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大型高壓電機維修工作原理分析

文章出處：www.izhoufeng.com | 發布時間：2017/12/25 9:45:09 | 瀏覽次數：562

工作原理：起動過程中，將可變電阻串進繞線式異步電動機的轉子，實現限流，在起動完成后將其短接。電阻的可變性是靠改變電解液電阻箱的極板間隔實現的，通過液阻值的改變而改變電動機的固有特性，即改變電機轉差率s
在臨界轉矩M0不變的情況下，轉差率s之值隨附加電阻的增大而增大。當串進附加電阻R1時，電機轉子回路總電阻變為r2+R1,電機人為特性的臨界轉差率s1為：
由于電機轉差率s與它的轉速n呈倒數關系，故轉子串電阻后電機降速運行。并且串接于轉子回路的阻值越大電動機的轉速越低。

電阻串進轉子的方法，不屬于降壓起動。它可以在限制起動電流的同時，增加電機的起動力矩，這是其突出優點。在起動過程中，適當地控制電阻值的下降率，有可能在起動的全過程中保持恒定的大起動力矩。

液體變阻起動裝置簡介：該裝置核心部件是由三個液體電阻箱（內裝電解液和上下兩塊銅電極，上為動極，下為定極），控制傳動電機M2。將具有可移動的動極和固定電極的液體變阻器串接于主電機轉子回路中，由控制電機M2改變動、定電極之間間距，間隔大液阻值大，反之，液阻值就小。根據工廠生產要求，在液體電解質電阻率ρ基本不變的情況下，控制電機M2的設定轉速和時間來改變被控主電機M1的起動轉速及起動電流。

一、電動機的故障分類
電動機的故障可分為電器故障和機械故障。機械方面的主要故障是振動、軸承過熱、轉子掃膛、運轉聲音異常等；電氣方面則主要是電動機繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障。
筆者對化工企業68臺次高壓電機的故障情況進行了統計，其中，絕緣故障42臺次，接線及接觸不良引發故障9臺次，軸承故障8臺次，轉子斷籠5臺次，其他故障4臺次，分別占統計故障數的61.8%、13.2%、11.8%、7.3%和5.9%。可以看出，絕緣損壞是化工企業高壓電動機出現概率最高的多發故障。
二、絕緣故障原因分析
高壓電機繞組絕緣故障，受絕緣材料性能，制造工藝控制，運行安裝環境及電、熱、化學等綜合因素影響，發生的原因比較復雜，下面結合實例分析探討。
1、電化學擊穿
某廠造氣車間的兩臺故障電機，解體檢查，1臺定子繞組三處絕緣擊穿，1臺四處絕緣擊穿，均是點蝕損傷絕緣引起“爬電”，出現燒痕、裂縫、導電通道，且故障點均出現在電動機進風口端部且有向鐵心方向移動趨勢。對此，我們從電動機結構、運行環境、操作方式等方面分析原因，初步認定該電機系由于選型不合理，運行環境惡劣導致電化學擊穿。
運行環境惡劣引起電化學擊穿是絕緣損壞的主要原因。空氣中存在的酸、堿性腐蝕氣體長期侵蝕絕緣材料表面，在空氣濕度較大時，加速絕緣材料性能的惡化，有機絕緣材料在電、熱、化學等因素的綜合作用下，很容易引起損傷最終導致擊穿。
2.頻繁啟動
高壓電機的頻繁啟動直接影響其使用壽命。這是因為啟動時電動機要承受大電流的沖擊，繞組要承受電動機和熱應力的疊加作用。由于繞組絕緣材料與銅導體膨脹系數不同，在啟動時絕緣材料與導體之間形成很大的煎切應力，導體與絕緣材料之間的固定將被破壞，絕緣將分層或撕裂以至發生絕緣擊穿。
鼠籠式異步電動機在頻繁啟動時，還容易造成鼠籠斷條，尤其是負載啟動電動機，故障概率更高。
3.嵌線缺陷
嵌線時綁扎端部造成端部絕緣壓陷損傷，是引起高壓電動機繞組損傷的另一個重要因素。凡被端環接觸到的部位，表面絕緣都不同程度地擠壓出凹陷的溝痕，至使一部分軟化的絕緣材料被擠壓到綁扎接觸面的邊緣，整體固化后，此部分絕緣顯著減薄，絕緣強度降低。
4.端部手包絕緣質量不良
端部手包絕緣質量不良造成端部相間或相對地短路的實例非常多。手包絕緣包層不緊，內部有間隙，在環境濕度高時，繞組的絕緣性能明顯下降直至絕緣材料表面結露，此時絕緣表面易于引起沿面放電。其放電機理是在絕緣表面首先生成水膜，在電場的作用下，水膜被電離并使離子沿表面移動、匯集，造成電場的不均勻分布，同時降低了表面的放電電壓。這種沿表面放電實際上是一種氣體介質放電現象，其電壓比單一氣體或固體中存在的擊穿電壓低得多，有時延面“爬電”距離可達數十厘米。沿面放電可能導致高電位之間貫穿性的擊穿閃絡，即相間短路事故。