绕组局部放电是高压电机必须面对的严酷问题

对于低压电机，影响绕组绝缘寿命的主要因素是机械应力、发热及短时过电流作用。而对于高压电机，影响其绕组绝缘寿命的主要原因，除上述因素外，另外一个更主要的因素就是局部放电。

对于6kV及以上电压等级的高压电机定子绕圈，电机运行时，绝缘内部及表面都可能发生局部放电。据不完全统计，电机损坏事故接近50%是由于定子绕组绝缘损坏引起，而绕组绝缘的损坏很多是局部放电造成。因而，电机中局部放电的测量与防治，己被各电机制造厂家和电机使用客户所重视，局部放电的测试，已逐渐用于电机绝缘质量的控制和运行可靠性判定。

 

 

高压电机绕组常见绝缘故障及原因分析

 

高压电机绕组故障在电机正常运行时发生较少，大多是在电机启制动频繁、过载以及起制动瞬间过压、过流时发生较多。故障部位多数发生在绕组的匝间、线圈引线（与引线直接连接的圈）、端部槽口以及端部线圈与端箍之间。

 

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层间绝缘故障

 

该问题发生在铁芯槽内，主要是指同一槽内有两相的线圈；可能的问题包括层间垫条材质不好，厚度较薄；层间垫付条垫偏，尺寸不合适，如太窄、长度不够；线圈松动使层间垫条磨损等。

 

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线圈发生匝间绝缘击穿

 

该问题可能发生的线圈制造环节，也可能发生的电机使用环节，导致该问题，可能是由于线圈松动使层间垫条磨损、线圈制作过程中匝间绝缘遭受损失、匝间绝缘厚度不够或结构不合理等不适宜问题。对于高压电机，电磁线本身的质量问题，操作过程中如绕线、成型等过程对电磁线造成损伤，是一个不容忽略的问题。

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绕组对地故障

 

如果电机长期过载，很容易引起绝缘老化变质引起绝缘对地击穿；过电压运行时导致电机绕组发热击穿绝缘；对于同步电动机，突然断开励磁线圈时，会由于产生高电压击穿线圈的对地绝缘；电动运行环境恶劣时，由于导电粉尘使爬电距离缩小，产生对地击穿或闪络；电机铁芯通风道垫片，齿压板开焊或铆钉松弛，铁心叠压不紧，齿部颤动以及弯曲等问题磨损线圈绝缘；遭受机械力和电磁力后的绝缘产生裂纹或遭受损伤等。

除电机使用过程存在的问题外，制造过程因为操作不当也会导致类似问题的发生，比如铁芯槽不光滑、槽内有铁屑等导电机物、嵌线过程由于线圈成型效果不好导致的硬性归位损伤等，都会在电机运行过程中表现出来。

 

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绕组断路故障

 

导致该问题的原因可能是外力损伤，也可能是焊接因素。电机线圈端部因遭受机械力和电磁力而颤动，使导线焊接点开焊；焊接工艺不当，焊接点过热造成开焊；导线材质不好，有夹层、脱皮等缺陷。

对于绕组的焊接问题，不同的厂家都采取了必要的措施，特别是中频焊接的应用，对于大规格电机的绕组质量控制起到了至关重要的作用；不少的设备厂家也通过比较前沿的研究，解决电机红旗组的焊接质量问题。

 

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电腐蚀

 

这是高压电机非常容易出的问题，导致该问题的原因包括：由于采用热固性环氧粉云母带结构，热膨胀小，使线圈与槽壁间隙过大；槽楔松动、线圈外形尺寸公差不当、防晕措施失效和环境因素导致绝缘粘满油垢、粉尘等。

在绕组故障高压电机的拆解过程可以发现，不少的电机防护等级选型与实际的运行环境不匹配，特别是运行环境中有导电粉尘的情况对电机绕组的影响特别大。

 

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其他问题

 

电机受潮、绝缘表面粘满油泥、粉尘，绝缘老化会导致电机泄漏电流增大。线圈遭受损伤，使绝缘内部产生较多气隙，绝缘受潮、老化会导致电机介质损耗增加。绕组端箍部位因振动、线圈松动等问题发生磨损击穿。采用磁性槽楔的电机因为槽楔材料、尺寸配合及装配工艺等问题导致槽楔脱落等。