高压电动机故障分析及处理

贾振虹

摘 要：随着现代炼化企业的发展和壮大，炼化装置的生产处理容量也日趋增大，高压电动机在现代炼化企业的装置中，电力动力供给也日益增多。高压电动机的日常维护及故障处理成为电气巡检维护人员日常工作中面临的一个重要课题。特别是作为专业技术人员更要对高压电动机的故障分析及处理起到积极作用，故就日常高压电动机故障分析及处理，笔者总结如下心得及经验。

关键词：高压电动机；故障；分析；处理

中图分类号： TM343 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-196-2

1 概述

兰州石化公司是西部最大的综合炼化公司，是包含炼油、化工、工程建设、检修保运及矿区服务的大型综合企业，是中国西部重要的炼化生产基地。公司属地区域分为炼油区和化工区两部分，炼油区属地区域包含炼油厂、助剂厂、催化剂厂、动力厂等多家二级单位，包含包括300万吨重，500万常减压、550万常减压等百余套装置、泵房。共包含电动机7200多台，高压机270余台。设备维修公司电气车间作为炼油区唯一的电气保运车间承担着巨大的保运任务。高压电动机的装置处于重要位置，所以对电气维护人员的检修维护水平要求更高。作为维护人员就要对高压机的工作原理、结构，故障类型做进一步了解，高压电动机的故障频次作为首要任务。高压电动机结构复杂，它自身结构的每一部分故障都会对给高压电动机的正常运行带来波动，严重故障能够直接导致高压电动机不能正常运行。所以，对高压电动机故障原因的正确判断和正确分析对我们的日常维护、检修工作至关重要。

2 常见故障及处理方法

2.1 高压电动机轴电压的产生、危害及防范措施

高压电动机一般容量较大，其体积就大，在制造中容易出现磁路不平衡的情况，如硅钢片磁化特性的差异，气隙的不均匀等。另外，定子绕组的不平衡，三相电源的不平衡，励磁绕组的匝间短路，异步电动机的转子断条等。这些都能使电动机的定子铁芯产生沿铁芯周围的交变磁场，从而在电动机的转轴上出现感应交流电压，这就是轴电压。

轴电压到达一定值时可击穿轴承的油膜，并通过端盖机壳或轴承座与基础形成回路产生轴电流。轴电流会引起轴瓦和轴颈或轴承的滚子与滚道产生点状灼伤，严重时甚至破坏轴承的正常运转。

为阻断电流的回路，对采用轴承座的电动机，通常在反负荷端的轴承座下加绝缘垫，轴对承的固定螺丝也带上绝缘套管。

在采用端盖轴承的电动机中，如使用滑动轴承，则在轴瓦与瓦座之间放置绝缘垫；如果使用的是滚动轴承，则在轴承套上做一个绝缘隔断，轴承套的固定螺丝也要带上绝缘套管。另外就是直接使用带绝缘的轴承，不过造价较高。

2.2 高压电动机运行时振动大的常见原因

电动机的振动，尤其是高转速电动机的振动超过标准限值，将对电动机的正常运行产生影响，甚至损坏电动机，造成机组非正常停车从而影响生产。使用频谱仪或振动测试仪测量电动机的振动值及振动频率，并对测量数据进行分析，可以诊断出引起电动机振动的原因。针对振动产生的原因对电动机进行检修，可以减少检修的盲目性，在最短的时间内完成检修，使电动机恢复正常。

电动机产生振动的根源有电磁振动和机械振动，电磁振动是电动机固有的振动，在此不作考虑，电动机的机械振动是会随电动机的运行产生变化并检修可以消除的振动，故在此主要分析电动机的机械振动。

产生电动机本体机械振动的主要原因分两大部分，即电动机的转子部分、电动转子的支撑部分。电动机转子引起振动的原因有转子铁芯的变形、转子轴弯曲、转子轴承挡与转子铁芯外圆的同心度超标、转子轴承挡磨损或尺寸不合要求、转子动平衡块松动、开启式电动机转子上灰垢不均匀脱落等。电动机转子支撑部分引起振动的原因由电动机端盖变形、电动机轴承套变形、端盖内孔或带轴承套电动机轴承内孔的磨损、轴承损坏等。

2.3 高压电动机定子线圈电晕现象的产生及防范措施

高压电动机的电压定子线圈在其通风槽口和端部出槽处，其绝缘表面上的电场分布不均匀。如果局部的场强达到较高数值（非均匀临界场强8.1kV∕cm）时，气体会发生局部电离（辉光放电）。在电离处会呈现蓝色荧光，叫做电晕现象。当高压电动机的额定电压到6kV及以上时，定子线圈就开始产生电晕。电晕产生热效应和臭氧及炭的氧化物，会阻止绝缘。因此对6kV及以上额定电压的高压电动机应采取措施防止电晕的产生。

