侯文莉
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011
摘 要：本文根據(jù)企業(yè)實(shí)踐調(diào)研與工作需求,，多角度,、多視覺的分析歸納了三相異步電動機(jī)電樞繞組接地故障的原因,、診斷方法以及檢修策略。為三相異步電動機(jī)的日常應(yīng)用提供參考依據(jù),，讓電機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命進(jìn)一步提高,。
關(guān)鍵詞：三相異步電動機(jī)；接地故障,；故障診斷,；故障修理
0引言
三相異步電動機(jī)相比其它電機(jī)存在很多優(yōu)勢，它結(jié)構(gòu)簡單,、易于批量制造,、性價(jià)比高、堅(jiān)固耐用,、運(yùn)行效率較高,，工作特性適用范圍廣，廣泛應(yīng)用于工廠的動力設(shè)備,，電動機(jī)的使用尤為廣泛，拖動各種類型的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載，例如,，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類：電梯,、壓縮機(jī)、輕工及礦山機(jī)械等,，恒功率負(fù)載：銑床,、機(jī)床精加工等，通風(fēng)機(jī)類負(fù)載風(fēng)機(jī),、泵等,，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的脫粒機(jī)和粉碎機(jī)、農(nóng)副產(chǎn)品中的加工機(jī)械等,。三相異步電動機(jī)在應(yīng)用過程中的故障診斷與改進(jìn)也成為我們解決的問題,。三相異步電動機(jī)的故障大部分發(fā)生在定子繞組上，而接地故障又是及易發(fā)生的,，下面針對電動機(jī)繞組接地故障的原因,，提出診斷方法，總結(jié)出電機(jī)定子繞組接地故障的修理策略,。
1電機(jī)繞組接地故障的診斷分析
生產(chǎn)生活中,，電機(jī)如果長期過載運(yùn)行，就會使繞組過熱而導(dǎo)致絕緣老化,，甚至使繞組元件變焦,，變脆、開裂,、分層,、脫落，或者由于保護(hù)不當(dāng),，沒有及時(shí)維護(hù),，使用環(huán)境條件差，電機(jī)也會嚴(yán)重受潮而失去絕緣性能,?；蛘咴谇毒€過程中，工人操作不規(guī)范,，疏忽大意,，碰破線圈的絕緣層，而沒有及時(shí)修正,，導(dǎo)致繞組元件邊中裸銅線與鐵心相接觸,。以及繞組端部過長，與端蓋相碰,，隨著電機(jī)運(yùn)行時(shí)間長期輕微的振動,，慢慢使繞組端部絕緣層磨損,，裸銅線直接與端蓋就會相連，或者鐵心松動,、轉(zhuǎn)子掃膛,、槽楔松動導(dǎo)致的線圈松動、三相引出線絕緣破壞等,。
鐵心裝在電動機(jī)的機(jī)殼上,，上述種種原因造成繞組與鐵心和端蓋之間的絕緣層失效，實(shí)際上就造成了繞組與機(jī)殼之間的絕緣層失效,，或繞組中的裸導(dǎo)線直接與機(jī)殼相連,。因此，這類故障俗稱殼碰,。因?yàn)殡妱訖C(jī)的機(jī)殼是接地的,，所以又統(tǒng)稱為繞組接地故障。
2繞組接地故障的幾種檢查方法
嚴(yán)重的接地故障將使電機(jī)不能啟動,，輕微的間歇性接地如不及時(shí)處理,，會使事故擴(kuò)大，造成線圈短路,。還會使電動機(jī)機(jī)殼帶電,，造成人身觸電的危險(xiǎn)。所以應(yīng)及時(shí)找到接觸點(diǎn)并予以排除,，以保證人身和設(shè)備安全,，下面介紹幾種簡單的故障接地檢查方法，以方便操作人員快速準(zhǔn)確地找到接地故障點(diǎn),。
2.1觀察法
在電機(jī)運(yùn)行過程中,，我們可以注意電機(jī)的外部現(xiàn)象以及發(fā)出的聲音，判斷電機(jī)運(yùn)行是否正常,，也可以打開點(diǎn)擊端蓋觀察分析,，接地點(diǎn)一般會發(fā)生在繞組端接部位，接近鐵芯槽口部位,，而且有破裂和焦黑的跡象,，與周圍其他地方顏色不同，所以應(yīng)首先在這些地方尋找接地點(diǎn),，如果沒有發(fā)現(xiàn)端部接地點(diǎn),，就在槽內(nèi)的線圈邊中尋找接地點(diǎn)，通過觀察法排除潛在故障簡單,，用處廣,，需要一定的工作經(jīng)驗(yàn)。
