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高压电机绕组绝缘故障，受绝缘材料性能，制造工艺控制，运行安装环境及电、热、化学等综合因素影响，发生的原因比较复杂，下面结合实例分析探讨。 1、电化学击穿 某厂造气车间的两台故障电机，解体检查，1台定子绕组三处绝缘击穿，1台四处绝缘击穿，均是点蚀损伤绝缘引起“爬电”，出现烧痕、裂缝、导电通道，且故障点均出现在电动机进风口端部且有向铁心方向移动趋势。对此，我们从电动机结构、运行环境、操作方式等方面分析原因，初步认定该电机系由于选型不合理，运行环境恶劣导致电化学击穿。 <运行环境恶劣引起电化学击穿是绝缘损坏的主要原因。空气中存在的酸、碱性腐蚀气体侵蚀绝缘材料表面，在空气湿度较大时，加速绝缘材料性能的恶化，有机绝缘材料在电、热、化学等因素的综合作用下，很容易引起损伤终导致击穿。 2.频繁启动 高压电机的频繁启动直接影响其使用寿命。这是因为启动时电动机要承受大电流的冲击，绕组要承受电动机和热应力的叠加作用。由于绕组绝缘材料与铜导体膨胀系数不同，在启动时绝缘材料与导体之间形成很大的煎切应力，导体与绝缘材料之间的固定将被破坏，绝缘将分层或撕裂以至发生绝缘击穿。 鼠笼式异步电动机在频繁启动时，还容易造成鼠笼断条，尤其是负载启动电动机，故障概率更高。 3.嵌线缺陷 嵌线时绑扎端部造成端部绝缘压陷损伤，是引起高压电动机绕组损伤的另一个重要因素。凡被端环接触到的部位，表面绝缘都不同程度地挤压出凹陷的沟痕，至使一部分软化的绝缘材料被挤压到绑扎接触面的边缘，整体固化后，此部分绝缘显著减薄，绝缘强度降低。 4.端部手包绝缘不良 端部手包绝缘不良造成端部相间或相对地短路的实例非常多。手包绝缘包层不紧，内部有间隙，在环境湿度高时，绕组的绝缘性能明显下降直至绝缘材料表面结露，此时绝缘表面易于引起沿面放电。其放电机理是在绝缘表面首先生成水膜，在电场的作用下，水膜被电离并使离子沿表面移动、汇集，造成电场的不均匀分布，同时降低了表面的放电电压。这种沿表面放电实际上是一种气体介放电现象，其电压比单一气体或固体中存在的击穿电压低得多，有时延面“爬电”距离可达数十厘米。沿面放电可能导致高电位之间贯穿性的击穿闪络，即相间短路事故。 定义：采用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。 结构：定子——单相绕组，转子——笼型转子。 原理：当单相定子绕组中通入单相交流电，在定子内会产生一个大小间按正弦规律变化而空间位置不动的脉动磁场。分析表明，此交变脉动磁场可分解成两个转向相反的旋转磁场，因而在电动机静止时正反两个转矩相等，即 ，起动转矩为零，不能自行起动。 适用对象：广泛应用于电动工具、家用电器、医用机械和自动化控制系统中。 分类：电容分相式和罩极式两种。 电容分相式结构示意图 其中转子为笼型转子，定子上放置有工作绕组A和起动绕组B，这两个绕组在空间位置上相差90°。起动绕组串接电容器C后与工作绕组并联接入电源。在同一单相电源作用下，选择适当的电容器容，使工作绕组和起动绕组的电流在相位上近于相差90°，这是分相。 电容分相式异步电动机 1．电容分相式单相异步电动机 引出：为使单相异步电动机能自行起动，必须使转子在起动时能产生一定的起动转矩。 两相电流 两相磁场 电容分相式单相异步电动机 原理：采用分相法产生起动转矩。 结论：(1)具有90°相位差的两个电流通过空间位置相差90°的两相绕组时，产生的合成磁场为旋转磁场。笼型转子在旋转磁场的作用下产生电磁转矩而旋转。 (2)在接近额定转速时，切断起动绕组；或者运行时不断开起动绕组以提高功率因数和增大转矩。 (3)改变电容C的串联位置，可使单相异步电动机反转。 2．罩极式单相异步电动机 结构：如下左图所示，单相绕组绕在磁极上，在磁极的约1/3部分套一短路铜环。 罩极式单相异步电动机的结构图 罩极式异步电动机的移动磁场 特点：结构简单，工作可靠，但起动转矩较小。 适应对象：常用于起动转矩要求不高的设备中，如风扇、吹风机等。 例题.下图是一种家用电扇的调速电路，试说明其工作原理。 该电扇采用电容分相式异步电动机拖动，电路中串入具有抽头的电抗器，当转速开关S处于不同位置时，电抗器的电压降不同，使电动机端电压改变而实现有级调速 思考题.三相异步电动机在电源断掉一根线后为什么不能起动？在运行中断掉一根线为什么还能继续转动？长时间运行是否可以？ 三相异步电动机在电源断掉一根线时，成为单相电动机运行。在起动时断了一线，因起动转矩为零而不能起动，只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，将电动机烧坏。 如果在运行中断了一线，则电动机仍将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流。时间一长，也会使电动机烧坏。 |