槽部线圈绝缘表面再经过低电阻防晕层处理后，能够使通风槽口电场分布变得均匀，减小轴向场强；还能使低压电阻防晕层与槽壁接触处处于低电位，把此处的间隙短路，如果防晕层的电阻低，防晕层有一点稳定接地，就能将绝缘表层与槽壁间的间隙全部短路，不会发生电晕。但为了降低防晕层的损耗，防晕层的电阻不适合过低，那样就会让离接触点较远的防晕层不是处于低电位，变成处于由电容电流在低电阻防晕层上产生的压降决定的电位，一般来说用热塑性绝缘的线圈，当防晕层电阻率达到104—105时，基本上可以避免电晕的产生。

对端部线圈会引用一级或者是二级恒电阻率的半导体防晕层，或采用一级、二级碳化硅的防晕层，可防止端部的出槽口处及端部的电晕。

2.4 高压电动机端盖容易产生的故障以及处理方法

高压电动机的端盖除功率或体积较小外一般都是带有轴承套的，端盖和轴承套在长期受力及本身应力的释放时，会使其变形，造成电动机不能正常使用，另外，电动机轴承跑外套，会使端盖的内孔或轴承套的内孔磨损，尺寸变大而无法使用。喷涂法的过程与镶套是类似的，只不过套的材料由喷涂的金属材料代替而已。

处理方法有三种：①重新制作备件，②对内孔进行镶套处理③对内孔进行喷涂后再加工。重新制作备件时除了尺寸方面要做到与原尺寸一致或在相同的公差等级内外，还要充分的注意新备件有可能存在未释放完的应力而使尺寸再次变形，镶套处理套的单边厚度不能小于5mm，套与本体之间要有定位措施，镶过喷涂的金属材料代替而已。加工时的找正很重要，除了要保证内孔与止口外圆或套的外圆同圆，还要保证内控轴线与端盖平面的垂直，而对于轴承套，则要保证套与端盖的安装结合面与内孔的垂直。

2.5 高压电动机转子笼断条故障的判断及处理方法

高压异步电动机的转子笼断条后，转子磁场出现不平衡，从而使气息磁场不平衡。这就引起电动机出力下降，效率降低。此时电动机表现为转速下降，定子电流上升，温升较高，这种现象在电动机负载较重使尤其明显。因此，当出现这种现象时，应检查电动机的转子笼条，在确认已断条时，应将转子笼条进行重新铸铝或将其更换成铜条。

2.6 电动机绝缘电阻低

高压电动机在停止工作一段时间后，启动之前需要检查绝缘强度，否则在启动运行时会发生绝缘击穿短路，此时会先使用兆欧表检查，F级绝缘等级的，电压在6000V以上等级的使用2500V兆欧表，电动机绝缘良好，它的绝缘值大于几百兆欧，6kV电动机的绝缘强度在冷态下可按1MΩ/1kV来控制，如果发现低于1MΩ/1kV，不能启动电动机运行，判断高压电动机绝缘电阻低的原因。

①电动机里面进水，受潮。需要对高压电动机进行烘干处理。停止工作时间太久吸入大量潮气使电动机受潮的，必须进行烘干处理，将电动机拆卸放入烘房进行烘干处理。

②如果绕组上存在杂物，粉尘，清理高压电动机内部。

③电动机绝缘绕组老化，需要对引出线绝缘进行检查并恢复或更换接线盒绝缘线板，检查绕组老化情况，更换绕组。

3 结束语

高压电动机是炼化生产装置中的关键设备，对装置的生产运行起重要作用。对高压机故障问题进行分析，提高作业人员对高压电动机检修、维护水平，对降低高压电动机的运行故障，减少装置波动频次有重要意义。通过对高压电动机的原理、结构及运行中容易出现的问题，做到多发现、多观察、多分析、多总结，工作中严格执行标准化检修，使高压电动机能安、稳、长、满、优的运行，保障生产装置正常生产，为企业带来更大的经济效益。

参 考 文 献

[1] 张洪奎.电机振动的原因分析及处理对策[J].石油和化工设备，2005（03）：28-29，34.

[2] 刘保录，裴建勋，等.异步电动机的常见故障及处理方法[J].淮南职业技术学院学报，2006（2）.