中車永濟(jì)電機(jī)有限公司 常青龍 段鵬敏 王 崙

電機(jī)正常運(yùn)行時，繞組與鐵心外殼之間是絕緣的，電流只會在線圈中流動，鐵心和機(jī)座外殼是不帶電的。但是，當(dāng)繞組的某一點(diǎn)絕緣受到破壞時，這點(diǎn)與鐵心相接觸，電流就會從破損點(diǎn)流入鐵心，嚴(yán)重時會燒毀定子繞組和鐵心，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，這種現(xiàn)象就叫做接地。

1.接地原因分析

電機(jī)定子接地故障的原因可從以下幾個方面進(jìn)行分析：

線圈在包扎過程中存在環(huán)境不清潔或材料不清潔導(dǎo)致線圈包扎過程中將異物包裹在線圈絕緣中，嵌線時受槽楔壓緊力，膈破線圈絕緣，導(dǎo)致導(dǎo)線與鐵心之間絕緣破損，進(jìn)而導(dǎo)致接地；線圈包扎時包扎使用的絕緣料非圖紙要求的絕緣料，導(dǎo)致電機(jī)的絕緣性能達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在耐壓測試過程中接地；線圈生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)運(yùn)時線圈與線圈架磕傷、線圈與線圈之間蹭傷；線圈線型與鐵心槽型不符，上下層邊翻邊，鼻部轉(zhuǎn)角處摞線，線圈入槽尺寸偏大等造成線圈嵌線時線圈絕緣破損接地； 線圈包扎的絕緣料過期。

鐵心槽的槽底、槽頂或槽的側(cè)面存在凸片、焊渣粘結(jié)、鐵銷殘留。

嵌線時線圈角度未與鐵心槽垂直正對后嵌線導(dǎo)致，線圈某個邊或某個角與鐵心蹭傷；嵌線過程中取線時線圈直線部位絕緣與其它線圈引線頭劃傷；嵌線時偏一側(cè)嵌線導(dǎo)致線圈出槽拐角與鐵心端板相蹭；嵌線的首跨線圈在吊把時抬起高度過高導(dǎo)致變形；在打槽楔的過程中導(dǎo)致槽楔將線圈絕緣擠爛。

線圈受潮絕緣性能下降時進(jìn)行對地耐壓試驗(yàn)；電機(jī)過載導(dǎo)致絕緣老化增速；電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)不合理。

2.接地預(yù)防措施

針對電機(jī)定子接地故障的原因分析，如何才能有效降低電機(jī)定子的接地故障，針對易造成接地的工序我們要時常進(jìn)行工藝改進(jìn)，如在線圈方面，針對線圈的轉(zhuǎn)運(yùn)與拿取時易發(fā)生線圈引線頭與線圈絕緣拉傷問題，可將線圈引線頭使用硅橡膠套管將線圈引線頭套上，在嵌線完成后再摘下；在鐵心方面，針對鐵心槽與通風(fēng)槽處的焊渣問題，我們可制作與鐵心通風(fēng)槽相對應(yīng)的弧形板在定子鐵心焊接時安裝上進(jìn)行防護(hù)，焊接后再拆除；嵌線方面，可在該線圈下層邊的兩端將羅麥克紙墊放在鐵心沖片與壓圈過渡處進(jìn)行防護(hù)；在試驗(yàn)方面，除了通過日常的點(diǎn)檢及設(shè)備TPM管理，針對電機(jī)泄流數(shù)值的個體差異性問題，使用SPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析中的X-MR（單值和移動極差控制圖）對每種電機(jī)的泄流值匯總分析，制定出最初的控制指標(biāo)。

3.接地點(diǎn)查找

對于接地問題的研究就不可不提接地故障的修理，而正確查找繞組的接地部位是修理過程中的關(guān)鍵一環(huán)。一般查找的辦法是將每根線圈斷開逐個進(jìn)行耐壓試驗(yàn)查找接地點(diǎn)，此方法不但修理周期會比較長，絕緣內(nèi)外的破損部位較多，即使修復(fù)由于絕緣的一體性破壞嚴(yán)重也不利于電機(jī)的后期運(yùn)行質(zhì)量。在長期的現(xiàn)場實(shí)踐工作中我總結(jié)出以下幾種查找接地點(diǎn)的辦法可作為參考：

