电机匝间短路与相间短路.docx
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电机匝间短路与相间短路
电机匝间短路与相间短路
电机匝间短路及相间短路问题解答
一、什么是电机匝间短路
就是同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。
匝间短路后，电机的绕组因为一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，电机运行中会振动增大，电流增大，出力相对减小。
二、发生电机匝间短路，会有以下现象：
1）被短路的线圈中将流过很大的环流（常达正常电流的2－－-10倍），使线圈严重发热；
2）三相电流不平衡，电动机转矩降低；
3）产生杂音；
4）短路严重时，电动机不能带负载起动。
匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。
由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。
短路匝数足够多时，会使熔断器烧断，甚至绕组烧焦冒烟。
当三相绕组有一相发生匝间短路时，相当于该相绕组匝数减少，定子三相电流就不平衡。
不平衡的三相电流使电动机振动，同时发出不正常的声音。
电动机平均转矩显著下降，拖动负载时就显得无力。
三、电动机绕组短路故障现象和原因是什么？
答：
由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。
1.故障现象
离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。
2.产生原因
电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。
相间短路的电机短路点会瞬间烧断融化，导致电机无法工作。
匝间短路的电机会电流不正常，稍后冒烟甚至起火，烧毁至电机无法工作。
维修时一眼就能鉴别出来。
*异步电机与同步电机区别：
异步电机又叫感应电机，转子上的电磁场是通过定子磁场感应出来的。
同步电机转子上要有自带的磁场。
异步电机的转速会随负载的不同，略有改变，而且这个转速是低于定子磁场的转速的，所以才叫异步电机。
同步电机转速严格的按定子磁场转速旋转，所以叫同步电机。
异步电动机可以直接启动。
同步电动机要有专门的启动装置或者启动绕组，所以制造工艺复杂，造价高。
异步电机一般用来做电动机，同步电机一般用来做发电机，也用来做补偿机。
四、绕组短路故障通常有相间短路和匝间短路两种。
1、在三相电压平衡的情况下，原基本平衡的三相电流逐渐或突然变得非常不平衡，同时电机温升增加负载能力下降，可初步判定该机定子绕组匝间短路。
2、用电桥测试直流电阻，三相直流电阻不平度大，即某相变小说明该相发生了匝间短路：
正常情况下，三相直流电阻不平衡度≤1%，超过此值说明线圈有匝间短路的可能。
六、电动机运行中如何避免烧毁；
1、经常保持电动机的清洁。
电动机在运行中，必须经常保持进风口的清洁。
在进风口周围至少3米以内不允许有尘土、水渍、油污和其它杂物，以防止吸入电动机内部。
若这些尘土、油、水吸入电动机内部，便形成短路介质，损坏导线绝缘层，造成匝间短路，电流增大，温度升高而烧毁电动机。
所以要保证电动机有足够的绝缘电阻，以及良好的通风冷却环境，才能使电动机在较长时间运行中保持在安全稳定的状态下工作。
2、在额定电流下工作。
电动机过载运行，主要原因是由于拖动的负荷过大，电压过低，或被带动的机械卡滞等所造成的。
当电动机处于过载状态下运行时，就会导致电动机的转速下降，电流增大，温度升高，绕组线圈过热。
若过载的时间长，超载的电动机将从电网中吸收大量的有功功率，电流便急剧增大，温度也随之升高。
在高温下电动机的绝缘老化失效而烧毁。
这是电动机烧毁的主要原因。
因此电动机在运行中，要注意经常检查传动装置运转是否灵活、可靠，随时检查调整传动带的松紧度，连轴器的同心度，齿轮传动的灵活性。
若发现有卡阻现象，应立即停机查明原因排除故障后再运行。
3、三相电流须保持平衡。
对于三相异步电动机来说，其三相电流中，任何一相的电流与其它两相电流的平均值之差不允许超过10％，才能保证电动机安全正常地运行。
如果单相的电流值与另两相电流平均值超过规定限度，则表明电动机有故障，必须查明原因，排除故障后才能继续运行，否则会扩大故障范围，以致发生烧毁电动机的事故。
4、保持正常温度。
要经常检查电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常，尤其对无电压、电流和频率监视设施及没有过载保护设施的电动机，对温升的监视尤为重要。
