對于低壓電機,影響繞組絕緣壽命的主要因素是機械應力、發(fā)熱及短時過電流作用。而對于高壓電機,影響其繞組絕緣壽命的主要原因,除上述因素外,另外一個更主要的因素就是局部放電。
對于6kV及以上電壓等級的高壓電機定子繞圈,電機運行時,絕緣內(nèi)部及表面都可能發(fā)生局部放電。據(jù)不完全統(tǒng)計,電機損壞事故接近50%是由于定子繞組絕緣損壞引起,而繞組絕緣的損壞很多是局部放電造成。因而,電機中局部放電的測量與防治,己被各電機制造廠家和電機使用客戶所重視,局部放電的測試,已逐漸用于電機絕緣質(zhì)量的控制和運行可靠性判定。
高壓電機繞組故障在電機正常運行時發(fā)生較少,大多是在電機啟制動頻繁、過載以及起制動瞬間過壓、過流時發(fā)生較多。故障部位多數(shù)發(fā)生在繞組的匝間、線圈引線(與引線直接連接的圈)、端部槽口以及端部線圈與端箍之間。
該問題發(fā)生在鐵芯槽內(nèi),主要是指同一槽內(nèi)有兩相的線圈;可能的問題包括層間墊條材質(zhì)不好,厚度較薄;層間墊付條墊偏,尺寸不合適,如太窄、長度不夠;線圈松動使層間墊條磨損等。
該問題可能發(fā)生的線圈制造環(huán)節(jié),也可能發(fā)生的電機使用環(huán)節(jié),導致該問題,可能是由于線圈松動使層間墊條磨損、線圈制作過程中匝間絕緣遭受損失、匝間絕緣厚度不夠或結(jié)構(gòu)不合理等不適宜問題。對于高壓電機,電磁線本身的質(zhì)量問題,操作過程中如繞線、成型等過程對電磁線造成損傷,是一個不容忽略的問題。
如果電機長期過載,很容易引起絕緣老化變質(zhì)引起絕緣對地擊穿;過電壓運行時導致電機繞組發(fā)熱擊穿絕緣;對于同步電動機,突然斷開勵磁線圈時,會由于產(chǎn)生高電壓擊穿線圈的對地絕緣;電動運行環(huán)境惡劣時,由于導電粉塵使爬電距離縮小,產(chǎn)生對地擊穿或閃絡;電機鐵芯通風道墊片,齒壓板開焊或鉚釘松弛,鐵心疊壓不緊,齒部顫動以及彎曲等問題磨損線圈絕緣;遭受機械力和電磁力后的絕緣產(chǎn)生裂紋或遭受損傷等。
除電機使用過程存在的問題外,制造過程因為操作不當也會導致類似問題的發(fā)生,比如鐵芯槽不光滑、槽內(nèi)有鐵屑等導電機物、嵌線過程由于線圈成型效果不好導致的硬性歸位損傷等,都會在電機運行過程中表現(xiàn)出來。
導致該問題的原因可能是外力損傷,也可能是焊接因素。電機線圈端部因遭受機械力和電磁力而顫動,使導線焊接點開焊;焊接工藝不當,焊接點過熱造成開焊;導線材質(zhì)不好,有夾層、脫皮等缺陷。
對于繞組的焊接問題,不同的廠家都采取了必要的措施,特別是中頻焊接的應用,對于大規(guī)格電機的繞組質(zhì)量控制起到了至關重要的作用;不少的設備廠家也通過比較前沿的研究,解決電機紅旗組的焊接質(zhì)量問題。
這是高壓電機非常容易出的問題,導致該問題的原因包括:由于采用熱固性環(huán)氧粉云母帶結(jié)構(gòu),熱膨脹小,使線圈與槽壁間隙過大;槽楔松動、線圈外形尺寸公差不當、防暈措施失效和環(huán)境因素導致絕緣粘滿油垢、粉塵等。
在繞組故障高壓電機的拆解過程可以發(fā)現(xiàn),不少的電機防護等級選型與實際的運行環(huán)境不匹配,特別是運行環(huán)境中有導電粉塵的情況對電機繞組的影響特別大。
電機受潮、絕緣表面粘滿油泥、粉塵,絕緣老化會導致電機泄漏電流增大。線圈遭受損傷,使絕緣內(nèi)部產(chǎn)生較多氣隙,絕緣受潮、老化會導致電機介質(zhì)損耗增加。繞組端箍部位因振動、線圈松動等問題發(fā)生磨損擊穿。采用磁性槽楔的電機因為槽楔材料、尺寸配合及裝配工藝等問題導致槽楔脫落等。