3.1 電容沖擊法

此法是目前查找接地點(diǎn)的最快的方法，此法測量的原理是在電容器的兩端充電，充電完畢后將電容器的負(fù)極接機(jī)座或鐵芯上，將正極接在三相引出線的任意一相上，逐步增大放電電壓，讓接地點(diǎn)與機(jī)座之間不斷放電，產(chǎn)生放電聲音并伴隨有冒煙的現(xiàn)象，個別明顯的還會產(chǎn)生明火，一眼就能直觀的看到接地點(diǎn)的具體位置；若無任何冒煙或放電現(xiàn)象可使用點(diǎn)溫計對鐵芯的多個部位采集溫度，重點(diǎn)對溫度明顯高于其它部位的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。隨后逐步對電容的電容數(shù)進(jìn)行降低，直到看到明顯的接地點(diǎn)為止。為減少此法對電機(jī)其它部位的損傷，建議此法檢測的電機(jī)最好為“死”接地（絕緣電阻在100V量程時都為0MΩ）的情況，且測量的時間控制在30分鐘以內(nèi)。

3.2 匝間浪涌測試波形對比

使用匝間浪涌測試儀對繞組引出的某一相與鐵芯進(jìn)行測試，原理為通過匝間浪涌儀上波形的衰減情況判定，波形周期變化與電感L、分布電容有關(guān)，波形幅值變化與線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值有關(guān)。當(dāng)匝間試驗(yàn)儀測試時，接地相的電阻值較其余兩相的電阻值明顯較小，因此波形衰減的越快。由此可找出接地相，隨后在逐步分極、分線找出故障線圈即可。

4.接地點(diǎn)修理

了解了電機(jī)接地原因與接地點(diǎn)的查找，最終便是對接地點(diǎn)的修理。接地點(diǎn)的修理分浸漆前與浸漆后的修理，浸漆后的又分上層接地與下層接地。

首先是對浸漆前接地的修理，由于電機(jī)尚未浸漆，其絕緣未固化一體，直接起出線圈更換新線圈，若無新線圈則可拆除故障線圈絕緣使用白布蘸酒精進(jìn)行擦拭，使用小平銼去除高點(diǎn)，使用壓敏帶搭接接地點(diǎn)兩邊熔敷各15mm進(jìn)行包扎，最后依工藝對線圈重新進(jìn)行包扎。

其次是對于浸漆后的上層邊接地問題的修理，使用平頭木錘與槽打板沿槽方向逐一敲打槽楔，破壞固化絕緣漆。對電機(jī)進(jìn)行烘焙，若有電纜線或傳感器的需注意做好防護(hù)，待線圈內(nèi)外的絕緣漆軟化之后用撬棍將線圈端部翹出縫隙，用綁繩穿過線圈綁緊，另一端綁扎在吊杠上，然后用吊具向上起吊，將線圈上層邊拉出鐵芯，用隔板將線圈直線邊與鐵心隔開，輕輕去除線圈表面的絕緣，隨后同浸漆前的對線圈接地點(diǎn)處理方法一樣包扎完線圈。用鋸條、銼刀、白布、乙醇清理鐵芯槽內(nèi)殘留的殘余物，尤其是燕尾槽，保證沒有高點(diǎn)。重新鋪放槽絕緣、層間墊條進(jìn)行嵌線、打槽楔，電氣檢查浸漆即可。

最后對于浸漆后的下層邊接地的情況，操作基本與上層邊一致，不同的是需拆除接地線圈上層邊往回的1.5個跨距的線圈上層邊，此數(shù)量經(jīng)現(xiàn)場多年驗(yàn)證，可有效減少正常線圈的絕緣損傷，最大限度的保證修理電機(jī)的質(zhì)量。將接地線圈拆出槽后因變形量一般都較大，建議報廢更換為新線圈，過程中需注意對接地槽的清理必須仔細(xì)，否則可能造成二次接地。對于下層邊接地而言，電機(jī)的內(nèi)徑越小，節(jié)距越大，導(dǎo)線越硬，電機(jī)修復(fù)的難度就越大。

5.結(jié)束語

綜上所述，對于電機(jī)定子繞組接地的原因、預(yù)防、修理進(jìn)行了簡要說明，在后期的工作實(shí)踐中將不斷改進(jìn)，不斷前進(jìn)，把測量與處理的方法研究的更簡單，更合理，更完善。發(fā)現(xiàn)問題、觀察問題、解決問題、預(yù)防問題、消除問題，只有如此，電機(jī)的質(zhì)量才會逐步提高，接地的陰霾才會消散。

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