高压电机常见故障及解决方案概述

交流高压电动机的故障原因多种多样，针对这些故障，我们有必要探索出相应的处理方法和防范措施，以确保高压电动机的稳定运行，降低故障率。那么，高压电机常见故障究竟有哪些，又该如何应对呢？

首先，我们来看看电机冷却系统。由于高压电机在生产过程中频繁启动、振动大且机械冲力强，这往往会导致电机循环冷却系统出现问题。具体来说，可能包括冷却管道损坏、冷却水变质腐蚀管道、散热管材质差异造成空隙等问题。针对这些问题，我们可以采取监管外部冷却管路、提高冷却水水质、润滑冷凝器等措施来预防和解决。

其次，电机转子故障也是不容忽视的。转子故障可能由多种原因造成，如设计不合理、制造和装配质量差等。为了确保转子的正常运行，我们需要定期检查和维护，及时发现并解决问题。

此外，高压电机定子线圈故障、轴承故障以及绝缘击穿等也是常见的故障类型。对于这些故障，我们需要根据具体情况采取相应的处理措施，如更换线圈、调整轴承间隙、加强绝缘保护等。

通过以上措施，我们可以有效地预防和解决高压电动机的常见故障，确保其稳定运行，降低故障率。

电机转子故障

故障分析

在高压电机的使用过程中，转子故障是一个需要特别关注的问题。由于启动和过载运行时的各种力的作用，转子的短路环与铜条可能会发生焊接松动。这通常是由于端环不是由整块铜料锻造，其接焊缝质量不佳，在运行中受到热应力而开裂。此外，铜条与铁芯的配合过松，导致铜条在槽内振动，可能引发铜条或端环的断裂。同时，不恰当的安装工艺也可能导致在线棒表面产生细微的糙化，影响散热效果，严重时甚至会引起膨胀变形和转子振动加剧。

修理方法

对于高压电机转子故障的修理，首先需要检查转子焊接断点，清理铁心槽内的杂物，并仔细检查有无断条、裂纹等缺陷。然后，使用铜质材料对断裂处进行焊接，并确保所有螺丝紧固后正常运行。同时，对转子绕组进行细微检查，以预防为主，及时发现并更换损坏部件，避免铁芯的严重烧损。此外，还需要定期检查铁芯拉近螺栓的情况，进行转子的重新安装，并在必要时测定铁芯损耗。

高压电机定子线圈故障

故障分析

在高压电机故障中，定然绕组绝缘损坏是一个常见问题，占比达到40%以上。由于快速启停或负荷快速变化时的机械振动，定然铁心与定然绕组之间产生相对运动，导致绝缘击穿。温度的升高加速了绝缘表面的劣化，改变了绝缘状况，进而引发一系列与绝缘表面状况相关的问题。例如，绕组表面的油污、水汽和污秽可能导致不同相间的放电；高压引线部分的绝缘层可能因老化而降低绝缘电阻值。

修理方法

对于高压电机定然线圈故障的修理，需要仔细检查高压引线部分，确保其完好无损。同时，对绕组表面进行清洁处理，去除油污、水汽和污秽，以恢复其良好的绝缘性能。此外，还需要定期检查和保养电机，及时发现并处理潜在故障，以确保高压电机的稳定运行。

轴承故障

故障分析

高压电机常采用的轴承类型包括深沟球轴承和圆柱滚子轴承。导致电机轴承故障的常见原因包括不合理的安装方式，未遵循相应规范进行操作，以及润滑剂的质量问题。温度异常时，油脂的性能会显著变化，从而增加轴承故障的风险。此外，线圈固定不牢固可能导致线圈与铁心发生振动，进而导致定位轴承承受过大的轴向负荷，最终可能引发轴承烧毁。

修理方法

针对高压电机轴承故障，应根据实际情况选择开式或封闭式电机专用轴承。在轴承的选择上，需要特别关注游隙和润滑脂的种类。安装时，应注意润滑的选择，有时会使用含有EP添加剂的润滑脂，并可在内套上涂抹一层薄薄的润滑脂，以延长电机轴承的使用寿命。此外，正确选用轴承并确保精确使用，减少装机后轴承的工作径向游隙，以及采用浅度外圈滚道结构，都是预防轴承故障的重要措施。在电机组装过程中，还需仔细检查轴承与转子轴的配合尺寸是否恰当。

