高压电机烧毁的原因分析
2014-09-02 11:42:52 来源：www.simotd.com 评论：0 点击：

西安西玛集团（西安电机厂）技术专家：高低压中小型交直流电动机是西玛电机公司的一个主产品，其中高压电机主要为矿山、机械、石油、化工、发电等重型机械设备作原动机使用。我省某铜矿从我公司购买了一台2009

西安西玛集团（西安电机厂）技术专家：高低压中小型交直流电动机是西玛电机公司的一个主产品，其中高压电机主要为矿山、机械、石油、化工、发电等重型机械设备作原动机使用。我省某铜矿从我公司购买了一台2009 年7 月出厂，型号为YR630—10P，电压10kV，功率400kW 的高压电机，安装于矿井的卷扬机上使用。经用户反馈，电机运行10 天后，在起停机时，定子端部出现异常的放电声，经停机检查后未发现异常情况，接着又连续运行4 天后发现线圈匝间短路及至停机。经拆开后检查发现，情况是定子线圈引出线首匝与第二匝线圈短路烧毁。由于电机定子铁心与线圈是整体经过真空压力浸渍和固化工艺处理，即VPI 处理（Vacuum pressure impregnation and curingprocess），无法更换线圈或进行局部修理。将烧损的定子铁心线圈运回本厂后，依照常规的处理方式拆除旧线，清理了残渣，并按原设计重新制作了一台定子线圈运送矿山。在工地安装好后运行15 天又产生放电声等状况，继续使用到20 天后又和上次一样被烧毁，其故障情况基本一样，在很短的时间里连续出现了相同的问题，严重影响了客户的生产工作，要求我厂尽快解决并使其恢复生产。对此公司十分重视，组织技术人员分析事故原因并采取有效措施解决处理。
根据运行人员的信息反馈，该电机在使用开始时运行正常，经过10 多天后出现放电声响，再后来出现放电火花，最后彻底烧毁，两次事故情况都是一样。通过上述信息我们集思广益进行了分析，该电机的烧毁是由于匝间短路造成的，我们着重从电机的结构设计，绝缘制造工艺，电机的运行工况上进一步查找事故的原因。
（一）在结构设计方面
电机设计参数如下：
1、额定电压：10500V
2、额定电流：25.8A
3、额定功率：400 kW
4、__________线规：1.4 x 5.3 自粘亚胺薄膜绕包玻璃丝包铜扁线（NSBEFB—50/155）
5、匝数：6
6、线圈截面尺寸：匝间尺寸 11.6x22.8；对地绝缘后 17.2x28.4
7、线圈总长：1026 mm
8、线圈直线长：740 mm
9、铁心长：640 mm
10、直线段主绝缘层数：半迭包云母带10 层设计符合相关技术要求。
（二）在绝缘制造工艺方面
在制造上我公司是采用整机 VPI 处理工艺，使用的是中胶环氧粉云母带5445—1，该云母带性能指标如下：序号指标名称单位指标值
1 厚度 mm 0.11
2 胶粘剂含量 % 24～32
3 云母定量 g/m2 82􀂂4
4 玻璃布定量 g/m2 36􀂂4
5 电气强度 MV/m ≥25
6 拉伸强度 N/10mm ≥65
我公司使用的浸渍树脂是原上海电机厂的工艺配方6895—1，该树脂具有良好的电气性能，较高的机械强度、耐热性能及较好的储存稳定性。6895—1 树脂的性能及技术指标：
项目性能使用期考核
外观黄色透明液体
粘度 40 􀂍 4#杯 30秒 30～65 秒
凝胶时间 170􀂍 板孔法 10分 5～45 分
击穿场强 KV/mm ≥39.5 ≥25
Pv 􀇮􀀤􀀮 ≥1016 ≥1015
6895—1 树脂浸渍工艺：工序号工序内容温度／压力时间
1 工件预烘 120～130􀂍 4～10h
2 工件入罐 40～60􀂍（指工件内部温度）
3 抽真空 66.6～133.3 Pa 2h
4 输漆 40～50􀂍（指树脂温度）
5 加压 0.6 Mpa 5h
6 滴漆常温 20～40min
7 烘焙第一步 130～150􀂍 3h
第二步 160～170􀂍 16h
该绝缘工艺方法在不少同类厂家已经使用多年，是比较成熟的工艺路线，在此之前还从未出现类似这么短的时间就烧毁电机的情况。
三）电机的运行工况
技术人员深入到事故现场实地调查，了解到该电机在矿山用作卷扬机绞车的原动机，每拉一车矿石需要起停3～5 次，启动次数极为频繁，每天最多时拉矿石100 多车，短距离高负荷的往返运行使得工作状况比较恶劣。
经查阅相关技术资料，电机在启动时其起动瞬间电压为额定工作电压的2～4 倍，且启动电流也较大，由于匝间绝缘是包在导体上，在线圈的制造过程中，它所受到的机械力远高于主绝缘，在电机的启停过程中，相首线圈所受到的匝间过电压可达到正常工作电压的40 倍。通过对烧损定子线圈的拆卸解剖，发现在线圈绝缘内部直线及端部均存在大量的空隙。由于空气隙的存在使电机在运行过程中必然产生局部放电，而频繁的启动电机，瞬间的过电压加剧了局部放电，最终在很短的时间
里造成了上下两匝间绝缘的老化损坏，最终烧毁电机。而造成电机内部绝缘空气隙的原因是胶液没有完全渗入线圈内部充分填充空隙，这就和胶的粘度，云母带的透气性有很大的关系，通过对烧损线圈的解剖，确实存在较多空气隙，线圈断面图示出了空气隙状况。
网络编辑：涛声依旧

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