若发现轴承附近的温升过高，应立即停机，检查轴承是否损坏或缺油。
轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损坏，轴承间隙是否过大，内环在轴上有无转动等。
当出现上述情况时，必须在更换新轴承后方可再行作业，否则轴承会进一步损坏导致塌架，引起扫膛而烧毁电动机
电动机的温度和温升是否符合规定要求，可在电动机吊环处插一温度计，用棉花团塞紧固定，随时观察电动机的温度。
5、观察有无振动、噪音和异常气味。
电动机若出现振动，会引起与之相连的负载部分不同心度增高，使电动机负载增大，出现负载电流升高，温度随之升高而烧毁电动机。
因此，电动机在运行中，要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动，连接装置是否可靠，发现问题要及时解决。
噪声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆，必须及时发现并查明原因予以排除，否则就会延误时机，扩大故障，酿成烧毁电动机的重大事故。
6、保证启动设备正常工作。
电动机启动设备技术状态的好坏，对电动机的正常启动，有着
决定性的作用。
否则，很容易在电动机还没有进入正常工作状态就烧毁。
实践证明，绝大多数烧毁电动机事故和原因都在启动设备上，如缺相启动，接触器触头拉弧、打火等。
启动设备的维护主要是清洁和紧固。
接触器触点不清洁会使接触电阻增大，引起发热烧毁触点，造成缺相而烧毁电动机。
接触器吸合线圈的铁芯锈蚀及积尘，会使线圈吸合不严，并发出强烈噪音，增大线圈电流，烧毁线圈而引发故障。
电气控制设备应放在干燥、通风和便于操作的位置，并要定期除尘，采取防尘措施，紧固各接丝螺钉，检查接触器触点是否接触良好可靠，机械部位是否灵敏、准确，使其保持良好的技术状态，从而保证顺利启动而不烧坏电动机。
七、电动机单相运行的原因及预防
在现代工业生产中，电动机的应用非常广泛，但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例，怎样减少这些问题的出现，全面提高电动机的使用效率，是一个值得认真思考的问题，我根据自己多年的工作实际和有关资料，现提出预防电动机单相运行的措施，仅供参考，不足之处，请提出宝贵意见。
（一）、电动机单相运行产生的原因及预防措施
１、熔断器熔断⑴故障熔断：
主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。
预防措施：
选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路，并要定期加以检查，加强日常维护保养工作，及时排除各种隐患。
⑵非故障性熔断：
主要是熔体容量选择不当，容量偏小，在启动电动机时，受启动电流的冲击，熔断器发生熔断。
熔断器非故障性熔断是可以避免的，不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下，熔体的容量尽量选择小一些的，这样才能够保护电机。
我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故，它绝不能作为电动机的过负荷保护。
２、正确选择熔体的容量
一般熔体额定电流选择的公式为：
额定电流＝Ｋ×电动机的额定电流
⑴耐热容量较大的熔断器（有填料式的）?
Ｋ值可选择1.5～2.5。
⑵耐热容量较小的熔断器Ｋ值可选择４～６。
对于电动机所带的负荷不同，?
Ｋ值也相应不同，如电动机直接带动风机，?
那么Ｋ值可选择大一些，如电动机的负荷不大，Ｋ值可选择小一些，具体情况视电机所带的负荷来决定。
此外，熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好，否则会引起接触处发热，使熔体受外热而造成非故障性熔断。
在安装电动机的过程中，应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。
⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头，如没有铜铝接头，可在铜接头出挂锡进行连接。
⑵对于容量较大的插入式熔断器，?
在接线处可加垫薄铜片（0.2mm），这样的效果会更好一些。
⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。
⑷接线时避免损伤熔丝，紧固要适中，接线处要加垫弹簧垫圈。
３、主回路方面易出现的故障
⑴接触器的动静触头接触不良。
其主要原因是：
接触器选择不当，触头的灭弧能力小，?
使动静触头粘在一起，三相触头动作不同步，造成缺相运行。
预防措施：
选择比较适合的接触器。
⑵使用环境恶劣如潮湿、?
