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電動機匝間短路現象和診斷處理方法

電動機同一個繞組是由很多圈（匝）線繞成的，如果絕緣不好的話，疊加在一起的線圈之間會短路，這樣一來，相當于一部分線圈直接被短路掉不起作用了。匝間短路后，電機的繞組因為一部分被短路掉，磁場就和以前不同了，不對稱了，而且剩余的線圈電流比以前大了，電機運行中會振動增大，電流增大，出力相對減小。
發生電機匝間短路，會有以下現象：1）被短路的線圈中將流過很大的環流（常達正常電流的2---10倍），使線圈嚴重發熱；2）三相電流不平衡，電動機轉矩降低；3）產生雜音；4）短路嚴重時，電動機不能帶負載起動。
電動機的故障一般可分為電氣故障和機械故障兩種，其中繞組匝間故障是電動機本身的一種較為常見的電氣故障。電動機繞組匝間故障形成的主要原因有：繞組本身的線材質量不高、加工工藝性缺陷和各種過電壓沖擊損傷。分析了其危害，并介紹了匝間故障的診斷和處理方法，還重點通過對低壓散嵌繞組和高壓成型繞組匝間故障的處理實例提出了增強匝間絕緣的方法。
 

匝間耐壓測試儀

　　1 匝間故障的原因及危害
　　(1)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。
　　(2)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電壓，稱為沖擊過電壓，其峰值可高達額定電壓的數十倍，波前時間可短至0.1 us。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。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節。現場運行實踐也證明，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，zui終可能導致相間或對地絕緣的擊穿，zui終燒壞電動機。所以，要延長電動機的運行壽命，提高匝間絕緣的優良機電強度和工藝性能很有必要。
 

匝間耐壓測試儀

　　2 匝間故障的診斷
　　可使用RZJ型匝間耐壓測試儀來進行電動機繞組匝間故障的診斷。
　　原理：以檢測被試品的阻抗對稱平衡情況為基本原理，用沖擊波比較法，以高壓脈沖對電動機進行等效過電壓的無損傷模擬試驗。利用測試儀本身的顯示器觀察波形和對比分析，可直觀、迅速、正確地測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，有時會伴有放電火花和放電聲，試驗波形顯示放電毛刺和跳動，波形不重合。
 

匝間耐壓測試儀

　　3 匝間故障的處理
　　(1)對低壓散嵌繞組，在繞線和嵌線過程中，要仔細檢查線材質量，觀察漆膜絕緣層色澤是否均勻，有無劃磨傷、氣泡等。如有要用薄膜或透明膠帶包墊好。在現場，一臺DSB－7型電動機，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2l，匝間電壓7.85V。這臺電機在繞組浸漆前白坯用匝間耐壓測試儀做匝間試驗，電壓在升到2kV左右時，有一相波形不重合。把這相聯線打開，分4個極相組，電壓可降到lkV左右。每兩組逐一比較，發現有一組線波形不重合，端部有輕微放電聲。用劃線板劃撥導線，改動一下匝間排列順序或塞進絕緣紙，波形跳動，說明此處是故障點、仔細檢查時發現導線有兩處漆膜脫落相碰，用薄膜包上，聯好線再做匝間試驗，波形重合，放電聲消失，試驗合格。有時匝線材質量不高，在繞線、嵌線過程中操作不當，都會在繞組匝問試驗中暴露出故障來。如果在槽內和端部按上述方法找不出故障點或不好處理，可把有故障的線把起出槽子，更換導線或重新排繞一遍，再嵌進去，避開匝間薄弱點，使繞組匝間耐壓達到標準要求。