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高压电设法

全国大型火力发电厂厂用故障中转子断条及由此引发的电机销毁事故占电机故障的80%,经济损失也最大,不仅是严重影响了电厂的安全生产,也给国家导致重大经济损失。因此解决高压异步鼠笼断条问题是大型火电厂持久存在的主要生产问题之一。  
1 转子断条原因剖析 
电机转子频繁发生断条,是转子受各种应力作用且应力超过了笼条所能经受的极限或是交变应力的持久作用使笼条发生颓废的结果。主要有以下几方面的原因: 
1.1 制作技术产生的应力和启动时交变应力 笼条之间产生的较大温差是焊接品质不稳定造成的,因为焊接品质不良,引发笼条热膨胀有差别;另外笼条在启动过程当中具备集流效应,使笼条电流多数聚集在槽口,引发笼条上下之间有很大的电流密度差,端环中强盛的启动电流使之发热产生径向位移,笼条产生背叛转子中间的弯曲应力。因为笼条铁蕊冲孔技术差别使笼条在嵌装时松紧程度不同,当笼条在槽内存在径向空隙时,则笼条上的径向振动力会传递给端环。因为各笼条的电流相位不同,传递给端环的振动力会使端环产生歪曲,受力最大部位是笼条的焊接处,而此处是鼠笼结构最短处。因为热传导特性和功能差别使各笼条间产生不平均的温升,导致各笼条间不同的轴向位移而使笼条产生轴向的拉应力,使笼条电磁振动。特别是在电设法的启动的刹那,振动幅值达到最大值,是正常运行时的50~60 倍,频次为100Hz,振动伴随着转速的升高和启动电流的增加而增大。 
1.2 负载改变使鼠笼条产生切向交变应力 笼条在槽内有一定的空隙,转子铁蕊和与它保持一定间隔的端环一同构成一个扭振系统,运行中因为负载改变,比如钢球磨煤机内的煤和钢球因为重力作用向下堆积,而磨内上部的煤和钢球重量最少,这样磨煤机转动力矩经常改变,电设法转动阻力矩也是改变的。这样使笼条与端环的連接部位受到很大的切向弯曲应力,特别当原设法的转动阻力矩摆动在共振区四周时,其应力会达到最大,危害也最严重。 
1.3 制作和焊接技术差, 有些鼠笼电机笼条与端环之间的焊接品质较差,焊缝夹渣,焊缝高低不平,更加落伍的是笼条与端环之间的連接是平面接触后在内侧焊接,焊接时不注意控制温度,使焊口四周的材料因过热变形,并产生应力,机器强度降低,焊口四周又是应力最聚集和宜发生断条的部位。国内焊接工具大多选用氧焊,而不像国外选用氩弧保护焊接和高频或中频焊接先进技术,焊接时先将端环预热,焊后保温冷却,消除热应力。 
1.4 误操控持续二次以上启动 鼠笼型异步电机在冷態下启动一次,笼条和端环的温度会达到非常高,第一次启动不成功,应隔2h 后才能进行第二次启动。若运行操控人员不注意在短期内持续第二次乃至第三次启动,笼条和端环的温度就会达到不能容许的程度,机器强度严重降落,发生焊接处开焊和断条事故。 
1.5 断条后检察不及时和检查维修品质差 鼠笼型电机断条很难查出,断条很少对电机的正常运行影响比比较小,无明显特点而难以发现,只要颇有经验的运行检查维修人员能从电机轻微异样声音中辨别出来。一旦发现冒火,振动,噪音增大,转速降落等异样时,断条已很严重了。笼条断条后,断条中仍有电流,其电流经两边铁了心流入相邻的笼条中,这样既增加了相邻笼条的负担,导致相邻笼条断裂,又会烧坏转子铁了心。断条在离心力作用下甩出槽口刮伤定子导致定子接地短路,很多电机就是这样烧坏的。修理电机断条故障时,对修理技术品质不正视,特别是焊接技术,因为选用氧焊,焊接温度高,使焊口四周的材质变脆,机器强度降落。另外焊接不预热,焊完后不保温,热应力无法消除使笼条与端环产生应力变形,并使热应力聚集在焊接处。重复修理电机将使转子槽孔增大,而新换的笼条又是原尺寸,故检查维修后笼条在槽中的气隙增大而松动,导致振动增大,电场强度散播不均,修后的电机品质较差。 
