高壓電機(jī)故障分析與預(yù)防

宋彥璋 張卉 元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司

與其他常規(guī)電機(jī)有所不同，高壓電機(jī)一旦存在故障，通常需要返回修理廠開展專業(yè)的維修處理。既需要花費(fèi)高昂的費(fèi)用，又會(huì)增加維修時(shí)間，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。而如果可以對(duì)高壓電機(jī)一些常見的故障問題建立應(yīng)急預(yù)案，并在現(xiàn)場對(duì)其開展檢修處理，意義十分重大。

一、高壓電機(jī)常見故障分析

（一）啟動(dòng)故障

電機(jī)啟動(dòng)故障通常表現(xiàn)為在操作人員按下按鈕后，電機(jī)沒有任何反應(yīng)或啟動(dòng)瞬間又停止運(yùn)行。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果遇到電機(jī)事故，檢修人員要首先判斷電機(jī)的上級(jí)電源或線纜是否有問題，針對(duì)性地對(duì)上級(jí)電源、電纜進(jìn)行專項(xiàng)檢查，發(fā)題及時(shí)處理。如電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速低，這是由于上級(jí)電源電壓較低或電網(wǎng)電源不穩(wěn)定造成的，檢修人員需要停止電機(jī)運(yùn)行后再進(jìn)行檢修。

（二）電機(jī)運(yùn)行溫度異常

高壓電機(jī)在出廠時(shí)隨機(jī)攜帶的技術(shù)說明書中，對(duì)電機(jī)軸承運(yùn)行溫度都做出了明確的規(guī)定。對(duì)于某單位使用的高壓電機(jī)來說，技術(shù)說明書明確規(guī)定，高壓電機(jī)在運(yùn)行過程中軸承溫度達(dá)到90℃時(shí)就達(dá)到了報(bào)警值，溫度達(dá)到95℃時(shí)就達(dá)到了停機(jī)值。

（三）電機(jī)轉(zhuǎn)子故障

如若實(shí)際運(yùn)行期間，高壓電機(jī)過度的高頻次的啟停以及帶有較高的負(fù)荷運(yùn)行情況下，會(huì)導(dǎo)致大量的熱效應(yīng)力以及電磁力產(chǎn)生，這兩個(gè)力則會(huì)作用在電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子中，使得短路環(huán)和銅條環(huán)熔融一體，由此使得轉(zhuǎn)子內(nèi)的銅條逐漸松動(dòng)。此時(shí)電機(jī)運(yùn)行情況下會(huì)因?yàn)殡娏髯饔枚霈F(xiàn)明顯的擺動(dòng)情況，由此整機(jī)存在劇烈振動(dòng)，電磁鎖隨之進(jìn)一步增加，并存在明顯放電情況。該故障形式也是目前較為常見的高壓電機(jī)故障形式之一，一旦出現(xiàn)極有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，需引起有關(guān)人員的高度重視。

（四）軸承振動(dòng)的故障

軸承是整個(gè)電機(jī)的核心，也是電機(jī)中最易磨損，最易損壞的部件之一，軸承的狀態(tài)直接影響到電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行。磨損是最為常見的故障之一，以滾動(dòng)軸承為例，在正常運(yùn)行時(shí)，滾動(dòng)體和軌道之間的接觸方式分別為點(diǎn)接觸和線接觸，載荷方式為交變載荷。這種載荷方式容易在軌道和滾動(dòng)體上形成疲勞源，繼而形成微小的裂紋。裂紋形成后，電機(jī)的正常運(yùn)行使得軸承會(huì)不間斷地受到?jīng)_擊載荷，加劇裂紋的大小同時(shí)使電機(jī)的振動(dòng)和噪聲加劇。腐蝕性磨損是另一種常見的軸承問題，腐蝕性磨損可根據(jù)性質(zhì)分為三類，第一類為化學(xué)腐蝕；其造成原因?yàn)檫\(yùn)行環(huán)境中存在的大量的蒸氣或腐蝕性氣體，第二類為物理腐蝕，指滾動(dòng)軸承表面有較大的電流通過，或是由于施工和安裝過程中的不謹(jǐn)慎，使軌道或滾動(dòng)體上出現(xiàn)微小的凸起或坑洞，經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行后造成零件損傷。