2.2照明燈檢查法
這種檢測方法對繞組接地故障的排查相對復(fù)雜,，需要把電機(jī)各項(xiàng)繞組的接頭拆開,，各項(xiàng)繞組都不在接通,，把照明燈逐相接上進(jìn)行故障排查，照明燈串聯(lián)在220V電源上,，一端接地或接在電機(jī)的機(jī)殼上,，另一端與三相繞組的每個(gè)端頭相接,，首末段均可,，照明燈亮，就表示該相繞組出現(xiàn)接地故障,，發(fā)現(xiàn)接地故障后,，可把該相繞組拆開，用同樣的方法找出哪一組線圈出現(xiàn)接地故障,，一旦確定線圈接地,，輕輕撬動或晃動該相繞組中的各個(gè)線圈，注意觀察燈光現(xiàn)象,，如果燈光忽明忽暗或閃爍,，表明該線圈存在接地故障。采用這種方法診斷電機(jī)的接地故障,，需要特別小心,，停止檢查后，應(yīng)立即切斷電源,，以免造成不必要的傷害,。
2.3萬用表檢查法
將萬用表上的電阻旋鈕轉(zhuǎn)到Ω×10k的量程上，一根表筆與機(jī)殼相碰,，另一根表筆依次與繞組的線頭相接,，如測得的電阻很大，則表明沒有接地故障,；如測得的電阻很小或?yàn)榱?，則證明該處有接地故障。
2.4電壓降檢查法
對于高壓電動機(jī)金屬性接地,，上述方法是無法檢測的,，可采用電壓降檢查法。首先,，將轉(zhuǎn)子從定子內(nèi)腔中抽出,，將各相繞組的接線端拆開，壓施加在有故障的相繞組的首末端,，流入相繞組的電流應(yīng)控制在額定電流的50%左右,，接線如圖1所示。然后,，用萬用表分別測出相繞首端與機(jī)殼的電壓U1,，相繞組末端與機(jī)殼的電壓U2,。因?yàn)榻拥攸c(diǎn)g的電位與機(jī)殼上任意一點(diǎn)的電位是相等的，圖1虛線所示,，所以測得的相繞組首端與機(jī)殼的電壓U1就是相繞組首端與接地點(diǎn)g的電壓,，即U1=U1g，同理U2=U2g,，我們知道了相繞組首段（或末端）與接地點(diǎn)的電壓值,，又知道施加在整個(gè)相繞組上的電壓值，則不難求出接地點(diǎn)g與相繞組首端距離,，即：
式中,，L1為繞組首端至接地點(diǎn)的距離（一般用線圈數(shù)表示）：L為繞組總長度（一般用線圈數(shù)表示）。
3繞組接地故障的修理
3.1局部修理
如果接地點(diǎn)在繞組的端部,，先把損壞的絕緣層刮掉并清理干凈,，用絕緣帶包扎好并刷上絕緣漆，然后,，將定子送進(jìn)烘箱烘干,。為防止日后再發(fā)生類似故障，可用打板對加熱的繞組端部重新進(jìn)行整形,，使端部處不再與端蓋相擦,，也可在絕緣薄弱處再刷一些絕緣漆，讓其自然晾干,。如果接地點(diǎn)在定子槽口附近,，可用電吹風(fēng)等將故障點(diǎn)相關(guān)部位局部加熱，待絕緣軟化后打出槽契,。再用劃線板把槽口的接地點(diǎn)慢慢撬開,，讓線圈邊與鐵芯之間產(chǎn)生間隙，然后把同等級的絕緣材料剪成適當(dāng)?shù)某叽?，插入接地處的線圈邊與鐵芯之間,，再用橡皮錘配合壓線條，讓其回到原位,，后封槽口并打入槽楔,。
3.2更換線圈
若某線圈多處接地，且不在一個(gè)位置,，為了保證質(zhì)量,，應(yīng)更換線圈。首先將線圈加熱使絕緣化,，將損壞的線圈拆除,；然后按損壞線圈的尺寸繞制線圈；后,，嵌線,、接線,、浸漆、烘干,。
重新嵌線步驟：
（1）重新嵌線前必須詳細(xì)記錄原電機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)：
①數(shù)據(jù)：型號,、轉(zhuǎn)速、功率,、額定電壓,、電流、接法,、絕緣等級等,。
②定子鐵心數(shù)據(jù)：繞組層數(shù)、節(jié)距,、每極每相槽數(shù)、并聯(lián)支路數(shù),、導(dǎo)線規(guī)格,、線圈匝數(shù)等。
(2)繞制線圈,。