振动、有腐蚀性气体和散热条件差等，造成触头损坏或接线氧化，接触不良而造成缺相运行。
预防措施：
选择满足环境要求的电气元件，防护措施要得
当，强制改善周围环境，定期更换元器件。
⑶不定期检查，接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使接触压力不足而造成缺相运行。
预防措施：
根据实际情况，确定合理的检查维护周期，进行严细认真的维护工作。
⑷热继电器选择不当，使热继电器的双金属片烧断，造成缺相运行。
预防措施：
选择合适的热继电器，尽量避免过负荷现象。
⑸安装不当，造成导线断线或导线受外力损伤而断相。
预防措施：
在导线和电缆的施工过程中，要严格执行“规范”严细认真，文明施工。
⑹电器元件质量不合格，容量达不到标称的容量，造成触点损坏、粘死等不正常的现象。
预防措施：
选择适合的元器件，安装前应进行认真的检查。
⑺电动机本身质量不好，线圈绕组焊接不良或脱焊；引线与线圈接触不良。
预防措施：
选择质量较好的电动机。
（二）、单相运行的分析和维护
根据电动机接线方式的不同，在不同负载下，发生单相运行的电流也不同，因此，采取的保护方式也不同。
例如：
Ｙ型接线的电动机发生单相运行时，其电机相电流等于线电流，其大小与电动机所带的负载有关。
当△型接线的电动机内部断线时，电动机变成∨型接线，相电流和线电流均与电动机负载成比例增长，在额定电流负载下，两相相电流应增大1.5倍，一相线电流增加到1.5倍，其它两相线电流增加√３／２倍。
当△型接线的电动机外部断线时，此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间，线电流等于绕组并联
之路电流之和，与电动机负荷成比例增长，在额定负载情况下，线电流增大３／２倍，串接的两绕组电流不变，另外一相电流将增大１／２倍。
在轻载情况下，线电流从轻电流增加到额定电流，接两相绕组电流保持轻载电流不变，第三相电流约增加1.2倍左右。
所以角型接线的电动机在单相运行时，其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化，而且还根据负载不同发生变化。
综上所述，造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的：
１、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。
２、保险非正常性熔断。
３、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动，接触不良，选择不当等造成电源断一相。
４、电动机定子绕组一相断路。
５、新电机本身故障。
６、启动设备本身故障。
只要我们在施工时认真安装，在正常运行及维护检修过程中，?
严格按标准执行，一定可以避免由于电动机单相运行所造成的不必要的经济损失。
用万用表来判断电动机的转速！
在实际的维修工作中，如果调试设备时需要了解电动机转速，但是却没有铭牌。
怎么办呢？
你既没有转速表，也不想拆开电机，那么就可以用万用表来解决这个问题！
我们知道，只要知道电机的极数就可以得出电机的大致转速；因此，判断方法如下：
1.首先将电机的六根连接线和短接片都拆开，利用万用表的欧姆档任意选择一组绕组；
2.再将万用表拨到毫安档的最小一档，分别接在这个绕组的两端；
3.然后，将电机的转子慢慢、均匀地转动一圈，看看万用表的指针摆动几次？
如果指针只摆了一次，说明电流正负变化一个周期，那就是二极电机；同样的理由，摆动二次的就是四极电机，摆三次的就是六极电机；
以此类推,就可以利用万用表的毫安档位，慢慢均匀地转动电机转子，看万用表指针的左右摆的次数来推算出电机的转速。
（即略低于同步转速）
我们都知道电动机同步转速与磁极数的关系：
n=6000/p（在工频条件下，n为电机同步
八、电动机烧毁原因分析及预防措施
随着企业生产机械化程度越来越高，所用的电动机也越来越多，其功率也越来越大。
生产中经常有大量电动机被烧毁，给安全生产和经济效益带来了很大影响。
现针对电机烧毁原因及预防措施做如下简要分析和介绍：
（一）、电机绕组局部烧毁的原因分析和预防措施
1.由于电机本体密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
预防措施：
①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；
②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴露在易侵入液体和污物的地方应加装保护罩；
③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2.由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。
严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。
轴承损坏一般由下列原因造成：
①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。
无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。
但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。
②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。
例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。
③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。
④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。
⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。
⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。
⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。
⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
预防措施：
①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃～100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。
②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。
③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。
④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。
⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。
⑥禁止多种润滑油脂混用。
⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。
⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
预防措施：
电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。
检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。
动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。
电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4.由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
预防措施：
①尽量避免电动机过载运行。
②保证电动机洁净并通风散热良好。
③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5.电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
预防措施：
①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。
②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
（二）、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。
当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
三相异步电动机绕组为Y接法的情况：
电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。
因此，电源缺相时电动机不能启动。
但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
预防措施：
无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。
与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。
特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。
其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。
所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。
尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。
杜绝缺相运行。
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