高压电机故障分析与预防

宋彦璋 张卉 元宝山发电有限责任公司

与其他常规电机有所不同，高压电机一旦存在故障，通常需要返回修理厂开展专业的维修处理。既需要花费高昂的费用，又会增加维修时间，影响企业正常生产。而如果可以对高压电机一些常见的故障问题建立应急预案，并在现场对其开展检修处理，意义十分重大。

一、高压电机常见故障分析

（一）启动故障

电机启动故障通常表现为在操作人员按下按钮后，电机没有任何反应或启动瞬间又停止运行。在实际生产中，如果遇到电机事故，检修人员要首先判断电机的上级电源或线缆是否有问题，针对性地对上级电源、电缆进行专项检查，发题及时处理。如电机运行过程中出现电机运行转速低，这是由于上级电源电压较低或电网电源不稳定造成的，检修人员需要停止电机运行后再进行检修。

（二）电机运行温度异常

高压电机在出厂时随机携带的技术说明书中，对电机轴承运行温度都做出了明确的规定。对于某单位使用的高压电机来说，技术说明书明确规定，高压电机在运行过程中轴承温度达到90℃时就达到了报警值，温度达到95℃时就达到了停机值。

（三）电机转子故障

如若实际运行期间，高压电机过度的高频次的启停以及带有较高的负荷运行情况下，会导致大量的热效应力以及电磁力产生，这两个力则会作用在电机内部转子中，使得短路环和铜条环熔融一体，由此使得转子内的铜条逐渐松动。此时电机运行情况下会因为电流作用而出现明显的摆动情况，由此整机存在剧烈振动，电磁锁随之进一步增加，并存在明显放电情况。该故障形式也是目前较为常见的高压电机故障形式之一，一旦出现极有可能导致严重的后果，需引起有关人员的高度重视。

（四）轴承振动的故障

轴承是整个电机的核心，也是电机中最易磨损，最易损坏的部件之一，轴承的状态直接影响到电机设备的运行。磨损是最为常见的故障之一，以滚动轴承为例，在正常运行时，滚动体和轨道之间的接触方式分别为点接触和线接触，载荷方式为交变载荷。这种载荷方式容易在轨道和滚动体上形成疲劳源，继而形成微小的裂纹。裂纹形成后，电机的正常运行使得轴承会不间断地受到冲击载荷，加剧裂纹的大小同时使电机的振动和噪声加剧。腐蚀性磨损是另一种常见的轴承问题，腐蚀性磨损可根据性质分为三类，第一类为化学腐蚀；其造成原因为运行环境中存在的大量的蒸气或腐蚀性气体，第二类为物理腐蚀，指滚动轴承表面有较大的电流通过，或是由于施工和安装过程中的不谨慎，使轨道或滚动体上出现微小的凸起或坑洞，经长时间运行后造成零件损伤。

二、高压电机故障预防措施

（一）采用正确的故障诊断方法

当电机发生故障后，检修人员首先应该对电机的温度、异常震动及声音进行查看，根据这些物理特征可以粗略判断出事故原因。检修人员可以利用温度检测仪对电机内的配件进行检测发现烧损区域，然后根据声音和震动具体找出电机故障的原因，检修人员在经过一段时间培训后都会具备这些检修经验。

（二）温度异常处理

针对高温报警进行检测发现，机组产生了比较大的振动，电机停机后对轴承温度曲线进行查询后发现，电机轴承温度呈现出缓慢上升的趋势，并最终达到了报警值。维修人员针对电机进行检修后发现，电机轴承室内并没有出现润滑不良现象，电机的对中状况也比较好。重新启动电机后发现，电机运行过程中产生了异常，停机后发现轴承出现了损坏、抱死现象。解体电机后，发现部分电机轴承位置出现了过热现象。分析后知道，是因为电机运转过程中会在轴承上产生一个径向力，在该作用力的作用下，会使得轴承的内套和滚柱之间产生挤压现象，接触面之间的间隙会逐渐减小，从而使得轴承在运行过程中出现严重摩擦现象，并产生高温。

（三）高压电机转子故障的处理

就相关案例分析，高压电机伸长端铜条非常容易出现断裂等情况，同时其与短路环的焊接区域位置也比较靠拢。故而，即便铜条出现断裂等情况，也不会如同橡胶件那样存在显著的表征，相反其非常不容易被发现。即便存在断裂等情况，因为各个断裂面彼此吻合较为密实，不对其开展细致完善的排查，往往不会发现该问题。故而针对这一情况，制定切实有效的办法尤为关键。在处理该问题时，首先，应当把电机的转子抽出，再用榔头等工具对其轻轻敲打，从而可以帮助发现转子潜在的断裂情况；其次，基于铜质材料断裂区域采用焊接的方式，直到其高出破口面区域；最后，把绝缘漆等涂抹在焊接部位并利用热风机等进行干燥处理，随后将转子装回，把全部的螺丝螺栓等可靠固定即可再次恢复运行。

（四）降低振动故障

针对电机轴承不同的部位和复杂的运行状况，振动的监测分为测量位移，速度／加速度。现在已使用的大部分采用冲激脉冲法。当电机经过一段时间的使用后，经由上述的磨损方式会在轴承表面产生坑洞。这些坑洞会在轴承滚动和接触中产生应力波，这种应力波可以理解为冲击脉冲，产生一定的瞬时加速度，可以借助这种脉冲的谐振特性，使用压电传感器来监测。如果电机不支持压电传感器的安装，可采用电涡流传感器或电感式传感器，安装在轴承上或轴承的附近来监测振动的位移。

三、结语

综上所述，高压电机是复杂的系统，电机在运行中会产生很多故障，故障的发生和继续存在将不仅导致电机的损坏，而且可能造成生产线长时间停产及增加维修费用。相关单位必须要提高电机的技术维修和管理水平，做好故障预测和预防工作，以提高电机设备的整体效果。