摘 要： 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備對電機(jī)的安全性能提出越來越高的要求，因此電機(jī)的設(shè)備故障診斷技術(shù)受到越來越多人的關(guān)注。本文從電機(jī)絕緣、溫度檢測、電機(jī)振動等幾個(gè)方面對電機(jī)故障進(jìn)行了分類研究。
　　關(guān)鍵詞： 電機(jī)故障 電機(jī)絕緣 溫度檢測 電機(jī)振動
　　
　　電機(jī)作為一種復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，具有復(fù)雜的電磁、機(jī)械特性，其故障也表現(xiàn)為多樣性、復(fù)雜性，征兆多種多樣，既有機(jī)械故障的一般特性，又有電氣部件、磁場等故障特性。大量故障結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，電機(jī)故障按其原因分:軸承類占38.5%，繞組類占39%，兩者之和占77.5%。因此，為使電機(jī)的安全可靠運(yùn)行，對電機(jī)故障機(jī)理的分析、對電機(jī)故障診斷方法的研究，以及對電機(jī)故障診斷裝置的開發(fā)都是十分必要的，不但具有重大的理論意義，而且具有相當(dāng)?shù)墓I(yè)、社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文從電機(jī)絕緣、溫度檢測、電機(jī)振動等幾個(gè)方面對故障進(jìn)行了分類研究。
　　一、絕緣結(jié)構(gòu)的故障診斷
　　電機(jī)內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中由于熱、電、機(jī)械、環(huán)境等的綜合應(yīng)力作用下，逐漸老化，絕緣的電氣性能和機(jī)械性能逐漸降低，最后因降低至所必需的極限值而損壞。因此，在電機(jī)服役期內(nèi)對絕緣進(jìn)行診斷，推算其剩余擊穿電壓和壽命是不可缺少的。但是絕緣診斷的試驗(yàn)項(xiàng)目很多，每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目有時(shí)又可測定幾個(gè)參數(shù)。因此，在絕緣診斷時(shí)，確定試驗(yàn)項(xiàng)目的順序和測定參數(shù)是十分重要的。
　　測定參數(shù)：絕緣結(jié)構(gòu)中的電流。絕緣結(jié)構(gòu)上施加直流電壓，就有三種電流產(chǎn)生：（1）位移電流。在外電場作用下，由幾何電容和分子位移極化產(chǎn)生，一般是瞬時(shí)衰減。（2）吸收電流。是絕緣結(jié)構(gòu)中介質(zhì)極化，偶極子轉(zhuǎn)動和離子極化所產(chǎn)生，隨時(shí)間較慢衰減。（3）漏導(dǎo)電流絕緣結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部的帶電粒子，在電場作用下向兩極移動而產(chǎn)生，不隨時(shí)間而變化。因此，在外電場作用下，絕緣結(jié)構(gòu)中的電流是以上三種電流的疊加，絕緣電阻的初始值主要取決于位移電流和吸收電流，絕緣電阻的穩(wěn)定值則取決于漏導(dǎo)電流。
　　絕緣電阻變化規(guī)律分析絕緣結(jié)構(gòu)單純由于吸潮時(shí)，其絕緣電阻值在波動，但從長期趨勢來看，其降低值極慢；當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣電阻值波動趨勢越來越低，直至無法恢復(fù)規(guī)定值，這往往是由于絕緣結(jié)構(gòu)受到污染或存在缺陷（如絕緣磨損等）。
　　二、電機(jī)溫度檢測與診斷
　　電機(jī)繞組或其他部分測量方法有以下幾種：電阻法、埋置點(diǎn)溫度法、溫度計(jì)法和疊加法（雙橋帶電測溫法）。其中電阻法和疊加法是測量繞組平均溫升，而溫度計(jì)法和埋置法測量的是局部溫升。因此要選擇合適的測量溫度儀器，根據(jù)過熱點(diǎn)部位判斷故障。
　　1.定子鐵心過熱點(diǎn)的檢測
