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電動(dòng)機匝間短路現象和診斷處理方法

2018-04-14 瀏覽次數：2723

電動(dòng)機匝間短路現象和診斷處理方法

電動(dòng)機同一個(gè)繞組是由很多圈（匝）線(xiàn)繞成的，如果絕緣不好的話(huà)，疊加在一起的線(xiàn)圈之間會(huì )短路，這樣一來(lái)，相當于一部分線(xiàn)圈直接被短路掉不起作用了。匝間短路后，電機的繞組因為一部分被短路掉，磁場(chǎng)就和以前不同了，不對稱(chēng)了，而且剩余的線(xiàn)圈電流比以前大了，電機運行中會(huì )振動(dòng)增大，電流增大，出力相對減小。
發(fā)生電機匝間短路，會(huì )有以下現象：1）被短路的線(xiàn)圈中將流過(guò)很大的環(huán)流（常達正常電流的2---10倍），使線(xiàn)圈嚴重發(fā)熱；2）三相電流不平衡，電動(dòng)機轉矩降低；3）產(chǎn)生雜音；4）短路嚴重時(shí)，電動(dòng)機不能帶負載起動(dòng)。
電動(dòng)機的故障一般可分為電氣故障和機械故障兩種，其中繞組匝間故障是電動(dòng)機本身的一種較為常見(jiàn)的電氣故障。電動(dòng)機繞組匝間故障形成的主要原因有：繞組本身的線(xiàn)材質(zhì)量不高、加工工藝性缺陷和各種過(guò)電壓沖擊損傷。分析了其危害，并介紹了匝間故障的診斷和處理方法，還重點(diǎn)通過(guò)對低壓散嵌繞組和高壓成型繞組匝間故障的處理實(shí)例提出了增強匝間絕緣的方法。

匝間耐壓測試儀

　　1 匝間故障的原因及危害
　　(1)電動(dòng)機繞組的匝間接觸面積與繞組的匝長(cháng)基本相同。匝間絕緣往往是電磁線(xiàn)本身的絕緣或很薄的附加匝間絕緣，如薄膜或云母墊條等。匝間絕緣的介電強度遠不如對地絕緣。此外，匝間絕緣在繞線(xiàn)、嵌線(xiàn)、拉形、復形、烘壓等工序中都可能受到損傷。
　　(2)電動(dòng)機在運行中繞組絕緣承受工頻電壓、瞬時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。這些電壓同時(shí)作用于對地絕緣和匝間絕緣上。
　　額定匝間工【頻電壓僅幾十伏，對匝間絕緣損傷少。損傷匝間絕緣的主要因素是各種過(guò)電壓。過(guò)電壓是一種非周期性的瞬態(tài)電壓，稱(chēng)為沖擊過(guò)電壓，其峰值可高達額定電壓的數十倍，波前時(shí)間可短至0.1 us。在幅值升降的同時(shí)以一定速度進(jìn)入到電機繞組。如果在波前時(shí)間內波前部分全部進(jìn)入線(xiàn)圈第1匝內，則匝間絕緣承受到峰值電壓，如果進(jìn)入第1～2匝內，則減為一半。一般認為在高壓電機中，由于導線(xiàn)排列整齊，沖擊波的幅值均勻分布在繞組的第1只線(xiàn)圈各匝之間，匝間絕緣承受的沖擊電壓為幅值除以第1只線(xiàn)圈的匝數。在散嵌繞組中具有隨機性。從第2只線(xiàn)圈開(kāi)始，分布電容衰減的作用使幅值下降。因此，匝間絕緣是電機絕緣結構中的薄弱環(huán)節?，F場(chǎng)運行實(shí)踐也證明，匝間絕緣的故障率zui高。
　　(3)匝間故障的短路匝在電動(dòng)機內部，在交變磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，短路匝自成回路，感應電動(dòng)勢就在這個(gè)電阻很小的閉合回路中產(chǎn)生很大的電流。該電流高達額定電流的若干倍，使短路匝的溫度比其他匝高，時(shí)間一長(cháng)，絕緣材料便老化、焦脆脫落，由匝間絕緣損壞開(kāi)始，zui終可能導致相間或對地絕緣的擊穿，zui終燒壞電動(dòng)機。所以，要延長(cháng)電動(dòng)機的運行壽命，提高匝間絕緣的優(yōu)良機電強度和工藝性能很有必要。

匝間耐壓測試儀

　　2 匝間故障的診斷
　　可使用RZJ型匝間耐壓測試儀來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機繞組匝間故障的診斷。
　　原理：以檢測被試品的阻抗對稱(chēng)平衡情況為基本原理，用沖擊波比較法，以高壓脈沖對電動(dòng)機進(jìn)行等效過(guò)電壓的無(wú)損傷模擬試驗。利用測試儀本身的顯示器觀(guān)察波形和對比分析，可直觀(guān)、迅速、正確地測定繞組匝間耐壓及各種故障。
　　繞組匝間絕緣如有缺陷，在一定的沖擊波電壓下將被擊穿，而形成匝間短路。匝間絕緣擊穿時(shí)，有時(shí)會(huì )伴有放電火花和放電聲，試驗波形顯示放電毛刺和跳動(dòng)，波形不重合。

匝間耐壓測試儀

　　3 匝間故障的處理
　　(1)對低壓散嵌繞組，在繞線(xiàn)和嵌線(xiàn)過(guò)程中，要仔細檢查線(xiàn)材質(zhì)量，觀(guān)察漆膜絕緣層色澤是否均勻，有無(wú)劃磨傷、氣泡等。如有要用薄膜或透明膠帶包墊好。在現場(chǎng)，一臺DSB－7型電動(dòng)機，額定電壓為660V/1.14kV，額定電流為82A/47.3A，接法△/Y.48槽4極，4路，每把匝數2l，匝間電壓7.85V。這臺電機在繞組浸漆前白坯用匝間耐壓測試儀做匝間試驗，電壓在升到2kV左右時(shí)，有一相波形不重合。把這相聯(lián)線(xiàn)打開(kāi)，分4個(gè)極相組，電壓可降到lkV左右。每?jì)山M逐一比較，發(fā)現有一組線(xiàn)波形不重合，端部有輕微放電聲。用劃線(xiàn)板劃撥導線(xiàn)，改動(dòng)一下匝間排列順序或塞進(jìn)絕緣紙，波形跳動(dòng)，說(shuō)明此處是故障點(diǎn)、仔細檢查時(shí)發(fā)現導線(xiàn)有兩處漆膜脫落相碰，用薄膜包上，聯(lián)好線(xiàn)再做匝間試驗，波形重合，放電聲消失，試驗合格。有時(shí)匝線(xiàn)材質(zhì)量不高，在繞線(xiàn)、嵌線(xiàn)過(guò)程中操作不當，都會(huì )在繞組匝問(wèn)試驗中暴露出故障來(lái)。如果在槽內和端部按上述方法找不出故障點(diǎn)或不好處理，可把有故障的線(xiàn)把起出槽子，更換導線(xiàn)或重新排繞一遍，再嵌進(jìn)去，避開(kāi)匝間薄弱點(diǎn)，使繞組匝間耐壓達到標準要求。

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