福建清源科技有限公司熱電廠棒磨機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為10kV/900kW高壓電動(dòng)機(jī)，在空氣濕度大的環(huán)境下存在電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子線圈絕緣電阻下降快，轉(zhuǎn)子線圈絕緣電阻值經(jīng)常為零，轉(zhuǎn)子集電環(huán)表面生銹、與碳刷的電阻值造成打火現(xiàn)象，且碳刷磨損快，在起動(dòng)時(shí)還出現(xiàn)過轉(zhuǎn)子相間短路放炮的現(xiàn)象。

采取措施如下：①在電動(dòng)機(jī)外罩內(nèi)部裝設(shè)兩個(gè)濕度檢測(cè)傳感器，并對(duì)原來(lái)的加熱器進(jìn)行改進(jìn)，由棒式加熱器換為片式加熱器，增加了加熱器數(shù)量，擴(kuò)大了加熱的面積，結(jié)合濕度傳感器組建立了一套自動(dòng)加熱除濕系統(tǒng)，消除了電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻經(jīng)常不合格甚至為零的現(xiàn)象；②對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換（繞線式更換為鼠籠式），把由原來(lái)加在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的水電阻起動(dòng)改為加在電動(dòng)機(jī)定子上的水電阻起動(dòng)，解決了發(fā)生在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的一系列問題。

本文針對(duì)這些缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并對(duì)相應(yīng)技術(shù)改造過程進(jìn)行闡述。

1 缺陷產(chǎn)生的原因分析

1.1 轉(zhuǎn)子集電環(huán)表面易生銹、碳刷磨損快，甚至出現(xiàn)放炮現(xiàn)象

在停機(jī)后，集電環(huán)會(huì)與空氣接觸，并與空氣中氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)造成集電環(huán)的表面生銹，而碳刷長(zhǎng)期處在濕度較大的環(huán)境中硬度會(huì)降低，故停機(jī)后再次起動(dòng)集電環(huán)和碳刷間的接觸電阻會(huì)增大，打火嚴(yán)重，且摩擦力也會(huì)增大。

因碳刷的硬度降低，故碳刷的磨損速度加快，并產(chǎn)生大量的碳粉，再加上運(yùn)行在制漿車間（將煤粉制作成水煤漿，屬于高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境），這些碳粉聚集在集電環(huán)間絕緣管周圍，與潮濕的空氣接觸，這些具有導(dǎo)電性的碳粉達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)造成集電環(huán)的相間絕緣擊穿而引起短路，從而出現(xiàn)放炮現(xiàn)象。

1.2 電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻快速下降

自棒磨機(jī)設(shè)備投運(yùn)以來(lái)，只要停機(jī)超過1天，電動(dòng)機(jī)的定子絕緣電阻就會(huì)急劇下降，轉(zhuǎn)子的絕緣電阻有時(shí)甚至下降到零。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)偏低，所處高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境，且地理位置是沿海地區(qū)，空氣濕度大，空氣中含鹽份較高，在停機(jī)后電動(dòng)機(jī)自身銅損和鐵損產(chǎn)生的熱量消失，開始冷卻，吸附在電動(dòng)機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈上的粉塵吸收空氣中含有鹽份的水蒸汽，定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈的絕緣層受潮使絕緣電阻降低。

在電動(dòng)機(jī)自身散發(fā)的熱量消失后，冷卻空氣中的含鹽份水蒸汽凝結(jié)成微小水珠附著金屬外殼與定子線圈的絕緣部件上，導(dǎo)致定子繞組與金屬外殼導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子繞組線圈受潮，通過轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸、軸承與金屬外殼導(dǎo)通，從而使電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地絕緣電阻降低。

2 對(duì)缺陷的處理

2.1 針對(duì)轉(zhuǎn)子集電環(huán)表面易生銹、碳刷磨損快甚至出現(xiàn)放炮現(xiàn)象的缺陷處理（略）

經(jīng)與該高壓電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家溝通后確認(rèn)，在不降低電動(dòng)機(jī)出力的情況下進(jìn)行技術(shù)改造，把原來(lái)的繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子改為鼠籠式轉(zhuǎn)子，要求高壓電動(dòng)機(jī)原生產(chǎn)廠家在原出力下設(shè)計(jì)鼠籠式轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子到廠后，將高壓電動(dòng)機(jī)繞線式轉(zhuǎn)子抽出，穿入新到的鼠籠式轉(zhuǎn)子，更換同型號(hào)的新軸承（在原軸承拔下后發(fā)現(xiàn)缺陷無(wú)法繼續(xù)使用），其他部件維持原樣。

