高压电动机引出线故障原因分析及处理对策

孙光临

(华电国际邹县发电厂，山东 济宁 273522)

高压电动机引出线故障原因分析及处理对策

孙光临

(华电国际邹县发电厂，山东 济宁 273522)

从操作过电压、电晕腐蚀、制造缺陷、频繁启动、绝缘老化5个方面分析总结了高压电动机引出线故障原因，结合3起近几年来发生的高压电动机引出线故障案例，提出相应的防范措施与对策，为高压电动机类似故障的处理提供参考。

高压电动机；引出线故障；原因；线圈绝缘；处理

0 引言

电厂高压电动机数量多、工作环境恶劣，自身质量、维护不及时等导致的损坏现象时有发生，其中，因振动磨损、电晕腐蚀、过压过热、材质老化等原因导致的引出线故障尤为突出，影响了机组安全运行的可靠性。所以，对高压电动机的科学合理使用以及正确检修、监测与维护显得至关重要。

1 高压电动机引出线故障原因

1.1 操作过电压对线圈绝缘的损坏

开关断开时会在电动机的电感与电动机线圈的对地电容所构成的回路中产生高频振荡，从而产生过电压，这个电压的峰值可达到额定电压的3～4倍。对于启动频繁的电动机，开停次数越多，形成的过电压对线圈冲击次数就越多，因此电动机的绝缘既要受到电动力的冲击，又要受到操作过电压的作用。线圈的主绝缘和匝间绝缘往往能承受运行电压和试验电压的作用，却会因承受不了操作过电压的作用而烧坏。

1.2 电晕腐蚀对线圈绝缘的损坏

电动机运行中，线圈绝缘承受着较高的电场强度，如果绝缘表面防晕层与定子铁芯接触不良，线圈在槽内发生振动，就会磨损绝缘表面防晕层。此时，绝缘表面对铁芯就有较高的电位，在磨损部位产生电晕放电，造成局部瞬时高温，将线圈主绝缘及其他附属绝缘材料烧焦。电晕放电还能产生破坏力较强的化学反应，严重腐蚀绝缘和线圈导线，所以内腐蚀严重的部位都集有大量绿色粉末。另外，绕组端部防晕处理不好，会造成电容电流过大，引起定子端部绕组发热，加速端部绕组绝缘热老化腐蚀。

1.3 电动机的制造质量、工艺、绝缘强度等存在局部缺陷

电动机本身存在先天性缺陷。制造厂家制造工艺不良，主绝缘及匝间绝缘中存在潜伏性的薄弱点。早期电动机定子引出线设计多为多股软铜线，与接线鼻子通过焊接连接，导电面积较小，当电动机大负荷启动或运行时电流过大，就会引起引出线过热脱焊，导致发生故障。

1.4 电动机频繁启动

频繁启动也是造成电动机定子绝缘损坏的一个重要原因。启动鼠笼型转子的电动机时，启动电流一般是额定电流的5～7倍，电动机绕组各部位将承受很大的电动力的冲击。因此，频繁启动电动机必然导致电动机线圈中的导线蠕动，出现松动、磨损或发生电腐蚀，导致绝缘脆化、端部连线及三相引出线绝缘发生龟裂等现象。班组在以往的检修中往往只注意电动机机械部分的处理，对绕组绝缘的状况只注重表面的观察，发现龟裂老化等现象未进行深层次的处理。

在以往的电气测试方面，虽然高压试验、耐压、三相直流电阻平衡以及绝缘合格，但由于电动机的中性点都是内封的，外观上线间的绝缘薄弱点并未明显暴露出来；同时，在检查中对绕组连线、三相引出线的龟裂也没有予以足够的重视。

1.5 超时服役电动机线圈老化

由于电动机投运时间较长，其线圈长时间受到化学、热变形、电动力和机械力的作用，绝缘性能逐渐降低；加上电动机工作环境恶劣，启动频繁，经常会出现因绝缘不良而造成烧坏的现象。每到雨季，就会出现部分电动机只要停运就受潮的现象。在空气湿度较大的情况下，局部性缺陷发展成为贯穿性缺陷，绝缘电阻便大幅度降低。通过对所有损坏的电动机进行解体检查，发现电动机烧毁的位置大多数为线圈的端部(引出线侧)，从烧坏的情况来看，部分是匝间短路引起的，部分是端部引出线短路造成的。我们对匝间和端部引出线进行了解剖，发现端部引出线固定不牢，且多数绝缘包缠不紧，这样，电动机在运行中由于受到电磁力的作用，特别是在启动时，电磁力较大，再加上运行中的振动，端部引出线及线圈端部匝间绝缘就会相互摩擦，时间一长，绝缘损坏必然造成匝间短路或单相接地故障，最终将电动机烧毁。