如果环境过于潮湿，电机的电气和导热性能会受到影响，导致温升过高。这进一步可能引发橡胶绝缘的变质和剥落，进而影响引线的稳固性，甚至出现断裂和弧光放电的问题。轴向振动会使得线圈表面与垫块和铁心发生摩擦，从而磨损线圈外侧的半导体防晕层，严重时甚至可能破坏主绝缘，导致击穿故障。此外，高压电机受潮后，其绝缘材料的电阻值将无法达到电机规定的标准，从而引发故障。长期使用的高压电机，其防晕层与定子铁心可能因接触不良而产生电弧，进而导致绕组击穿和电机故障。同时，高压电机内部的油污侵入主绝缘后，容易引起定子线圈的匝间短路等问题，而内部接触不良也是导致电机故障的常见原因。

在修理方面，绝缘技术是电机制造和维修过程中的关键工艺。为确保电机长期稳定运行，必须提高绝缘的耐热性。通过在主绝缘内部加入半导体或金属屏蔽层，可以改善电压沿面的分布情况。同时，完善的接地系统对于防止电磁干扰也是至关重要的。

高压电机最常见的严重故障包括：定子绕组的相间短路，这可能导致绕组绝缘严重损坏和铁芯烧伤；一相绕组的匝间短路，会导致故障相电流增大并造成局部严重发热；单相接地短路，如果接地电流过大，可能引发电机定子铁芯烧毁；电源或定子绕组的一相断路，会造成电机缺相运行并可能导致烧毁；以及电源电压过高或过低，也可能影响电机的正常运行。

电压过高时，定子铁芯磁路会饱和，导致电流迅速上升。而电压过低则会影响电机的转矩，使得带负荷运行的电机定子电流增大，进而引发电机发热，甚至可能烧毁电机。

此外，机械方面也可能出现故障。例如，轴承磨损或缺油会导致电机温度上升，噪声增大，严重时甚至可能轴承抱死，从而烧毁电机。同时，电机配件装配不良也是一个潜在风险，例如螺丝把的不匀、电机内外小盖与轴的摩擦等，这些都可能导致电机温度高、噪声大。另外，联轴器装配不良也会影响到电机的正常运行，轴的传动力可能使轴承温度升高，电机振动加大，严重时甚至可能损伤轴承，进而烧毁电机。

高压电机的保护

相间短路保护：此保护通过电流速断或纵差方式，迅速响应电机定子烧组相间短路故障。对于容量小于2MW的电机，通常装设电流速断保护；而容量较大或电流速断保护灵敏度不足的电机，则可选择纵差保护。该保护动作时，会触发跳闸机制，同步电机还会配合自动灭磁装置进行保护。

负序电流保护：该保护旨在应对电机匝间、断相、相序接反以及电压较大不平衡等故障。它也可作为对电机三相电流不平衡和相间短路故障主保护的后备措施。负序电流保护可动作于跳闸或发出信号。

单相接地保护：对于高压电机的小电流接地系统，发生单相接地时，仅有接地电容电流流过故障点，一般危害较小。但当接地电流超过5A时，需考虑装设单相接地保护。该保护可根据接地电容电流的大小，带时限动作于跳闸或仅发出信号。

低电压保护：当电源电压短时降低或中断后恢复时，为防止重要电机因电压恢复时间过长而无法自启动，可在不重要的电机或因工艺、安全原因不允许自启动的电机上装设低电压保护，延时动作于跳闸。

过负荷保护：长时间过负荷会导致电机温升过高，进而影响绝缘性能。因此，易发生过负荷的电机应装设过负荷保护，根据电机的重要程度和过负荷条件，可设置为动作于信号、自动减负荷或跳闸。

启动时间过长保护：该保护用于监测电机启动时间，当实际启动时间超过整定的允许范围时，会触发跳闸机制。

过热保护：此保护针对任何原因导致的定子正序电流增大或负序电流出现，从而引发电机过热的情况。一旦检测到过热情况，保护会动作于报警、跳闸，并禁止再次启动。

堵转保护（正序过电流保护）：此保护用于应对电机堵转或正序过电流的情况。当电机出现堵转或过电流时，保护会迅速动作于跳闸，以防止电机进一步受损。

在电机启动或运行过程中，若发生堵转，相关保护装置会迅速动作，触发跳闸机制。此外，对于同步电动机，还需增设失步保护、失磁保护以及非同步冲击保护，以确保电机在各种异常情况下都能得到及时有效的保护。

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