稱殼碰。因為電動機(jī)的機(jī)殼是接地的,所以又統(tǒng)稱為繞組接地故障。
2繞組接地故障的幾種檢查方法
嚴(yán)重的接地故障將使電機(jī)不能啟動,輕微的間歇性接地如不及時處理,會使事故擴(kuò)大,造成線圈短路。還會使電動機(jī)機(jī)殼帶電,造成人身觸電的危險。所以應(yīng)及時找到接觸點(diǎn)并予以排除,以保證人身和設(shè)備,下面介紹幾種簡單的故障接地檢查方法,以方便操作人員快速準(zhǔn)確地找到接地故障點(diǎn)。
2.1觀察法
在電機(jī)運(yùn)行過程中,我們可以注意電機(jī)的外部現(xiàn)象以及發(fā)出的聲音,判斷電機(jī)運(yùn)行是否正常,也可以打開點(diǎn)擊端蓋觀察分析,接地點(diǎn)一般會發(fā)生在繞組端接部位,接近鐵芯槽口部位,而且有破裂和焦黑的跡象,與周圍其他地方顏色不同,所以應(yīng)首先在這些地方尋找接地點(diǎn),如果沒有發(fā)現(xiàn)端部接地點(diǎn),就在槽內(nèi)的線圈邊中尋找接地點(diǎn),通過觀察法排除潛在故障簡單,用處廣,需要一定的工作經(jīng)驗。
2.2照明燈檢查法
這種檢測方法對繞組接地故障的排查相對復(fù)雜,需要把電機(jī)各項繞組的接頭拆開,各項繞組都不在接通,把照明燈逐相接上進(jìn)行故障排查,照明燈串聯(lián)在220V電源上,一端接地或接在電機(jī)的機(jī)殼上,另一端與三相繞組的每個端頭相接,首末段均可,照明燈亮,就表示該相繞組出現(xiàn)接地故障,發(fā)現(xiàn)接地故障后,可把該相繞組拆開,用同樣的方法找出哪一組線圈出現(xiàn)接地故障,一旦確定線圈接地,輕輕撬動或晃動該相繞組中的各個線圈,注意觀察燈光現(xiàn)象,如果燈光忽明忽暗或閃爍,表明該線圈存在接地故障。采用這種方法診斷電機(jī)的接地故障,需要特別小心,停止檢查后,應(yīng)立即切斷電源,以免造成不必要的傷害。
2.3萬用表檢查法
將萬用表上的電阻旋鈕轉(zhuǎn)到Ω×10k的量程上,一根表筆與機(jī)殼相碰,另一根表筆依次與繞組的線頭相接,如測得的電阻很大,則表明沒有接地故障;如測得的電阻很小或為零,則證明該處有接地故障。
2.4電壓降檢查法
對于高壓電動機(jī)金屬性接地,上述方法是無法檢測的,可采用電壓降檢查法。首先,將轉(zhuǎn)子從定子內(nèi)腔中抽出,將各相繞組的接線端拆開,壓施加在有故障的相繞組的首末端,流入相繞組的電流應(yīng)控制在額定電流的50%左右,接線如圖1所示。然后,用萬用表分別測出相繞首端與機(jī)殼的電壓U1,相繞組末端與機(jī)殼的電壓U2。因為接地點(diǎn)g的電位與機(jī)殼上任意一點(diǎn)的電位是相等的,圖1虛線所示,所以測得的相繞組首端與機(jī)殼的電壓U1就是相繞組首端與接地點(diǎn)g的電壓,即U1=U1g,同理U2=U2g,我們知道了相繞組首段(或末端)與接地點(diǎn)的電壓值,又知道施加在整個相繞組上的電壓值,則不難求出接地點(diǎn)g與相繞組首端距離,即:
式中,L1為繞組首端至接地點(diǎn)的距離(一般用線圈數(shù)表示):L為繞組總長度(一般用線圈數(shù)表示)。
3繞組接地故障的修理
3.1局部修理
如果接地點(diǎn)在繞組的端部,先把損壞的絕緣層刮掉并清理干凈,用絕緣帶包扎好并刷上絕緣漆,然后,將定子送進(jìn)烘箱烘干。為防止日后再發(fā)生類似故障,可用打板對加熱的繞組端部重新進(jìn)行整形,使端部處不再與端蓋相擦,也可在絕緣薄弱處再刷一些絕緣漆,讓其自然晾干。如果接地點(diǎn)在定子槽口附近,可用電吹風(fēng)等將故障點(diǎn)相關(guān)部位局部加熱,待絕緣軟化后打出槽契。再用劃線板把槽口的接地點(diǎn)慢慢撬開,讓線圈邊與鐵芯之間產(chǎn)生間隙,然后把同等級的絕緣材料剪成適當(dāng)?shù)某叽?,插入接地處的線圈邊與鐵芯之間,再用橡皮錘配合壓線條,讓其回到原位,后封槽口并打入槽楔。
3.2更換線圈
若某線圈多處接地,且不在一個位置,為了保證質(zhì)量,應(yīng)更換線圈。首先將線圈加熱使絕緣化,將損壞的線圈拆除;然后按損壞線圈的尺寸繞制線圈;后,嵌線、接線、浸漆、烘干。
重新嵌線步驟:
(1)重新嵌線前必須詳細(xì)記錄原電機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù):