2 故障案例及现场处理

2.1 故障案例1

2007年3月，机组增负荷启动#7炉F磨煤机时跳闸，检查10 kV开关室发现“零序过流”报警发出，测量电动机三相对地绝缘均为150 MΩ，相间绝缘为0 MΩ。

现场检查#7炉F磨煤机电动机就地电缆，发现接线盒内A相电缆接线鼻子损坏。分析为电动机A相电缆接线鼻子因厂家制造工艺质量问题，造成压接不良，电动机启动时产生放电使“零序过流”保护动作跳闸。对#7炉F磨电动机引出线接线鼻子重新压接焊接，增大接线鼻子截面，并将锡焊改为银焊。

2.2 故障案例2

2010年5月12日，#1机组CRT内发出6 kV Ⅰ段接地信号，#1炉丙排粉机跳闸。就地检查#1炉丙排粉机电动机冒烟，过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作，#1炉丙排粉机电动机停电测绝缘(三相相间、对地绝缘均为0 MΩ)。

电动机解体后发现定子靠近负荷侧有3×1 cm的沟槽，转子靠近负荷侧约有一半扫膛痕迹。经分析电动机为老敞开式电动机，现场温度高，对电动机绝缘影响较大；同时因在电动机绝缘升级改造时厂家工艺不良，铁芯压接不实，在运行中因振动导致铁芯松动、脱落，线棒在线槽内被铁芯不断摩擦后绝缘损坏，而发生相间短路。

2.3 故障案例3

2011年8月3日，#3机组负荷224 MW，“6 kV Ⅰ段母线接地”、“录波器启动”光字牌报警，甲吸风机故障跳闸，RB保护动作，甲送风机、丙制粉系统联跳正常。就地检查甲吸风机保护面板“接地保护”动作信号报警，测量甲吸风机电动机绝缘不合格(2 MΩ)。

检查甲吸风机电动机内部C相引出线穿孔处有明显放电痕迹。分析为#3炉甲吸风机电动机引出线在大修中加装了绝缘热缩套管，由于引出线穿孔处环氧树脂板开孔过小(直径与电动机引出线直径相当)，绝缘热缩套管加装过程中在穿孔处出现破损，未起到应有的防护作用。电动机引出线绝缘在穿孔处因振动磨损，绝缘性能降低，接地保护动作跳闸。

在机组小修中将电动机端部至接线盒间引出线全更换为耐油、耐高温、耐老化的硅橡胶绝缘引出线，型号为JGG1×70，10 kV、180 ℃、F级绝缘。定子端部引出线与接线盒内引出线鼻子全部新加工制作，采用45%银钎焊工艺进行焊接。测量定子绕组直流电阻合格后进行绝缘包扎，先半叠包20层云母带绝缘，再半叠包10层玻璃丝带，外涂环氧树脂后，用10 kV绝缘热缩管将整根引出线进行热缩来加强绝缘。对电动机引出线绝缘使用云母带进行包扎处理，并重新加装绝缘热缩套管，送电正常运行。

3 结语

综上所述，总结发现高压电动机电气故障损坏原因集中表现为电动机定子线圈接地、线间短路、匝间短路、引出线老化破损、连线烧断、端环绑线固定不牢松动磨损线圈。因此，在机组大小修中应重点检查以下方面：

(1) 提高设备绝缘性能。特别是对那些产生电晕现象的电动机，对电动机定子线圈绝缘表面涂刷非线性半导体漆(直线部分涂刷低电阻率半导体漆，端部涂刷一层高阻漆)，这种漆的电阻率会随电场强度升高而降低，因而可使电场畸变处的电位分布均匀，防止电晕发生，从而保护了电动机的绝缘，确保了电动机的安全稳定运行。

(2) 检查绕组各接头处是否有过热变色。对电动机的引出线，要检查是否存在过热老化、结露现象，是否在机座的棱角处有磨损或压痕，如发现异常应及时处理。

(3) 对电动机引出线加装绝缘热缩套管。对定子老化的引出线部位要浸环氧树脂漆，在三相引出线上加装绝缘热缩套管，对更换后的引出线或端部连线要进行加固处理。

(4) 加强设备预防性试验。电动机绝缘隐患仅凭观察是难以发现的，要借助于电气试验才能发现问题。对发现的异常要及时采取相应措施进行处理，从而降低故障发生率。

[1]阎治安，崔新艺，苏少平.电动机学[M].第2版.西安：西安交通大学出版社，2006

[2]章恩科.高压电动机定子绕组绝缘故障的处理分析[J].电工电气，2012(10)

2014-06-03

孙光临(1984—)，男，山东烟台人，助理工程师，研究方向：高压电动机检修。