高压电机绕组接地故障的分析与处理

黄聪

（广东粤华发电有限责任公司，广东 广州 510730）

惠州LNG发电厂供热炉引风机电机 (西玛电机，型号 yyk4001-6，185KW，6000V，23.5A，990r/min，y 接)，具有高效、节能、噪音低、振动小、重量轻、性能可靠、安装维修方便等优点。从投入运行以来一直运行正常,但在去年12月份，电机在运行中保护动作，监控显示电机定子绕组接地信号出现,经初步摇表测量电缆及电机绝缘，发现存在接地现象,我们接到通知后，对电机接线盒内解开电缆接头,分别对电缆和电机用2500V兆欧表进行测量,测得电机对地绝缘为0.5MΩ,电缆为3500MΩ,故可判断出为电机定子绕组接地。

一、我们知道电机绕组接地故障无外乎有以下几种情况：

1、电机长期过载，绝缘老化变质引起绝缘对地击穿；

2、电线雷击过电压或操作过电压击穿绝缘；

3、同步电动机突然断开励磁线圈时，产生高电压击穿线圈的对地绝缘；

4、由于导电粉尘使爬电距离缩小，产生对地击穿或闪络；

5、通风沟垫片，指形齿压板开焊或铆钉松弛，铁心叠压不紧，齿部颤动以及弯曲的齿压板刮磨线圈绝缘，导致绕组接地故障；

6、异步电动机励磁线圈绝缘老化收缩，经常颤动，在电机频繁启、制动下使绝缘损伤对地击穿；

7、由于线圈短路烧焦绝缘，造成对地故障。

二、基于以上可能产生的故障原因，我们可以采取以下几种方法对电机进行解体检查，确认故障的位置：

1、观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点。

2、万用表检查法。用万用表低阻档对电机绕组进行检查，当读数很小时，则为认为接地。

3、兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定，一般说来指针在"0"处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。

4、试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地 时也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。

5、电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流，到接地点刚冒烟时立即断电。

6、分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损 的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。

7、电流定向法。将故障相首末端并联加直流电压,可用6-12V蓄电池并串联可调电阻,电流控制在5A以内,将小磁针逐槽移动,磁针改变方向处即为接地点所在的槽。再将磁针沿该槽轴向移动,磁针在故障点处会改变指向。如果有条件的话,我们还可采用电流烧穿法或者电压降法去寻找接地点。

三、根据经验,发生绕组接地点都在槽口或端部,甚少发生在槽中,因为端部是一个绝缘薄弱点,这是因为随着电机容量的增加,定子绕组端部受到的两倍频电磁力随之增大,如果定子绕组端部的固有频率接近100Hz,在运行中绕组端部将会产生较大的谐振振幅,且以绕组端部整体模态频率接近100Hz、振幅为椭圆时最为严重。近年来,大型电机由于定子绕组端部谐振或其他原因,绑绳、支架固定螺栓、槽内紧固件松动和线棒绝缘磨损的现象时有发生。

四、对于接地故障的处理方法，应根据产生接地的具体位置，采取不同的处理手段，其中包括以下方法：

1、如果接地故障点在定子绕组端部,修理的方法如下:先把损坏的绝缘物刮掉并清理干净;将电动机(定子)放进电热鼓风恒温干燥箱进行加热,使绝缘软化;用硬木做成的打板对绕组端部进行整形处理。整形时,注意用力要适当,以免损坏绕组的绝缘;在故障处包扎新的同等级的绝缘材料,再涂刷一些绝缘漆,并进行干燥处理。

2、如果接地点在槽口附近的地方,而且没有严重烧伤时,便可按下列方法进行处理:在接地的绕组中,通入低压电流加热,将绕组加热到130℃左右,使绕组软化后打出槽楔,用竹片撬开接地处的绝缘,用划线板把槽口的接地点撬开,使导线与铁芯之间产生间隙,将接地或烧焦部分的绝缘清理干净,再将以电动机绝缘等级相同的绝缘材料(E级电动机可用0.3mm厚的环氧酚醛玻璃布板3240,B级电动机可用天然云母板等)剪成适当的尺寸插入接地处的铁心与绕组之间,再用小锤子轻轻地将其打入,在接地位置垫绝缘以后,再将绝缘纸对折起来,最后打入槽楔并涂以绝缘漆.若绕组引线绝缘损坏,可换上新绝缘套管或者用绝缘布包扎.若槽绝缘损坏,也可将绕组加热软化,趁热抽出槽楔,仔细拆出绕组重加绝缘,刷上绝缘漆,再将绕组嵌入槽内。

本次发现的故障出现在电机槽口,故采用第二种方法进行处理,由于电机长时间运行,绝缘保护层较硬,进行清理处理完后，用压缩空气吹干净定子,并对电机进行各项电气试验,合格后进行电机组装，完毕后联系运行人员进行电机空载试运行，所测数值与处理前相比,无明显的变化,证明这次检修是成功的，电机正式移交运行人员。

五、高压电机定子绕组出现绝缘偏低或接地这种情况,在电厂中比较多见,特别是潮湿天气的时候更常见,对于绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60-70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。在日常维修中，我们除了对开启式电机在定子膛内加装一对远红外线加热板，利用热气驱走湿气外,还应在大修时对槽口处绝缘进行详细检查,防患于未然。

[1]电动机常见故障检修.机械工业出版社,2003.01.

[2]电动机维修实训.高等教育出版社,2003,5.