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電動(dòng)機(jī)匝間短路現(xiàn)象和診斷處理方法

電動(dòng)機(jī)同一個(gè)繞組是由很多圈（匝）線繞成的，如果絕緣不好的話，疊加在一起的線圈之間會(huì)短路，這樣一來(lái)，相當(dāng)于一部分線圈直接被短路掉不起作用了。匝間短路后，電機(jī)的繞組因?yàn)橐徊糠直欢搪返?，磁?chǎng)就和以前不同了，不對(duì)稱了，而且剩余的線圈電流比以前大了，電機(jī)運(yùn)行中會(huì)振動(dòng)增大，電流增大，出力相對(duì)減小。
發(fā)生電機(jī)匝間短路，會(huì)有以下現(xiàn)象：1）被短路的線圈中將流過(guò)很大的環(huán)流（常達(dá)正常電流的2---10倍），使線圈嚴(yán)重發(fā)熱；2）三相電流不平衡，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低；3）產(chǎn)生雜音；4）短路嚴(yán)重時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)載起動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)的故障一般可分為電氣故障和機(jī)械故障兩種，其中繞組匝間故障是電動(dòng)機(jī)本身的一種較為常見(jiàn)的電氣故障。電動(dòng)機(jī)繞組匝間故障形成的主要原因有：繞組本身的線材質(zhì)量不高、加工工藝性缺陷和各種過(guò)電壓沖擊損傷。分析了其危害，并介紹了匝間故障的診斷和處理方法，還重點(diǎn)通過(guò)對(duì)低壓散嵌繞組和高壓成型繞組匝間故障的處理實(shí)例提出了增強(qiáng)匝間絕緣的方法。
 

匝間耐壓測(cè)試儀

　　1 匝間故障的原因及危害
　　(1)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間接觸面積與繞組的匝長(zhǎng)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(qiáng)度遠(yuǎn)不如對(duì)地絕緣。此外，匝間絕緣在繞線、嵌線、拉形、復(fù)形、烘壓等工序中都可能受到損傷。
　　(2)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中繞組絕緣承受工頻電壓、瞬時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。這些電壓同時(shí)作用于對(duì)地絕緣和匝間絕緣上。
　　額定匝間工【頻電壓僅幾十伏，對(duì)匝間絕緣損傷少。損傷匝間絕緣的主要因素是各種過(guò)電壓。過(guò)電壓是一種非周期性的瞬態(tài)電壓，稱為沖擊過(guò)電壓，其峰值可高達(dá)額定電壓的數(shù)十倍，波前時(shí)間可短至0.1 us。在幅值升降的同時(shí)以一定速度進(jìn)入到電機(jī)繞組。如果在波前時(shí)間內(nèi)波前部分全部進(jìn)入線圈第1匝內(nèi)，則匝間絕緣承受到峰值電壓，如果進(jìn)入第1～2匝內(nèi)，則減為一半。一般認(rèn)為在高壓電機(jī)中，由于導(dǎo)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(jī)性。從第2只線圈開(kāi)始，分布電容衰減的作用使幅值下降。因此，匝間絕緣是電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐也證明，匝間絕緣的故障率zui高。
　　(3)匝間故障的短路匝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，在交變磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，短路匝自成回路，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就在這個(gè)電阻很小的閉合回路中產(chǎn)生很大的電流。該電流高達(dá)額定電流的若干倍，使短路匝的溫度比其他匝高，時(shí)間一長(zhǎng)，絕緣材料便老化、焦脆脫落，由匝間絕緣損壞開(kāi)始，zui終可能導(dǎo)致相間或?qū)Φ亟^緣的擊穿，zui終燒壞電動(dòng)機(jī)。所以，要延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行壽命，提高匝間絕緣的優(yōu)良機(jī)電強(qiáng)度和工藝性能很有必要。
 

匝間耐壓測(cè)試儀

　　2 匝間故障的診斷
　　可使用RZJ型匝間耐壓測(cè)試儀來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)繞組匝間故障的診斷。
　　原理：以檢測(cè)被試品的阻抗對(duì)稱平衡情況為基本原理，用沖擊波比較法，以高壓脈沖對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行等效過(guò)電壓的無(wú)損傷模擬試驗(yàn)。利用測(cè)試儀本身的顯示器觀察波形和對(duì)比分析，可直觀、迅速、正確地測(cè)定繞組匝間耐壓及各種故障。
　　繞組匝間絕緣如有缺陷，在一定的沖擊波電壓下將被擊穿，而形成匝間短路。匝間絕緣擊穿時(shí)，有時(shí)會(huì)伴有放電火花和放電聲，試驗(yàn)波形顯示放電毛刺和跳動(dòng)，波形不重合。
 

匝間耐壓測(cè)試儀

　　3 匝間故障的處理
　　(1)對(duì)低壓散嵌繞組，在繞線和嵌線過(guò)程中，要仔細(xì)檢查線材質(zhì)量，觀察漆膜絕緣層色澤是否均勻，有無(wú)劃磨傷、氣泡等。如有要用薄膜或透明膠帶包墊好。在現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)DSB－7型電動(dòng)機(jī)，額定電壓為660V/1.14kV，額定電流為82A/47.3A，接法△/Y.48槽4極，4路，每把匝數(shù)2l，匝間電壓7.85V。這臺(tái)電機(jī)在繞組浸漆前白坯用匝間耐壓測(cè)試儀做匝間試驗(yàn)，電壓在升到2kV左右時(shí)，有一相波形不重合。把這相聯(lián)線打開(kāi)，分4個(gè)極相組，電壓可降到lkV左右。每?jī)山M逐一比較，發(fā)現(xiàn)有一組線波形不重合，端部有輕微放電聲。用劃線板劃撥導(dǎo)線，改動(dòng)一下匝間排列順序或塞進(jìn)絕緣紙，波形跳動(dòng)，說(shuō)明此處是故障點(diǎn)、仔細(xì)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線有兩處漆膜脫落相碰，用薄膜包上，聯(lián)好線再做匝間試驗(yàn)，波形重合，放電聲消失，試驗(yàn)合格。有時(shí)匝線材質(zhì)量不高，在繞線、嵌線過(guò)程中操作不當(dāng)，都會(huì)在繞組匝問(wèn)試驗(yàn)中暴露出故障來(lái)。如果在槽內(nèi)和端部按上述方法找不出故障點(diǎn)或不好處理，可把有故障的線把起出槽子，更換導(dǎo)線或重新排繞一遍，再嵌進(jìn)去，避開(kāi)匝間薄弱點(diǎn)，使繞組匝間耐壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。