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防爆電機繞組故障的檢修

一、繞組斷路故障的檢修

繞組斷路的主要原因有：

(1)由于接線頭焊接不良，在使用中因過熱而松脫；

(2)繞組受到碰撞或其他的機械應力而拉斷；

(3)由于繞組匝間短路未及時發(fā)現(xiàn)，在長期運行中導線過熱而熔斷；

(4)相間短路也可能產生電弧使導線燒斷。

當運行中的電動機繞組有一相斷路時，就形成電動機的內部缺相，對于Y形接法的電動機來說，內部缺相與電源缺相造成的后果完全一樣，即Y形接法電動機繞組一相斷開運行時，當負載不變，通電的兩相繞組中流過的電流將增加為正常三相狀態(tài)時的1.9倍。當△形接法的電動機組一相斷路時，其內部就形成了一個開口三角形，斷路的相繞組沒有電流，其他兩電流都比正常值大，當負載不變時通電的兩相繞組中相電流都將達正常三相狀態(tài)時的1.66倍。與斷開繞組連的兩個線電流小于正常三相狀態(tài)時的線電流，但另一個線電流將達正常三相狀態(tài)時的1.66倍。如果長期滿載運行，則通電的兩相繞組就會因過熱而燒壞。

繞組斷路故障多發(fā)生在繞組的端部、各極繞組之間的連線或電動機引出線端等部位。因此繞組發(fā)生斷路故障時，應首先檢查這些部位，如未發(fā)現(xiàn)，則說明斷路故障發(fā)生在定子槽內或繞組內部。此時可用萬用低阻擋或兆歐表測定各相繞組的電阻，很快就能確定斷路相。接著便可進一步找出斷路點。

斷路故障的修理方法如下，如果是極組間連線或引出線頭脫焊或扭斷所致，則找出后重新焊接包好絕緣即可。如果只有少數(shù)幾根導線在端接部分燒斷，且線圈絕緣尚好，可將銅屑清除干凈，把斷線仔細清理焊好，包上絕緣。如果斷線在槽內，則需將繞組加熱軟化，翻起斷路線圈邊，重新嵌入一根與原導線同規(guī)格的新導線，把接頭放在端部斜邊位置。然后封好槽口，涂上絕緣漆并烘干即可。

二、繞組短路故障的檢修

電動機繞組受潮，線圈絕緣損傷(遭受過電壓擊穿，過載或單相運行燒壞絕緣等)，都會引起繞組短路。

繞組短路的情況有兩種：一是相間短路，二是同相繞組的局部短路(包括極相組之間短路，一個極相組線圈間短路，線圈中匝間短路)。

1.相間短路

電動機相間絕緣由于過熱或機械碰傷而損壞時，就可能發(fā)生相間短路。

判定相間是否短路，通常是用兆歐表或萬用表的R×10K擋測量任何兩相繞組之間的絕緣電阻，若絕緣電阻為零，就說明該兩相短路。

嚴重的相間短路，能將短路點附近的導線熔斷，這時需重嵌繞組。對于輕微的相間短路，只需在短路處涂上絕緣漆，墊好相間絕緣即可。

2.同相繞組的局部短路

如果相互靠著的兩匝或線圈因絕緣層破損，導線直接接觸，稱為匝間短路。匝間短路后，短路的一匝或幾匝間線圈自身組成閉合回路(沒有外加電壓)，感應電動勢就會在這個電阻很小的閉合回路中產生很大的環(huán)流，使繞組很快發(fā)熱、冒煙并發(fā)出焦臭味。短路的線匝較多時，甚至使保險絲熔斷。此時由于電動機所受的電磁轉矩不平衡而產生振動，并發(fā)出不正常的響聲。將此種電動機解體檢查時，可以發(fā)現(xiàn)一個或幾個線圈絕緣燒壞，流漆、變色，嚴重時影響到鄰近線圈被燒壞，導致更嚴重的短路，使電動機燒損。

1)局部短路的檢查方法

(1)儀表檢查法

將電動機空載運行，用電流表(或鉗形電流表)測量三相空載電流，如三相電流相差較大，則說明電流較大的一相可能有局部短路故障。

也可將電動機電源斷開，用電橋測量三相繞組的電阻，電阻較低的即是有局部短路的相繞組。

上述方法雖較簡便，但不能確定短路部位，而且當短路的匝數(shù)較少時，不易準確判斷該相繞組是否有短路現(xiàn)象存在。

(2)探溫檢查法

對于小型電動機，將其空轉幾分鐘后停車，迅速打開端蓋，取出轉子，用手探摸繞組端部，如果有一個或一組線圈的端部比其他的更燙手，則示這一線應有局部短路。如果在空轉過程中有焦臭味或冒煙現(xiàn)象，應立即切斷電源。

