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交流電機的試驗方法

閱讀次數:次    發布時間:2014-8-18 12:03:43

 交流電動機是電氣設備中數量最多的設備之一,在電廠中交流電動機的事故占的比例也是居多的,作為預防性試驗雖然不能預防所有的故障,(如機械性故障),但對其絕緣和鐵芯部分卻起到十分重要的作用。
    一、測量方法
    1.測量繞組的絕緣電阻和吸收比
    要求3kV以下的電動機可用1000V絕緣電阻測試儀,3kV及以上者使用2500V絕緣電阻測試儀。小修時定子繞組可與其所連接的電源一起測量,轉子繞組可與起動設備一起測量。測量方法基本上同發電機。
    2.繞組的直流電阻測量
    繞組的直流電阻測量方法同發電機,但不計引線電阻。
    3.定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗
    定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗主要是對500kW及以上的電動機進行的,測量方法同發電機。
    4.定、轉子交流耐壓
    定、轉子交流耐壓的測量方法與發電機相似,對低壓和100kW以下不重要的電動機,可用2500V絕緣電阻測試儀代替。
    5.定子鐵芯試驗
    定子鐵芯試驗是在全換繞組或修理鐵芯后進行,測量方法也和發電機相似。這僅僅是對3kV或500kW及以上電動機才做此試驗。
    6.空轉并測空載電流和損耗
    空轉并測空載電流和損耗是僅對電動機有懷疑時才測空載電流。
    二、實例說明
    1、實例1-1 測直流電阻——繞組導線斷股
    某廠一臺高壓廠用電動機,容量為700kW,3kV,2950r/min,定子繞組為雙星形接線。該電機為兩極電機,接線如圖1-1(a)所示。
    預試中測定子繞組直流電阻不合格(要求線間電阻相互差別不應超過1%)測試數據見表1-1。

測直流電阻
圖1-1 測直流電阻
(a)定子繞組接線;(b)B1-0分支繞組串聯電路
表1-1 定子繞組直流電阻值(Ω)
RAB
RAC
RBC
△R1=RAB-RBC/RBC
△R2=RAC-RBC/RBC
0.3145
0.3142
0.3318
2.92%
2.83%

 斷開中性點測各相電阻,測試數據見表1-2。

表1-2 各相直流電阻值
RA0
RB0
RC0
△R1=RB0-RB0/RB0
△R2=RA0-RC0/RC0
0.1636
0.1725
0.1632
5.7%
0.25%

 從表1-2中可見△R1=5.7%,已超過要求的2%。斷定B相有問題。將B相并聯支路分開測試,可得RB1=0.366lΩ,  RB2=0.326Ω互差△R=12.3%,,對每個支路分段測試(由8個線圈串聯)見圖1-1(b),測得R1~R4=0.164Ω;R5~R8=0.2004Ω;R7=O.04086Ω,R8=0.08132Ω,從數據可見靠中性點的線圈比其他的大1倍,分析并繞的導線有斷股現象,經解體檢查說明判斷正確,后更換新線圈后試驗良好。
    2、實例1-2 測直流電阻——連線焊接不良
    某廠一臺廠用低壓電動機,155kW(>100kW),380V ,1480r/min單星形接線,具體的接線如圖1-2所示(中性點外引至端子板)。

電動機繞組接線圖
圖1-2 電動機繞組接線圖
(共60個槽,每相20槽,每極每相5棒)

 由預試測定子繞組直流電阻值見表1-3。

表1-3 定子繞組直流電阻(Ω)
RA0
RB0
RC0
△R1=RA0-RC0/RC0
△R2=RB0-RC0/RC0
0.0106
0.0103
0.0102
3.9%
0.98%

