高壓電動(dòng)機(jī)的故障及處理方法*

張寶俊，代續(xù)續(xù)，韋 琦

(蘭州石化公司設(shè)備維修公司，甘肅蘭州 730060)

高壓電動(dòng)機(jī)的故障及處理方法*

張寶俊，代續(xù)續(xù)，韋 琦

(蘭州石化公司設(shè)備維修公司，甘肅蘭州 730060)

分析高壓電動(dòng)機(jī)的典型故障現(xiàn)象，給出正確使用和維護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)的措施及建議，有效避免故障的發(fā)生，保證了裝置正常生產(chǎn)運(yùn)行，為同行業(yè)提供參考。

高壓電動(dòng)機(jī);故障分析;檢修

1 引言

石油煉化企業(yè)的各生產(chǎn)裝置都是長周期連續(xù)運(yùn)行，而高壓電動(dòng)機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)將直接影響到裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。對高壓電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的判斷，直接影響著高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行周期壽命。高壓電動(dòng)機(jī)的每一部分的故障都會(huì)對高壓電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行帶來不同程度的威脅，有些故障直接導(dǎo)致高壓電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。所以，對高壓電動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行正確的分析對維護(hù)、檢修顯得至關(guān)重要。

2 高壓電動(dòng)機(jī)機(jī)械故障［1］

2.1 掃膛故障

當(dāng)軸承內(nèi)圈與軸頸或外圈與端蓋間隙大于0.1 mm時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子就可能相擦(掃膛)。掃膛較輕時(shí)，高壓電動(dòng)機(jī)尚能起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，但溫升高，時(shí)間長了易燒壞繞組，較重時(shí)就不能起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。拆開有掃膛故障的高壓電動(dòng)機(jī)能看到呈紫蘭色的擦傷面。發(fā)生軸承跑套現(xiàn)象是導(dǎo)致高壓電動(dòng)機(jī)掃膛的主要原因。跑套的產(chǎn)生原因和處理措施如下。

(1)拆裝頻繁且不合理，正常的軸承內(nèi)套與軸頸是緊配合的。軸承內(nèi)套與轉(zhuǎn)子軸頸軸的配合面產(chǎn)生間隙，軸承內(nèi)套與軸頸發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)(俗稱“跑內(nèi)套”)。發(fā)生輕微的跑內(nèi)套現(xiàn)象后，軸承內(nèi)圈面和軸頸配合面摩擦的特別光亮，沿運(yùn)動(dòng)方向會(huì)有不同程度磨痕，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生掃膛。軸頸磨損不大時(shí)，可在軸頸上鍍一層鉻，再磨削至需要尺寸;磨損較多時(shí)，可在軸頸上進(jìn)行堆焊，再到車床上切削到所需尺寸。

(2)軸承外套與端蓋是加工成零配合或稍有松度，導(dǎo)致軸承外套與端蓋內(nèi)圈配合面產(chǎn)生間隙，軸承外套與端蓋內(nèi)圈發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，(俗稱“跑外套”)。同樣，發(fā)生輕微的跑外套現(xiàn)象后，軸承外圈面和端蓋內(nèi)圈配合面摩擦的特別光亮，沿運(yùn)動(dòng)方向會(huì)有不同程度磨痕。嚴(yán)重時(shí)同樣發(fā)生掃膛。端蓋內(nèi)圈輕微的跑套可以使用電鍍等方式進(jìn)行修整，嚴(yán)重的跑套必須進(jìn)行嵌套處理。

例如:某常減壓裝置原料泵高壓電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中該電動(dòng)機(jī)軸伸端冒煙并發(fā)出嘶鳴聲，立即進(jìn)行停車。在解體中發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)套與軸頸發(fā)生摩擦，引起軸承散架，轉(zhuǎn)軸下沉與內(nèi)外小蓋內(nèi)圈嚴(yán)重磨損，發(fā)生掃膛。由于停車及時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子未發(fā)生摩擦，沒有造成太大損傷。處理時(shí)，軸頸上進(jìn)行堆焊，車床切削到所需尺寸，內(nèi)外小蓋內(nèi)圈進(jìn)行嵌套處理，更換軸承。

2.2 軸承故障

(1)軸承與軸頸或端蓋裝配不當(dāng)，如加熱溫度不夠，軸承安裝沒有到位時(shí)，不均勻敲擊軸承內(nèi)圈使軸受到磨損，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小，出現(xiàn)跑內(nèi)圈現(xiàn)象，裝電機(jī)端蓋時(shí)不均勻敲擊導(dǎo)致端蓋，軸承室與軸承外圈配合過松出現(xiàn)跑外圈現(xiàn)象。還有不同油脂混用造成軸承損壞?；匮b軸承時(shí)一般要對軸承加熱至100～120℃。如采用軸承加熱器在裝配軸承不到位時(shí)，利用內(nèi)徑稍大于電機(jī)軸直徑的鋼管敲擊軸承內(nèi)圈使其均勻受力來保證軸承的裝配質(zhì)量。為避免軸承本身存在質(zhì)量問題，安裝前必須對其進(jìn)行仔細(xì)檢查。

