一、電機故障分類
電機故障可分為電氣故障和機器故障。機器的重要故障有振動、軸承過熱、轉子掃膛、運轉聲音異常等。在電氣方面,接地、短路、開路、接觸不良和鼠籠斷裂等故障很重要。
統計了化工企業68臺亞高壓防爆電機的故障環境,其中絕緣故障42臺,接觸不良引起的9臺,軸承故障8臺,轉子籠斷裂5臺,其余4臺,分離占統計故障的61.8%,13.2%,11.8%,7.3%,5.9%。由此可見,絕緣損壞是化工企業高壓電機發生概率最高的高風險故障。
二、高壓防爆電機絕緣故障原因
高壓防爆電機繞組絕緣故障受絕緣材料的作用、制造工藝的控制、運行裝置的環境以及電、熱、化學綜合狀況的影響,是由復雜的對比造成的。以上例子是用來說明和探索的。
1.電化學擊穿
某廠制氣車間兩臺有故障的電機發生坍塌和內省,一臺定子繞組發生三次絕緣擊穿,一臺各處絕緣擊穿,均因絕緣點蝕損壞造成“爬電”,出現燒痕、間隙和導電通道,故障點均為當前電機進氣端,有向死端移動的趨勢。對此,我們從電機布局、運行環境、運行方式等方面說明了原因,初步認定電機系統是由于選擇不合理、運行環境頑固導致電化學擊穿。
惡劣運行環境引起的電化學擊穿是絕緣損壞的重要原因。大氣中存在的酸性和堿性衰變氣體長期衰變于絕熱材料的外部,當大氣中的濕度較高時,絕熱材料功能的提高加快。在電、熱和化學特性的綜合影響下,無機絕緣材料很容易造成損壞,最終導致擊穿。
2.頻繁啟動
高壓防爆電機頻繁啟動直接影響其使用壽命。這是因為啟動時電機暗中承受大電流的打擊,繞組承受電機和熱應力的疊加作用。由于繞組絕緣材料的收縮系數與銅導體不同,啟動時絕緣材料與導體之間會形成很大的剪應力,破壞導體與絕緣材料之間的牢固性,使絕緣分層或撕裂,造成絕緣擊穿。
鼠籠式異步電動機頻繁啟動時,也容易形成鼠籠式斷條,尤其是負載啟動電動機時,故障概率更高。
3.規則缺點
捆綁端構成插線時的端部絕緣崩損,是造成高壓電機繞組損壞的另一種緊張狀態。所有被端環接觸的部分都被水平擠壓出不同的外絕緣,使一個部門的硬化絕緣材料被擠壓到粘合接觸面的邊緣。零件全部凝固后,這個部門的絕緣明顯變薄,絕緣強度低。
4.端包絕緣質量差
端部手包絕緣質量差導致端部相間或相對短路的異常情況很多。手提袋絕緣涂層不緊,外面有縫隙。當環境濕度較高時,繞組的絕緣功能顯著降低,直到絕緣材料外部出現冷凝。此時,絕緣的外表面很容易引起表面放電。放電機制是首先在絕緣外面誕生一層水膜。在電場的影響下,水膜被電離,離子沿著外部移動和聚集,構成了電場的不均勻分布,降低了外部放電電壓。這種沿外放電實際上是氣體介質放電的標志,其電壓遠低于許多氣體或溶膠中存在的擊穿電壓