①數(shù)據(jù):型號、轉(zhuǎn)速、功率、額定電壓、電流、接法、絕緣等級等。
②定子鐵心數(shù)據(jù):繞組層數(shù)、節(jié)距、每極每相槽數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)、導(dǎo)線規(guī)格、線圈匝數(shù)等。
(2)繞制線圈。
線圈寬度既線圈的上層邊和下層邊間的距離計算K:K=〔π(D+H)〕J÷Z;D定子內(nèi)徑(mm);H槽高(mm);J用槽數(shù)表示的節(jié)距;Z定子槽數(shù)。線圈的厚度可用經(jīng)驗公式計算:δ=(線圈匝數(shù)開平方+1.5)×電磁線的外徑(mm)。在實際工作中,常是用絕緣線等量電機(jī)后,用多功能、多形狀變化的繞線模進(jìn)行電機(jī)的線圈繞制,這樣方便快捷,效率高。
(3)嵌線。嵌線的過程步驟如下。
①嵌線前的準(zhǔn)備工作。槽間、槽內(nèi)絕緣、端部相間絕緣、層間絕緣、及端部扎線、絕緣管、槽楔、綁帶等。定期對電機(jī)的鐵芯槽進(jìn)行清理,保證槽內(nèi)光滑整潔。絕緣材料一般為:云母、石棉、玻璃絲、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺薄膜、芳香族聚酰胺纖維紙復(fù)合箔等。
②首先按槽形狀放入絕緣,A相、B相、C相的下邊層線圈,放入下層線圈后放入層間絕緣。放入線圈C相的第3個線圈時開始放上層線圈。然后,釓合槽絕緣打入槽楔。A、B、C三相全部放入后進(jìn)行端部整形。
③電機(jī)繞組端部接線注意好防護(hù)與絕緣。
④電機(jī)校驗。耐壓、直流電阻測試等。耐壓校驗的目的,檢查電機(jī)的絕緣質(zhì)量,以及點(diǎn)擊是否符合工作標(biāo)準(zhǔn),有效預(yù)防因電流泄露引起電機(jī)各種故障問題。采用直流電阻診斷電機(jī),是為讓電機(jī)短接、匝間短路故障消滅在萌芽中。
4安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型
4.1產(chǎn)品簡介
ARD該系列低壓電動機(jī)保護(hù)器,具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能??膳c接觸器、電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元,具有遠(yuǎn)程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍:可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。
4.2產(chǎn)品選型
產(chǎn)品功能
5結(jié)語
產(chǎn)量和效益是企業(yè)的生命線,而時間是基本的保證,節(jié)省時間就是在提高效益,有了效益,企業(yè)才有了生存的保障,所以快速、精準(zhǔn)地找到故障原因,短時間內(nèi)排除它,也就保證了生產(chǎn)的效益,同時,通過對電機(jī)的常見接地故障的診斷,有效的預(yù)防了故障的發(fā)生率,保證了企業(yè)生產(chǎn)的效率。除了接地故障點(diǎn)擊還存在一些其他機(jī)械故障,這些故障人為因素和電機(jī)本身原因居多,只有通過系統(tǒng)分析,及時維護(hù)與保養(yǎng),改進(jìn)管理措施,才能大大減少電機(jī)的故障和事故發(fā)生,提高電機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙家禮.電動機(jī)修理手冊 [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.
[2]王海彥.三相異步電動機(jī)繞組接地故障診斷與檢修策略[J].中國設(shè)備工程,2020(04):150-152.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.
作者簡介:
劉細(xì)鳳,女,本科安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電動機(jī)保護(hù)器的設(shè)計與應(yīng)用