　　大型交流電機(jī)定子鐵心是磁路的重要部分，設(shè)計(jì)時(shí)一般采用較高的工作磁密，由于磁通是交變的，為了減少渦流和磁滯損耗，疊成鐵心的硅鋼片都是表面涂漆而相互絕緣的，當(dāng)漆膜完好，片間絕緣良好時(shí)，鐵心溫度較低，而且整個(gè)鐵心溫度分布是均勻的。但是由于硅鋼片涂漆不勻，鐵心疊裝不緊密，電機(jī)運(yùn)行中定子振動較大，由于軸承損壞而造成定、轉(zhuǎn)子相摩擦，以及在安裝時(shí)轉(zhuǎn)子穿心過程中刮壞定子內(nèi)腔鐵心等原因而破壞了鐵芯絕緣而造成片間短路，短路的局部區(qū)域?qū)a(chǎn)生較大的渦流而發(fā)熱，進(jìn)一步破壞相鄰部分的片間絕緣而使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)環(huán)流增大到一定程度，將使硅鋼片熔化、局部高溫同時(shí)也將燒壞定子繞組而造成接地故障。這種故障的早期征兆是鐵芯的渦流和局部位置的溫度較高。因此在大型交流電機(jī)鐵心疊裝完成后必須進(jìn)行鐵損試驗(yàn)，通過測量鐵芯有局部溫度分布是否均勻來確定鐵芯是否存在短路部位。過去作鐵損試驗(yàn)多采用酒精溫度計(jì)測量定子鐵芯齒表面的溫度，由于溫度數(shù)量非常有限，因此必須輔以人工手摸。一臺大型交流電機(jī)定子鐵芯內(nèi)圓表面積很大，如果逐點(diǎn)摸測，不僅工作效率低，而且準(zhǔn)確性、可靠性差。特別對于某些絕緣損傷部位小，或損害不太嚴(yán)重的定子鐵芯，溫差較小，這些隱患難于用手摸發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)投入運(yùn)行后、缺陷發(fā)展，可能成為大事故的根源。
　　紅外熱像儀能作為快速、準(zhǔn)確測量定子鐵芯表面溫度分布的可靠手段。紅外熱像儀通過快速掃描，在不與鐵芯表面接觸，不影響表面溫度分布的情況下，可將鐵芯內(nèi)圓表面熱像圖攝錄下來。只要表面溫度有0.2℃的溫差，在熱像圖上就能清楚地分辨出來。試驗(yàn)時(shí)將紅外熱像儀對準(zhǔn)定子鐵心膛內(nèi)待測鐵芯表面，并不斷地進(jìn)行掃視，觀察熱像圖，若發(fā)現(xiàn)溫度較高的異常位置，可測出溫度值，并攝錄高溫區(qū)域和部位，為消除隱患提供原始數(shù)據(jù)。
　　2.定子繞組局部過熱點(diǎn)的探測
　　絕緣系統(tǒng)是電機(jī)機(jī)械和電氣方面較薄弱環(huán)節(jié)，交流電機(jī)定子繞組由于匝間短路，股線斷裂造成線圈內(nèi)部放電，因絕緣磨損造成局部泄漏電流增大，線圈連接線焊接不良等原因?qū)е露ㄗ永@組局部過熱的故障是經(jīng)常出現(xiàn)的。其先兆征象是局部溫升高，出現(xiàn)絕緣分解物異味等。根據(jù)定子繞組局部過熱的先兆征象，使用紅外熱成像儀可以迅速而準(zhǔn)確地找出故障的位置，在早期排除故障：避免突然停產(chǎn)事故的發(fā)生。使用紅外熱成像儀探測故障點(diǎn)的方法，和檢測鐵芯局部發(fā)熱點(diǎn)的方法基本一樣，即使用紅外熱成像儀對定子繞組進(jìn)行端部和槽部的掃視，觀察熱像圖，發(fā)現(xiàn)線圈或連接線上的局部過熱點(diǎn)，攝影熱像圖，測定溫度值和故障點(diǎn)的部位。
　　三、電機(jī)振動的測量與診斷
　　電機(jī)產(chǎn)生振動原因較復(fù)雜，振動診斷分兩個(gè)層次進(jìn)行：一次診斷是簡易診斷，確定電機(jī)總振動級是否超過各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，決定是否需要進(jìn)行二次診斷；二次診斷是振動的精密診斷，診斷的目的是要確定產(chǎn)生故障的部位和振動產(chǎn)生的原因，首先要使用各種測量和分析儀器進(jìn)行振動的測試和分析，同時(shí)還必須使用振動分析軟件和依靠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和診斷分析積累形成的診斷軟件。
　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備對電機(jī)的安全性能提出越來越高的要求，因此電機(jī)的設(shè)備故障診斷技術(shù)受到越來越多人的關(guān)注。希望本文能豐富電機(jī)故障診斷理論，適合社會的需求，為社會的經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。