(2)軸承腔未清洗干凈或油質(zhì)不好含有雜質(zhì)，軸承補(bǔ)充加油不及時(shí)造成軸承缺油。裝配前應(yīng)認(rèn)真清洗軸承內(nèi)膛，更換清潔潤滑脂。加油不易過多，一般約為軸承盒內(nèi)圈容積的1/2～1/3即可，否則會(huì)引起軸承過熱。發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)缺油時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充潤滑脂，不易太多。

(3)軸承間隙過大或過小，軸承重新更換加工，電機(jī)嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)，引起軸承滾珠油隙過小或不均勻?qū)е螺S承運(yùn)行時(shí)摩擦力增加。電動(dòng)機(jī)需重新嵌套加工，更換新的軸承。

2.3 軸故障

(1)石油煉化企業(yè)里的高壓電動(dòng)機(jī)一般都是出于長周期運(yùn)行。長時(shí)間運(yùn)行，軸上的某一部位發(fā)生金屬容易疲勞或局部溫度長期過高等原因，導(dǎo)致軸的柔韌度降低發(fā)生彎曲。若軸彎曲的程度≤0.2 mm，可以采用打磨的辦法進(jìn)行修整;軸彎曲超過0.2 mm，可將軸放于壓力機(jī)下，在拍彎曲處加壓矯正，矯正后的軸表面用車床切削磨光;軸彎曲過大，這個(gè)部位已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重的金屬變性，直接影響整個(gè)軸的金屬特性，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這種故障發(fā)生后，不得進(jìn)行任何修復(fù)處理，必須另換新軸。

(2)高壓電動(dòng)機(jī)長周期運(yùn)行中，軸表面會(huì)出現(xiàn)裂紋。軸制作材料內(nèi)部含有雜質(zhì)，不純，在高溫運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，軸表面含有雜質(zhì)的部位因金屬特性不同，慢慢形成裂紋。軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10%～15%，縱向裂紋不超過軸長的10%時(shí)，可以先進(jìn)行堆焊法補(bǔ)救，再進(jìn)行精車修整，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

(3)高壓電動(dòng)機(jī)的軸斷裂基本發(fā)生在運(yùn)行過程中。軸斷裂有以下幾種原因:軸內(nèi)部的雜質(zhì)較多，就會(huì)導(dǎo)致軸的某一段金屬特性脆弱，在外力的作用下，容易發(fā)生斷裂;軸承與軸發(fā)生抱軸現(xiàn)象，也容易發(fā)生軸斷裂;高壓電動(dòng)機(jī)相連的負(fù)載在運(yùn)行中突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使軸的承受力突然增大，將軸擰斷。高壓電動(dòng)機(jī)的軸斷裂是致命故障，基本無法修復(fù)，需更換新軸。嚴(yán)重時(shí)將定子線圈崩燒，斷軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中損壞定子硅鋼片，將整臺(tái)高壓電動(dòng)機(jī)報(bào)廢。

3 高壓電動(dòng)機(jī)電氣故障［2］

3.1 電動(dòng)機(jī)絕緣電阻低

高壓電動(dòng)機(jī)在停機(jī)一段時(shí)間后，開機(jī)前必須檢查絕緣強(qiáng)度，否則在通電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生絕緣擊穿，這時(shí)一般先使用搖表(亦稱兆歐表)檢查，F(xiàn)級(jí)絕緣等級(jí)的6 000 V以上電壓等級(jí)的使用2 500 V搖表，絕緣好的電動(dòng)機(jī)絕緣值一般都在幾百兆歐以上，6 kV電動(dòng)機(jī)的絕緣強(qiáng)度在冷態(tài)下可按1 MΩ/1 kV來控制，如果發(fā)現(xiàn)低于這個(gè)數(shù)值，不得進(jìn)行送電開車，檢查高壓電動(dòng)機(jī)絕緣電阻低的原因。

(1)高壓電動(dòng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，未做好防雨措施或水淹等造成高壓電動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)水或受潮等故障。先將高壓電動(dòng)機(jī)的接線盒整體拆除，放入烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理。烘烤一段時(shí)間后，高壓電動(dòng)機(jī)絕緣電阻還是低的話，就要解體高壓電動(dòng)機(jī)，只將定子繞組放入烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理后就可以。

例如:某重催裝置通風(fēng)高壓電動(dòng)機(jī)在停車檢修時(shí)，用搖表檢查絕緣時(shí)，絕緣值為55 MΩ，檢修完再次查絕緣時(shí)，絕緣值下降為5 MΩ。經(jīng)分析，檢修前下過雨，電動(dòng)機(jī)剛停下時(shí)，還處于熱態(tài)，絕緣值高。經(jīng)過檢修電動(dòng)機(jī)時(shí)，環(huán)境濕度大，電動(dòng)機(jī)受濕，絕緣值降低。進(jìn)過烘箱烘烤，電動(dòng)機(jī)絕緣值上升到110 MΩ。開車正常。