電動(dòng)機(jī)組裝好后，先對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行直接起動(dòng)空試（不帶負(fù)載），運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)正常。由于該電動(dòng)機(jī)所帶設(shè)備是重載設(shè)備，所以必須使用軟起動(dòng)來(lái)降低對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊和對(duì)設(shè)備的傷害。

于是利用廠內(nèi)閑置的高壓液阻柜，把由原來(lái)加在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的液阻起動(dòng)（如圖1所示）改為加在電動(dòng)機(jī)定子上的液阻起動(dòng)（如圖2所示），通過試驗(yàn)調(diào)整合理的液阻值可以滿足正常起動(dòng)的需要，解決了轉(zhuǎn)子集電環(huán)表面易生銹、碳刷磨損快、甚至出現(xiàn)放炮現(xiàn)象的問題。

液體電阻值的調(diào)試如下所述。其測(cè)量電路如圖3所示。

圖1 原轉(zhuǎn)子液阻起動(dòng)

圖2 現(xiàn)定子液阻起動(dòng)

圖3 液體電阻測(cè)量電路

2.2 針對(duì)電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻快速下降的缺陷處理

解決電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻快速下降的問題，主要是要改進(jìn)原采用的棒式加熱器純手動(dòng)投退操作方式。原采用的棒式加熱器散熱的面積偏小，熱量不均勻，且人工手動(dòng)投退不好把握電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的空氣濕度，若投入時(shí)間太短，則控制不了電動(dòng)機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子絕緣受潮；若投入時(shí)間過長(zhǎng)，則浪費(fèi)電能。

為了保證電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的干燥度，于是引入濕度檢測(cè)自動(dòng)加熱控制器：在電動(dòng)機(jī)定子鐵心外的底板上用6塊板式加熱器均勻等距布置，2支濕度傳感器底部與上部對(duì)角布置（如圖4所示），將濕度檢測(cè)自動(dòng)加熱控制箱裝在電動(dòng)機(jī)的外部，利用濕度控制器的輸出接點(diǎn)自動(dòng)控制主回路交流接觸器的吸合與斷開，從而實(shí)現(xiàn)板式加熱器的自動(dòng)投退。

濕度控制器的動(dòng)作邏輯參數(shù)設(shè)置是，當(dāng)2支濕度傳感器其中一只檢查到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部濕度大于50%時(shí)，加熱器投入；當(dāng)兩只濕度傳感器檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的濕度小于10%時(shí)，停止加熱。

圖4 片式加熱器及濕度傳感器布置示意圖

3 改造后的情況

通過本次將電動(dòng)機(jī)的繞線式轉(zhuǎn)子更換為鼠籠式轉(zhuǎn)子，沒有了滑環(huán)和機(jī)電環(huán)，集電環(huán)易生銹、碳刷磨損快、甚至出現(xiàn)放炮現(xiàn)象的缺陷一并徹底消除，采用在電動(dòng)機(jī)定子上增加液阻軟起動(dòng)，通過試驗(yàn)調(diào)整合適的液阻值完全能夠滿足生產(chǎn)的需要，加裝了一套自行設(shè)計(jì)組合的濕度檢測(cè)來(lái)自動(dòng)加熱控制器，消除了以前電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻快速下降的缺陷。

改造后定子對(duì)地絕緣電阻都在100MΩ以上，轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻都在10100MΩ以上。經(jīng)過這5年來(lái)的運(yùn)行驗(yàn)證，除了需不定期對(duì)液阻進(jìn)行補(bǔ)充并調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)值外，沒有出現(xiàn)過其他故障，保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。同時(shí)設(shè)備停運(yùn)后可以隨時(shí)起動(dòng)，保證了設(shè)備使用的靈活性。

結(jié)論

本文對(duì)繞線式轉(zhuǎn)子10kV/900kW高壓電動(dòng)機(jī)在高濕度環(huán)境集電環(huán)易生銹、碳刷磨損快甚至出現(xiàn)放炮現(xiàn)象及定轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻下降快的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)性地進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，提高了設(shè)備可靠性，增強(qiáng)了使用靈活性，消除了設(shè)備存在的安全隱患，杜絕了類似缺陷的出現(xiàn)，可為有類似情況的企業(yè)提供參考。