高压电机常见故障分析及处理方法

高压电机常见故障分析及处理方法

我国作为一个发展中的国家，自从进入到社会主义现代化的改革创新中以后，社会中各个方面的建设已经呈现出一派蒸蒸日上的发展态势，尤其是在工业化水平的进步方面，越来越多的机械、化工、汽车等行业不断发展，有效促进了我国人民生活质量的提升。

标签：高压电机;故障;处理方法

引言

高压电机运行状况直接影响到生产的连续运行。由于各种原因的影响，电机故障时有发生，一旦发生故障，不仅电机自身损坏，严重时还会导致整个生产线停产。因此对高压电机故障进行状态监测和分析具有重要意义。通过使用先进的技术手段对电机状态进行监测和分析，判断电机是否存在异常或故障，故障的部位和原因以及故障的劣化趋势，以确定合理的检修时间和方案。使电机维修由传统的事后维修和预防维修方式，逐步变为预知维修或状态维修。由此减少了事故停机损失，提高了电机运行的可靠性，降低了维修费用。状态维修是最先进和合理的维修方式，它以监测和诊断技术为基础，通过对电机状态进行监测，发现并消除可能的故障，避免突发事故的发生。

1高压电机故障的种类

1.1电机振动异常

高压电机在实际运行过程中经常会出现电机振动值超出正常标准的现象，在某单位高压电机的运行过程中，经常会通过电机振速作为判断电机振动值异常的主要指标，在实际进行振动值判断的过程中，主要利用的是石油化工旋转机械振动标准SHS01003-1992作为主要的判断标准。根据旋转设备振动等级评定标准可以知道，电机在空载运行状态下如果满足评定标准中A等级相关要求，表示电机试运行合格;电机在带载运行状态下，如果能够满足标准中C等级相关要求，表示电机要实施严格的监护运行，同时，要尽快找出原因，让电机带载状态下的振动值能够达到评定等级B的要求;如果高压电机在试运行过程中振动达到了评定标准D等级的条件，要立即停机，以避免设备在运行过程中出现设备损坏现象。

1.2定子绕组故障

主要是因为绝缘破坏而引起的各种故障。如：匝间短路、单相对地短路、相间短路和局部放电等等。其中匝间短路故障约占定子绕组故障的50%以上，产生定子绕组匝间短路故障的主要原因有：在电机开关过程中匝间绝缘承受暂态过电压，电动机定子绕组温度过高导致匝间绝缘性能恶化，定子线圈承受电磁力发生振动，导致匝间绝缘破损，电动机长期在潮湿、高温等恶劣环境下运行等。定子

绕组故障属于內部电气不对称故障，这类故障对电机的电、磁、热、力等有很大影响。当定子绕组短路匝数较少时，故障症状不明显，但是如果长期运行会引起周围绝缘破坏，导致严重的匝间短路，甚至烧毁线圈和定子铁芯。

1.3气隙偏心故障

气隙偏心故障是由生产装配不正确、轴承弯曲或磨损、电机转速过高所导致。气隙偏心分为静态偏心和动态偏心两种。静态偏心是指转子与定子之间的不均匀气隙其位置不随电机转子转动而改变，通常是由定子铁芯内径的椭圆度或装配不正确所致。动态偏心指定转子间不均匀气隙随转子的旋转而变化，通常是由转轴的弯曲、轴承磨损等原因造成的。

2高压电机常见故障的处理方法

2.1电机故障分析及在生产线应用

MEA技术能够精准得检测出电机的转动惯量，因此在对电机进行特性检测的过程中具有相当优秀的功能，而且在电机故障分析方面也具有强大的功能。MEA技术测试电机的速度在现阶段欧美国家的电机生产中已经被很好地进行了应用，不仅仅是由于其具有一定的精准性、安全性和快速性，而且操纵手法也比较简单，在后期的维护管理过程中也是相对来说比较容易的。因此，我国在工业化进步的过程中可以考虑在电机的检测技术改革创新中更多得利用MEA技术，以此在生产线全检应用上特点尤其突出，可以管制全部数据，也可以对某些特定的点进行管制，最终实现了快速、精准地测试。而且在工业化竞争越来越激烈的今天，如何使得电机行业去获得一个能够完全符合自己的测试系统相当重要的，不仅仅能够节约大量的时间，而且还会在节约资源的基础上来提升电机产品的质量，为相关电机生产企业的经济效益获取最大的利润。