 從表1-3中可見△R1=3.9%,不合格。說明A相不合格,對A相的支路逐段尋找,發現有一段連線和鼻端引出線的搭接處焊接不良,所包的絕緣已呈黑色,說明有局部過熱現象,重新處理并加固后,良好。
    3、實例1-3 交流耐壓試驗——發現絕緣薄弱點
    某電廠一臺給水泵電動機,Y900-2-4型,6kV,5500kW,雙星形接線。在二次大修做預試時,絕緣電阻為2500MΩ,但在做交流耐壓時,電壓加至8kV時,(按要求為1.5UN=9kV),定子繞組泵側第3槽口上層線棒對鐵芯放電,絕緣被擊穿。經廠家局部處理后,再做耐壓;電壓加到9kV,在記時第52s(應為1min)時,定子繞組泵側第5槽口上層線棒對鐵芯又放電,絕緣被擊穿,廠家做第二次局部處理,在耐壓試驗電壓加到9kV,記時第58s時,在第3槽口的另一側上層線棒絕緣又被擊穿,廠家做第三次局部處理,終于耐壓9kV1min通過,合格。分析原因均系線棒制造不良,經過運行的振動等因素的考驗,暴露出局部缺陷,雖然經局部處理且耐壓合格,但對該電機應加強監視,例如對泄漏電流變化的分析。
    4、實例1-4 交流耐壓試驗絕緣監測
    某廠一臺電動機,型號為JSQ-1410-8,370kW,3kV。由于運行年久,絕緣老化,決定進行全換定子繞組,并采用環氧粉云母絕緣代替原來的瀝青云母絕緣,在整個線圈制作及下線過程中用交流耐壓試驗進行絕緣監測。
    (1)新線圈下線前交流耐壓值為2.75UN+4500=12750V。在試驗過程中,共擊穿一個線圈,原因是有機械卡傷。
    (2)下線打槽楔后交流耐壓值為2.5UN+2500=10000V。在試驗過程中,共擊穿一個線圈,原因是線圈出槽口處下線時受力卡傷。
    (3)并頭,連接絕緣后(分相)交流耐壓值為2.25UN+2000=8750V。試驗合格。
    (4)全部線圈連接好后,整個定子繞組交流耐壓值為2UN+1000=7000V。試驗合格。
    在每次交流耐壓前后,應測量絕緣電阻。
    使用儀器為電動機專用交流高壓試驗變壓器。
    5、實例1-5 測絕緣電阻吸收比
    某廠一臺電動機,型號為ATM500-2,500kW,3000V。由于空氣冷卻器銅管漏水,造成該電動機吸水氣而受潮,測絕緣電阻為0.5MΩ,(測量溫度為25℃),按《預規》要求額定電壓3000V及以上者投運前室溫下不應低于UNMΩ,(包括電纜)由于其電纜進電動機的進線也在空冷器的地槽內,其電纜頭也同樣受潮。開始時,按現場條件采用碘鎢燈烘烤,結果電纜絕緣上升到500MΩ,但電動機的絕緣電阻仍很低,僅為3.5MΩ,決定送至熱風干燥室進行干燥,干燥時絕緣電阻是先下降,后上升直至穩定達1000MΩ吸收比為1.5。試驗合格。
    6、實例1-6 絕緣電阻低受潮——電動機端部改造
    本例作為一種極典型的例子,說明了絕緣電阻低造成的影響。某廠的一種廠用電動機,型號為JSQ850-6,絕緣較差極易受潮,停機后絕緣電阻下降速度快,表1-4中列出了統計數。

表1-4 90臺送風電動機開機前受潮統計
年    份
受潮頻次數
受潮百分率(%)
1992
37
41
1993
35
39

 如果電動機停運時間過長或遇雷雨天氣,絕緣又會受潮,待運8h,絕緣電阻就會降到6MΩ以下。
    分析原因,除了環境條件(濕度較大,相對濕度為80%以上),電動機繞組端部結構是主要原因,為此進行了改造。用黃絕緣代替黑絕緣,過橋線加固,絕緣滴漆處理,然后進行干燥,干燥過程的絕緣電阻變化如圖1-3所示。

干燥曲線
圖1-3 干燥曲線
1一絕緣電阻變化曲線;2一溫度變化曲線

 經過改造后,此類情況已不發生,開機前的絕緣電阻達13MΩ以上。
    7、實例1-7 用空載試驗分析交流異步電動機的異常
    某電力公司一臺俄制交流異步電動機,型號為BA02、450LA-6Y2,250kW,6kV,星形接法,額定電流30.4A。
    該電動機在1999年發生跳閘事故,解體發現電動機鐵芯整體松脫,繞組端部撞擊端蓋而造成繞組接地,經修理后進行了交接試驗,除空載試驗數據外,其他正常。修理后試驗數據見表1-5。

表1-5 空載試驗數據(修理后)
電    壓(V)
電    流(A)
損    耗(W)
轉    速(r/min)
6000
20.1
6850
998
5500
17.2
6700
998
5000
15.2
5300
998
4500
13.4
4650
998
4000
11.7
4100
998
3500
10.3
3600
998

 一般,異步電動機在額定電壓下的空載電流約為額定電流的20%~50%,空載損耗功率為額定的3%~8%,同規格電動機空載電流波動幅度一般為5%~15%。而此電動機的空載電流為額定的20.1/30.4=66%,空載損耗為額定的6850/250000=2.7%,可見其空載電流大而空載損耗正常。
    為了判斷是電路(銅損)還是磁路(鐵損)問題,測定子繞組直流電阻未發現異常,測試數據見表1-6。
    故初步判定是磁路問題,但解體未見異常。經查找修理單位,是試驗人員看錯了電流表倍率所致,試驗電流應除以2才是實際值,這樣比例就變為33%,在合格范圍內。

表1-6 直流電阻測試數據(Ω)
組    別
修理出廠值
1999年1月大修值
11.8℃
75℃
15℃
75℃
C1C2
2.665
3.334
2.690
3.335
C2C3
2.635
3.332
2.691
3.336
C1C3
2.654
3.333
2.690
3.335
來源:研創高科

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