(3)短路偵察器檢查法

為了不使局部短路的線圈受到大電流燒傷，最好采用短路偵察器來檢查。短路偵察器是一個開口變壓器，在“H”形鐵芯上繞有多匝激磁線圈。使用時，將偵察器放在定子鐵芯中所要檢查的線圈邊的槽口上，如圖1所示。接通偵察器的交流電源后，偵察器與定子鐵芯構成一個閉合磁路，相當于一個變壓器，偵察器的線圈相當于變壓器的一次側繞，電動機定子槽內的線圈則相當于變壓器的二次側繞組。若定子線圈無短路故障，則相當于變壓器空載運行，偵察器線圈電流較小，若槽內定子線圈有短路故障，則相當于變壓器短路，此時偵察器線圈電流增大。因此根據偵察器線圈電流的大小，就可以確定定子線圈是否短路。如不用電流表，可用一塊0.5mm厚的小鋼片或舊鋸條，放在被測試線圈的另一邊所在槽口上(見圖1)，如被檢查的線圈短路，便有感應電流流過，小鋼片被槽口的磁性吸引而產生振動，并發(fā)出吱吱聲。

將偵察器沿定子內圓逐槽移動，便可找出匝間短路的線圈。使用偵察器時應注意以下幾點：

①電動機引出線端是△形接法的要先拆開：

②繞組是多路并聯(lián)的要先拆開；

③在雙層繞組中，一個槽嵌有不同線圈的兩個邊，確定究竟是那一個線圈短路時，分別將偵察器放在左邊相隔一個線節(jié)距的槽口上和右邊相隔一個節(jié)距的槽口上都試一下，才可明短路的線圈；

④必須先將偵察器放在定子鐵芯上，使磁路閉合，然后接通電源，以免磁路不閉合時電流過大而燒壞偵察器線圈。

2)局部短路的修理方法

局部短路的位置找出后，如絕緣損壞較輕微，可以進行局部修理，具體方法如下，

(1)極相組間短路的修理

極相組間短路，往往是由于連接線的絕緣套管沒有套到線圈的接近直線處，或絕緣套管被壓破所引起，同心式線圈發(fā)生這種情況較多。有極相組間短路時，可將繞組加熱軟化，用理線板撬開引線處，將絕緣導管重新套好，或用絕緣材料包好即可消除故障。

(2)線圈間短路的修理

線圈間短路往往是因為該線與其他線圈的過橋線處理不當，或疊繞組線圓嵌線方法不當，或整形時用力猛擊繞組所引起。如果短路點在繞組端部或橫口處，可將繞組加熱后襯以絕緣物修復。

(3)匝間短路的修理

匝間短路往往是由于導線絕緣破損引起，例如嵌線時不慎擦破導線絕緣，或在接線時焊接溫度過高，使導線絕緣受損造成匝間短路。如果短路點在槽外，導線絕緣損傷不嚴重，則可以加熱使絕緣軟化后，用理線板輕輕插入短路線間并加襯絕緣材料，趁熱涂上絕緣漆。

對于雙層繞組，如短路線圈在槽內上層，絕緣的損壞較輕微，可采用上述接地繞組的方法更換上層槽絕緣，修補好絕緣破損的導線，嵌入線圈后進行緣處理。如匝間短較嚴重，短路線圈邊是雙層繞組的下層，一般全部重嵌繞組。

三、繞組接地故障的檢查

防爆電機繞組接地是指繞組絕緣損傷后,繞組導體任何一點(或多點)與鐵芯或機殼接通，俗稱“碰殼”。

造成繞組接地的原因很多，主要有

(1)嵌線時槽底絕緣被槽底毛刺刮破；

(2)嵌線、整形時槽絕緣端部有裂口，或槽絕緣未墊好；

(3)繞線模過大，造成嵌線后的線圈端部伸出鐵芯兩端過長,與端蓋內壁相碰；

(4)電動機長期過熱,引起絕緣老化脆裂；

(5)絕緣受潮，失效，使線圈導線與鐵芯間漏電等。

檢查繞組是否接地，可用搖表、萬用表或檢驗燈。

如用搖表檢查，低壓電機可用500V搖表測量對地絕緣電阻，當轉動搖表時，若指針指到零值，表示繞組已接地。有時指針搖擺不定，則說明絕緣已被擊穿，只不過尚未穩(wěn)定接地而已。