(2)長時(shí)間停運(yùn)的高壓電動(dòng)機(jī)繞組上有雜物，粉塵積灰影響，解體高壓電動(dòng)機(jī)處理內(nèi)部雜物。高壓電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組老化，需檢查并恢復(fù)引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板，及時(shí)檢查繞組老化情況，及時(shí)更換繞組。

3.2 高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不運(yùn)轉(zhuǎn)

電源的接通問題，造成單相運(yùn)轉(zhuǎn)。需檢查電源線，主要檢查電高壓動(dòng)機(jī)的接線與高壓熔斷器是否有線路損壞現(xiàn)象。高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)載量超載，將高壓電動(dòng)機(jī)卸載后空載或半載起動(dòng)。高壓電動(dòng)機(jī)被拖動(dòng)機(jī)械卡住，可能是由于被拖動(dòng)器械的故障，卸載被拖動(dòng)器械，從被拖動(dòng)器械上找故障。

3.3 高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后發(fā)熱超過溫升標(biāo)準(zhǔn)或冒煙

電源電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，高壓電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下升溫過快。應(yīng)檢查高壓電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)電壓。高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境的影響，如濕度高等原因。應(yīng)檢查風(fēng)扇運(yùn)行情況，加強(qiáng)對環(huán)境的檢查，保證環(huán)境的適宜。高壓電動(dòng)機(jī)過載或單相運(yùn)行。應(yīng)檢查高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.4 高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)聲音不正常

高壓電動(dòng)機(jī)電纜與接頭連接錯(cuò)誤，造成電流不穩(wěn)引起噪音，需打開進(jìn)行全面檢查。高壓電動(dòng)機(jī)內(nèi)部軸承年久失修，或內(nèi)部有雜物，應(yīng)處理軸承雜物，更換軸承室內(nèi)的潤滑油。高壓電動(dòng)機(jī)負(fù)載不穩(wěn)定，造成定子電流不正常，出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低周期性變化，還出現(xiàn)忽大忽小的噪聲和振動(dòng)。負(fù)載越重時(shí)，這種現(xiàn)象越顯著。

3.5 高壓電動(dòng)機(jī)定子繞組缺相運(yùn)行

三相電源中只要有一相斷路就會(huì)造成高壓電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。缺相運(yùn)行可能由于線路高壓熔斷器熔體熔斷，開關(guān)觸點(diǎn)或?qū)Ь€接頭接觸不良等原因造成。高壓電動(dòng)機(jī)缺一相電源后，如在停止?fàn)顟B(tài)，由于合成轉(zhuǎn)矩為零而堵轉(zhuǎn)(無法起動(dòng))。高壓電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流比正常工作的電流大得多。因此，在此情況下接通電源時(shí)間過長或多次頻繁地接通電源起動(dòng)將導(dǎo)致高壓電動(dòng)機(jī)燒毀。運(yùn)行中的高壓電動(dòng)機(jī)缺一相時(shí)，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小，仍可維持運(yùn)轉(zhuǎn)，僅轉(zhuǎn)速略有下降，并發(fā)出異常響聲;負(fù)載重時(shí)，運(yùn)行時(shí)間過長，將會(huì)使高壓電動(dòng)機(jī)繞組燒毀。

4 結(jié)語

高壓電動(dòng)機(jī)作為石油煉化企業(yè)中的重要設(shè)備組成部分，在裝置生產(chǎn)中起著很關(guān)鍵的作用。加強(qiáng)高壓電動(dòng)機(jī)的日常維修和保養(yǎng)工作，對減少和避免電機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生故障是相當(dāng)重要的，其中最重要的環(huán)節(jié)是加強(qiáng)巡回檢查和及時(shí)排除任何不正?，F(xiàn)象的引發(fā)根源，出現(xiàn)故障后認(rèn)真進(jìn)行故障分析，加強(qiáng)文明檢修，從檢修中查出故障原因，則是減少事故次數(shù)、降低檢修工作量、提高電機(jī)運(yùn)行效率必不可少的技術(shù)工作。保障裝置的長期、穩(wěn)定生產(chǎn)，才能夠經(jīng)濟(jì)、安全地為企業(yè)創(chuàng)造更多的財(cái)富。

［1］ 張廣溢.電機(jī)學(xué)［M］.第二版.重慶:重慶大學(xué)出版社，2005.

［2］ 劉保錄，裴建勛.異步電動(dòng)機(jī)的常見故障及處理方法［J］.淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(2): 5.

Solutions for High－Voltage Motor Trouble

ZHANG Bao－jun，DAI Xu－xu，WEIQi
(Lanzhou Petrochemical Corporation，Equipment Repair Company，Lanzhou Gansu 730060，China)

Tipical fault is analysed for high voltage motor.The correct use and maintenance is put forward to avoid the occurrence of the fault，the aims is to ensure producing normally and provide some references for same industry.

high－voltage motor;failure analysis;overhaul

TM32

B

1007－4414(2013)05－0151－02

2013－07－12

張寶俊(1984－)，男，甘肅榆中人，主要從事電氣工程及自動(dòng)化方面的工作。