時間:2019-03-04 15:35:01來源:貓一貓二 電機技術日參
電動機的電氣故障包括匝間、相間和對地,相間和對地故障人為性的問題多一些,但匝間故障的原因則相對復雜,Ms.參今天就匝間故障的原因與危害與大家進行一個簡單交流。
1匝間故障簡單介紹
匝間短路在剛開始時,可能只有兩根導線因交疊處絕緣磨壞而接觸。由于短路線匝內產生環(huán)流,使線圈迅速發(fā)熱,進一步損壞鄰近導線的絕緣,使短路的匝數(shù)不斷增多、故障擴大。短路匝數(shù)足夠多時,會使熔斷器燒斷,甚至繞組燒焦冒煙。當三相繞組有一相發(fā)生匝間短路時,相當于該相繞組匝數(shù)減少,定子三相電流就不平衡。不平衡的三相電流使電動機振動,同時發(fā)出不正常的聲音。電動機平均轉短顯著下降,拖動負載時就顯得無力。
電動機長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用;嵌線時造成絕緣損壞;繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿;端部和層間絕緣材料沒熱好或整形時損壞;端部連接線絕緣損壞;過電壓或道雷擊使絕緣擊穿:轉子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞;金屬異物落入電動機內部和油污過多。相間短路的電機短路點會瞬間燒斷融化,導致電機無法工匝間短路的電機會電流不正常,稍后冒煙甚至起火,燒毀至電機無法工作。
2為何會發(fā)生匝間故障?
電動機繞組的匝間接觸面積與繞組的匝長基本相同。匝間絕緣往往是電磁線本身的絕緣或很薄的附加匝間絕緣,如薄膜或云母墊條等。匝間絕緣的介電強度遠不如對地絕緣。此外,匝間絕緣在繞線、嵌線、拉形、復形、烘壓等工序中都可能受到損傷。
電動機在運行中繞組絕緣承受工頻電壓、瞬時過電壓、操作過電壓和雷電過電壓。這些電壓同時作用于對地絕緣和匝間絕緣上。
額定匝間工頻電壓僅幾十伏,對匝間絕緣損傷少。損傷匝間絕緣的主要因素是各種過電壓。過電壓是一種非周期性的瞬態(tài)電壓,稱為沖擊過電壓,其峰值可高達額定電壓的數(shù)十倍,波前時間可短至0.1微秒。在幅值升降的同時以一定速度進入到電機繞組。如果在波前時間內波前部分全部進入線圈第1匝內,則匝間絕緣承受到峰值電壓,如果進入第1-~2匝內,則減為一半。一般認為,在高壓電機中,由于導線排列整齊,沖擊波的幅值均勻分布在繞組的第1只線圈各匝之間,匝間絕緣承受的沖擊電壓為幅值除以第1只線圈的匝數(shù)。在散嵌繞組中具有隨機性。從第2只線圈開始,分布電容衰減的作用使幅值下降。因此,匝間絕緣是電機絕緣結構中的薄弱環(huán)節(jié)。
匝間故障的短路匝在電動機內部,在交變磁場的作用下,產生感應電動勢,短路匝自成回路,感應電動勢就在這個電阻很小的閉合回路中產生很大的電流。該電流高達額定電流的若干倍,使短路匝的溫度比其他匝高,時間一長,絕緣材料便老化、焦脆脫落,由匝間絕緣損壞開始,最終可能導致相間或對地絕緣的擊穿,最終燒壞電動機。所以,要延長電動機的運行壽命,提高匝間絕緣的優(yōu)良機電強度和工藝性能很有必要。
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