用萬用表檢查接地故障時，應將旋鈕旋到R×10K擋進行測量，同時注意人的手不要觸及測量針。

用220V檢驗燈串接檢查接地故障時，應將電動機放在木工作臺上，同時注意安全，以防觸電。如圖2所示，逐相檢查，檢驗燈發(fā)亮的一相即為接地相。

圖2 用檢驗燈檢查繞組接地

接地相找出后，可用萬用表分別檢查接地相各極相組，以便找出故障點進行修理。但此法比較費工時。若有條件可用高壓試驗變壓器檢查故障點更為簡便。將高壓試驗變壓器次級線圈一端接機殼，另一端接繞組，將電壓升高到電動機額定電壓的1.3倍，仔細觀察，產生冒煙或有火花之處，便是接地點。

排查接地故障，視繞組絕緣損傷情況而定。除絕緣老化以外，一般都可以局部修補。如果是引出線絕獴損壞小重新包好即可。若是端部或槽口處線圈絕緣損傷，對將繞組加熱軟化，設法墊入或包上絕緣物。若槽中絕緣物損壞，則必須在繞組加熱軟化后，抽出槽楔，仔細拆出線圈，加襯絕緣，然后用上述方法復試，繞組絕緣恢復后，趁熱打入槽楔，并在修補處刷上絕緣漆烘干。

對于繞組絕緣老化或損壞嚴重的電動機，一般要全部拆除繞組重新嵌線。

四、繞組接錯的檢查

由于對繞組的連接規(guī)律不熟悉，或工作上的疏忽，容易將繞組接錯。繞組接錯后，防爆電機起動情況不好，由于繞組中流過的電流方向變反，使電動機的磁動勢和電抗不平衡，因而引起電動機振動，噪音大，三相電流增大且不平衡，電動機過熱，轉速降低，甚至停轉，燒斷熔絲等。

繞組接錯有兩種情況，一是電動機內部個別線圈或極相接反；二是電動機外部接線接反（即繞組首末端接反）。

1.線圈或極相組接反時的檢查方法

（1）滾珠檢查法

在定子鐵芯內腔放一個滾珠（即軸承內的滾珠)，定子繞組接上10～15%的額定電壓，如果繞組接線正確，滾珠就會沿若定子鐵芯內圓滾轉，如果有線圈或極相組接反，滾珠就不會滾轉。

（2）指南針檢查法

用指南針檢查繞組極性的方法如圖3所示。將一相繞組接上低壓直流電源(6V左右)，用指南針沿鐵芯內圓移動，如果指南針經過每一極相組位置時，方向是交替變化的，表示繞組接線正確；如果在相鄰的極相組指南針的指向相同，表示其中一極相組控錯或做反。如果指南針經過某一極相組時指針搖擺不定，表示這一極相組中可能有接錯或嵌反的線圈。因為接反的線圈產生一個與同極相組中其他線圈相反的磁場，使整個極相組的磁性減弱，所以指南針的指針搖擺不定。

圖 3 用指南針檢查繞組極性

其他兩相繞組按同樣方法檢查。發(fā)現(xiàn)線圈或極相組接反時，應將引線頭互換，再按照上述方法復查。

2. 繞組首、末端接反的檢查方法

檢查繞組首、末端的方法很多，下面僅介紹兩種；

1)電壓表（或燈泡)檢查法

(1)首先用萬用找出每相繞組的兩個頭，分別標上(D1、D4)；(D2、D6)；(D3、D6)；并假定D1、D2、D3，分別為各相繞組的首端，D4、D5、D6。分別為各相繞組的末端。

(2)如圖4所示，將D5，D6兩個末端連接起來，以D3-D6，相繞組作標準，在D1-D4，間加上較低的單相交流電壓(例如36伏)。

(3)用電壓表測量D2、D3間的電壓，如果U23≈0，則D1-D4相繞組的首、末端是正確的，如果U23≠0，則D2—D5相繞組的首、末端標錯了，應該互換。

(4)再按圖5接線，在D2-D5間加上36V單相交流電壓，用電壓表測量D1、D3間的電壓，如果U13≈0，則D1-D4相繞組的首、末端正確，如果U13≠0，則D1-D4相繞組的首、末端接錯了，應該互換。

圖4 用電壓表（或燈泡）檢查繞組首末端

圖5 用電壓表（或燈泡）檢查繞組首末端

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