二、高壓電機(jī)故障預(yù)防措施

（一）采用正確的故障診斷方法

當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障后，檢修人員首先應(yīng)該對(duì)電機(jī)的溫度、異常震動(dòng)及聲音進(jìn)行查看，根據(jù)這些物理特征可以粗略判斷出事故原因。檢修人員可以利用溫度檢測儀對(duì)電機(jī)內(nèi)的配件進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)燒損區(qū)域，然后根據(jù)聲音和震動(dòng)具體找出電機(jī)故障的原因，檢修人員在經(jīng)過一段時(shí)間培訓(xùn)后都會(huì)具備這些檢修經(jīng)驗(yàn)。

（二）溫度異常處理

針對(duì)高溫報(bào)警進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，機(jī)組產(chǎn)生了比較大的振動(dòng)，電機(jī)停機(jī)后對(duì)軸承溫度曲線進(jìn)行查詢后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)軸承溫度呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢，并最終達(dá)到了報(bào)警值。維修人員針對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢修后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)軸承室內(nèi)并沒有出現(xiàn)潤滑不良現(xiàn)象，電機(jī)的對(duì)中狀況也比較好。重新啟動(dòng)電機(jī)后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生了異常，停機(jī)后發(fā)現(xiàn)軸承出現(xiàn)了損壞、抱死現(xiàn)象。解體電機(jī)后，發(fā)現(xiàn)部分電機(jī)軸承位置出現(xiàn)了過熱現(xiàn)象。分析后知道，是因?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)在軸承上產(chǎn)生一個(gè)徑向力，在該作用力的作用下，會(huì)使得軸承的內(nèi)套和滾柱之間產(chǎn)生擠壓現(xiàn)象，接觸面之間的間隙會(huì)逐漸減小，從而使得軸承在運(yùn)行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重摩擦現(xiàn)象，并產(chǎn)生高溫。

（三）高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子故障的處理

就相關(guān)案例分析，高壓電機(jī)伸長端銅條非常容易出現(xiàn)斷裂等情況，同時(shí)其與短路環(huán)的焊接區(qū)域位置也比較靠攏。故而，即便銅條出現(xiàn)斷裂等情況，也不會(huì)如同橡膠件那樣存在顯著的表征，相反其非常不容易被發(fā)現(xiàn)。即便存在斷裂等情況，因?yàn)楦鱾€(gè)斷裂面彼此吻合較為密實(shí)，不對(duì)其開展細(xì)致完善的排查，往往不會(huì)發(fā)現(xiàn)該問題。故而針對(duì)這一情況，制定切實(shí)有效的辦法尤為關(guān)鍵。在處理該問題時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)把電機(jī)的轉(zhuǎn)子抽出，再用榔頭等工具對(duì)其輕輕敲打，從而可以幫助發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子潛在的斷裂情況；其次，基于銅質(zhì)材料斷裂區(qū)域采用焊接的方式，直到其高出破口面區(qū)域；最后，把絕緣漆等涂抹在焊接部位并利用熱風(fēng)機(jī)等進(jìn)行干燥處理，隨后將轉(zhuǎn)子裝回，把全部的螺絲螺栓等可靠固定即可再次恢復(fù)運(yùn)行。

（四）降低振動(dòng)故障

針對(duì)電機(jī)軸承不同的部位和復(fù)雜的運(yùn)行狀況，振動(dòng)的監(jiān)測分為測量位移，速度／加速度。現(xiàn)在已使用的大部分采用沖激脈沖法。當(dāng)電機(jī)經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，經(jīng)由上述的磨損方式會(huì)在軸承表面產(chǎn)生坑洞。這些坑洞會(huì)在軸承滾動(dòng)和接觸中產(chǎn)生應(yīng)力波，這種應(yīng)力波可以理解為沖擊脈沖，產(chǎn)生一定的瞬時(shí)加速度，可以借助這種脈沖的諧振特性，使用壓電傳感器來監(jiān)測。如果電機(jī)不支持壓電傳感器的安裝，可采用電渦流傳感器或電感式傳感器，安裝在軸承上或軸承的附近來監(jiān)測振動(dòng)的位移。

三、結(jié)語

綜上所述，高壓電機(jī)是復(fù)雜的系統(tǒng)，電機(jī)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生很多故障，故障的發(fā)生和繼續(xù)存在將不僅導(dǎo)致電機(jī)的損壞，而且可能造成生產(chǎn)線長時(shí)間停產(chǎn)及增加維修費(fèi)用。相關(guān)單位必須要提高電機(jī)的技術(shù)維修和管理水平，做好故障預(yù)測和預(yù)防工作，以提高電機(jī)設(shè)備的整體效果。