2.2定子故障诊断技术

2.2.1绝缘预防性试验法

电机的绝缘预防性试验是保证电机运行稳定性、安全性的重要措施，通过试验可以掌握电机绝缘情况，及早发现缺陷，以便及时进行维护与检修，防止电机运行中被击穿，造成事故。（1）采用直流耐压试验。能有效地发现绝缘受潮，脏污等整体缺陷，并能通过电流与泄漏电流的关系曲线发现绝缘的局部缺陷。由于直流电压下按绝缘电阻分压，所以能比交流更有效地发现端部绝缘缺陷。因直流电压下绝缘基本上不产生介质损失，对绝缘的破坏性小。（2）采用交流耐压试验：在被试设备电压的2.5倍及以上进行，从介质损失的热击穿可以有效地发现局部游离性缺陷及绝缘老化的弱点。由于在交变电压下主要按电容分压，能够有效地暴露设备绝缘缺陷。但是，交流耐压对绝缘的破坏性比直流大，而且由于试验电流为电容电流，所以需要大容量的试验设备。直流耐压试验和工频交流耐压试验都能有效地发现绝缘缺陷，但各有特点，因此两种方法不能相互代替，必要时，应同时进行，相互补充。

2.2.2振动监测法

定子电磁振动异常主要原因有：定子三相磁场不对称、定子铁心和定子线圈松动、电动机座底脚螺钉松动，其特征为：振动频率为电源频率的2倍、切断电源振动消失。

2.3电机振动异常处理

某单位高压电机在实际运行过程中，丙烷电机以及压缩机电机都出现了电机振动异常的现象。在巡检过程中，发现一台丙烷电机驱动端地脚最大振速达到了11.2mm/s，结合旋转设备振动评定标准，可以将其定为D级。巡检人员立即将电机的异常振动状况上报，并对电机的异常状况进行了多点振动检测。通过检测发现，在电机的联轴节下部支撑以及除油器位置出现了最大振动，电机本体并没有出现最大振动。与电机空载运行状态相比较，当电机带载运行时，轴承位置产生的振动会逐渐加大。而电机的驱动端轴承下部的支撑平台会出现最大振动的位置。针对电机运行中各个关键部位进行振动监测或将电机本体产生异常振动的故障排除，最终通过详细检查和检测后发现，由于电机配置的立式台架本身的刚度不足，从而使得台架的固有频率在电机运行过程中与压缩机阴阳转子啮合频率比较相似，从而产生了共振现象。根据上述的判断过程，针对电机下部的支撑平台位置额外的设置了两根水平方向上的钢筋，进一步提升了整个平台基础的刚性。通过改造后让整个机组运行过程中的振动得到了有效控制，最终使得电机的评定等级回到了B级。

结语

高压旋转电机是复杂的系统，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。提高电机的技术维修和管理水平，预测故障于初始状态并及时加以排除，已成为保障生产可靠性的重要手段。传统采用的常规定期预防性试验虽然能发现一些事故隐患，但对一些早期潜伏性故障并不能及时发现和排除。采用SPM冲击脉冲诊断技术（轴承监测）和电路分析MCA技术（离线监测）、电信号ESA技术（在线监测）能准确分析判断电机的各类故障，使电机维修由事后维修转变为状态维修，提高了电机运行的可靠性。

参考文献

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[2]殷小东，周峰，雷民，李进国，王越恒. 基于宽频传感技术的高压电机能效计量检测平台建设及关键技术研究[J]. 电测与仪表，2014，51（10）：18-23.