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绕组局部放电,是高压电机必须面对的严酷问题

2020年6月17日 10:41:26

对于低压电机,影响绕组绝缘寿命的主要因素是机械应力、发热及短时过电流作用。而对于高压电机,影响其绕组绝缘寿命的主要原因,除上述因素外,另外一个更主要的因素就是局部放电。

对于6kV及以上电压等级的高压电机定子绕圈,电机运行时,绝缘内部及表面都可能发生局部放电。据不完全统计,电机损坏事故接近50%是由于定子绕组绝缘损坏引起,而绕组绝缘的损坏很多是局部放电造成。因而,电机中局部放电的测量与防治,己被各电机制造厂家和电机使用客户所重视,局部放电的测试,已逐渐用于电机绝缘质量的控制和运行可靠性判定。

高压电机绕组常见绝缘故障及原因分析

高压电机绕组故障在电机正常运行时发生较少,大多是在电机启制动频繁、过载以及起制动瞬间过压、过流时发生较多。故障部位多数发生在绕组的匝间、线圈引线(与引线直接连接的圈)、端部槽口以及端部线圈与端箍之间。

1、层间绝缘故障

该问题发生在铁芯槽内,主要是指同一槽内有两相的线圈;可能的问题包括层间垫条材质不好,厚度较薄;层间垫付条垫偏,尺寸不合适,如太窄、长度不够;线圈松动使层间垫条磨损等。

2、线圈发生匝间绝缘击穿

该问题可能发生的线圈制造环节,也可能发生的电机使用环节,导致该问题,可能是由于线圈松动使层间垫条磨损、线圈制作过程中匝间绝缘遭受损失、匝间绝缘厚度不够或结构不合理等不适宜问题。对于高压电机,电磁线本身的质量问题,操作过程中如绕线、成型等过程对电磁线造成损伤,是一个不容忽略的问题。

3、绕组对地故障

如果电机长期过载,很容易引起绝缘老化变质引起绝缘对地击穿;过电压运行时导致电机绕组发热击穿绝缘;对于同步电动机,突然断开励磁线圈时,会由于产生高电压击穿线圈的对地绝缘;电动运行环境恶劣时,由于导电粉尘使爬电距离缩小,产生对地击穿或闪络;电机铁芯通风道垫片,齿压板开焊或铆钉松弛,铁心叠压不紧,齿部颤动以及弯曲等问题磨损线圈绝缘;遭受机械力和电磁力后的绝缘产生裂纹或遭受损伤等。

除电机使用过程存在的问题外,制造过程因为操作不当也会导致类似问题的发生,比如铁芯槽不光滑、槽内有铁屑等导电机物、嵌线过程由于线圈成型效果不好导致的硬性归位损伤等,都会在电机运行过程中表现出来。

4、绕组断路故障

导致该问题的原因可能是外力损伤,也可能是焊接因素。电机线圈端部因遭受机械力和电磁力而颤动,使导线焊接点开焊;焊接工艺不当,焊接点过热造成开焊;导线材质不好,有夹层、脱皮等缺陷。

对于绕组的焊接问题,不同的厂家都采取了必要的措施,特别是中频焊接的应用,对于大规格电机的绕组质量控制起到了至关重要的作用;不少的设备厂家也通过比较前沿的研究,解决电机红旗组的焊接质量问题。

5、电腐蚀

这是高压电机非常容易出的问题,导致该问题的原因包括:由于采用热固性环氧粉云母带结构,热膨胀小,使线圈与槽壁间隙过大;槽楔松动、线圈外形尺寸公差不当、防晕措施失效和环境因素导致绝缘粘满油垢、粉尘等。

在绕组故障高压电机的拆解过程可以发现,不少的电机防护等级选型与实际的运行环境不匹配,特别是运行环境中有导电粉尘的情况对电机绕组的影响特别大。

6、其他问题

电机受潮、绝缘表面粘满油泥、粉尘,绝缘老化会导致电机泄漏电流增大。线圈遭受损伤,使绝缘内部产生较多气隙,绝缘受潮、老化会导致电机介质损耗增加。绕组端箍部位因振动、线圈松动等问题发生磨损击穿。采用磁性槽楔的电机因为槽楔材料、尺寸配合及装配工艺等问题导致槽楔脱落等。

 

信息来源:电机技术日参、电机行业信息网

原文链接:http://www.china-emin.com/newshow.asp?id=2341&name1=2

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