線圈寬度既線圈的上層邊和下層邊間的距離計(jì)算K：K=〔π(D+H)〕J÷Z,；D定子內(nèi)徑(mm)；H槽高(mm),；J用槽數(shù)表示的節(jié)距,；Z定子槽數(shù)。線圈的厚度可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：δ=(線圈匝數(shù)開平方+1.5)×電磁線的外徑(mm),。在實(shí)際工作中,，常是用絕緣線等量電機(jī)后，用多功能,、多形狀變化的繞線模進(jìn)行電機(jī)的線圈繞制,，這樣方便快捷，效率高,。
(3)嵌線,。嵌線的過程步驟如下。
①嵌線前的準(zhǔn)備工作,。槽間,、槽內(nèi)絕緣、端部相間絕緣,、層間絕緣,、及端部扎線、絕緣管,、槽楔,、綁帶等,。定期對電機(jī)的鐵芯槽進(jìn)行清理，保證槽內(nèi)光滑整潔,。絕緣材料一般為：云母,、石棉、玻璃絲,、聚酯樹脂,、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺薄膜,、芳香族聚酰胺纖維紙復(fù)合箔等,。
②首先按槽形狀放入絕緣，A相,、B相,、C相的下邊層線圈，放入下層線圈后放入層間絕緣,。放入線圈C相的第3個(gè)線圈時(shí)開始放上層線圈,。然后，釓合槽絕緣打入槽楔,。A,、B、C三相全部放入后進(jìn)行端部整形,。
③電機(jī)繞組端部接線注意好防護(hù)與絕緣,。
④電機(jī)校驗(yàn)。耐壓,、直流電阻測試等,。耐壓校驗(yàn)的目的，檢查電機(jī)的絕緣質(zhì)量,，以及點(diǎn)擊是否符合工作標(biāo)準(zhǔn),，有效預(yù)防因電流泄露引起電機(jī)各種故障問題。采用直流電阻診斷電機(jī),，是為讓電機(jī)短接,、匝間短路故障消滅在萌芽中。
4安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型
4.1產(chǎn)品簡介
ARD該系列低壓電動機(jī)保護(hù)器,，具有過載,、斷相、不平衡,、欠載,、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c接觸器,、電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動控制,、現(xiàn)場直接控制,、面板指示、信號報(bào)警,、現(xiàn)場總線通信等功能,。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化,、冶煉,、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域,。
4.2產(chǎn)品選型
產(chǎn)品功能
5結(jié)語
產(chǎn)量和效益是企業(yè)的生命線,，而時(shí)間是基本的保證，節(jié)省時(shí)間就是在提高效益,，有了效益,，企業(yè)才有了生存的保障，所以快速,、精準(zhǔn)地找到故障原因，短時(shí)間內(nèi)排除它,，也就保證了生產(chǎn)的效益,，同時(shí)，通過對電機(jī)的常見接地故障的診斷,，有效的預(yù)防了故障的發(fā)生率,，保證了企業(yè)生產(chǎn)的效率。除了接地故障點(diǎn)擊還存在一些其他機(jī)械故障,，這些故障人為因素和電機(jī)本身原因居多,，只有通過系統(tǒng)分析，及時(shí)維護(hù)與保養(yǎng),，改進(jìn)管理措施,，才能大大減少電機(jī)的故障和事故發(fā)生，提高電機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命,。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙家禮.電動機(jī)修理手冊 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,，2013.
[2]王海彥.三相異步電動機(jī)繞組接地故障診斷與檢修策略[J].中國設(shè)備工程,2020(04):150-152.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.
作者簡介：
侯文莉，女,，本科安科瑞電氣股份有限公司,，主要研究方向?yàn)殡妱訖C(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