2 防止鼠笼型电机笼条断条和开焊的程序 
2.1 加固笼条伸长部位或选用楔形笼条 对笼条伸出较长的电机在两端伸长部位补焊一短黄铜条,一端焊在端环上,一端顶在铁了心上。将短铜条与原笼条平面焊接在一起,这样可防止笼条在运行中窜动,同时一旦笼条与端环連接外开焊,也会因为短铜棒与原笼条焊接在一起而不会因为离心力甩出刮伤定子线棒导致相对地短路销毁定子的事故。 
2.2 改革端环与笼条連接方法 排粉风机电设法频繁断条后,将端环平面上开一矩形孔并将笼条加长伸进端环外侧,选用两端焊接可以延长转子使历时间。对磨煤机的端环选用恰当增大几何尺寸,将凹形槽的凹槽深度加深,更加多卡住笼条伸长部位。这样不仅是提升了端环的机器强度,而且降低了端环的启动电流密度,对防止断条是有效的。对笼条伸出过长的电机转子在笼条外侧和端环内侧加焊一根30×4mm 紫铜板三面焊接,产生一条增强筋,既增加了端环的几何尺寸,又缩短了距铁了心的间隔。 
2.3 选用梯形鼠笼型电机 电设法与机器选配的容量比应大于1.3,费用尽管大一点,但这些费用在长时间发电和不必换笼条及断条导致销毁电机费用中早已收回。若在基建选型时对水泵,风机制作厂配套电机选用高启动力矩和梯形笼条使容量比大于1.3 以上,可以防止电厂频繁断条所造成的极大的经济损失。 
2.4 对在笼条伸长部位用无纬环氧玻璃绳绑扎的评 前几年鼠笼电机发生断条时,就在JSQ-700kW 系列鼠笼型引风机电机上选用在笼条伸长部位用无纬环氧玻璃绳交叉绑扎技术,而后涂刷环氧树脂固化方法,运行一段时间后又发生断条现象,崩溃检察发现无纬环氧绳与笼条的结合面被高温烤焦松动,断条后无纬玻璃绳仍旧挡不住因离心力甩出的断条而刮伤定子线棒,这是因为笼条在启动时温度高于200~300℃,而环氧无纬玻璃绳最怕高温,热积聚慢慢将无纬环氧玻璃绳与笼条的结合部烤焦碳化而松动失却紧固力。所以除非选用耐高温的固化剂,不然只能将断条的时间空隙稍为延长一点而并不能杜绝断条和断条后笼条因离心力甩出刮伤定子线棒的事故频发现象。 
3 定子线棒破坏状况及修理 
电厂鼠笼型电机定子破坏故障时有发生,这种故障是因为转子笼条甩出后刮伤定子线棒。大型电机端部在极相组連接处发热短路事故也时有发生,故障点主要在定子线圈极相组連接引出线接头处,发生的时间在投运后没多久启动中。电机厂给水泵电机发生第一台极相组連接线烧断时,便将全数极相组连线导线截面积增大,并对另外3台给水泵电机全数返工补焊处理,运行至今未发生烧断现象。 
4 轴承品诘责题 
轴承品质故障占电机故障比例非常高,主要问题是轴承品质差,寿命短,有时刚换上去运行没多久就发生振动和发热。这说明国产轴承材质硬度低,热处理技术不过关,运行一段时间后,轴承空隙增大,导致电机振动,使笼条振动加大,引发断条。另外Y 系列电机轴承端盖钢板太薄,无增强筋,钢性差,导致振动使轴承破坏,换轴承周期短,电设法大修周期一般为2~3 年,检查维修规定要换轴承,即便轴承品质好的也要换掉,这样轴承拔出次数过多使轴颈外径变小,导致轴承跑外园发热烧轴承。 
而磨煤电机轴承按制作厂说明书标定寿命可达10万小时,运行10多年从未换过轴承,也无发生过轴承破坏现象,大修时只是将润滑油进行换,可见轴承的品质非常主要。 


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