轴承故障后,电气故障是最常见的电机故障模式,因此此外,适当规划的工业电机测试方案对于确保工厂可靠性也很重要。电力研究所 (EPRI) 进行的一项调查表明,48% 的电机故障是由电气故障引起的。48% 又可以分为转子问题 (12%) 和绕组问题 (36%)。其他 52% 的故障是机械故障。
许多诊断工具,例如钳形电流表、温度传感器、Megger 或示波器,可以帮助阐明这些问题。
绕组缺陷的发生是由于污染、绝缘老化、热过载、电涌、损坏的电线/材料和其他原因。它们开始于能量穿过绝缘故障(例如湿气),这至少会分开一圈。这会在故障点产生额外的应力和温度升高,直至绕组发生故障。
一些绕组故障是:
线圈匝间
一相线圈之间
异相线圈之间
线圈或相与地之间
对以上至少一项进行故障查找可以为您的设施节省无数小时的停机时间并节省大量资金。
工业电机测试过程中做了什么?
对电机进行了各种测试。他们是:
工业电机脉冲测试
工业电机脉冲测试是工业电机预测性维护的一个组成部分。以下几个问题有助于解释大量脉冲测试对电机的影响。
脉冲测试会损坏健康或恶化的绝缘吗?
直流电阻、电感、兆欧表或 HiPot 测试能否诊断弱匝间绝缘?
脉冲试验失败后,绝缘薄弱的电机还能运行吗?
匝间短路的电机是否能够继续运行?
这是通过对低压电机进行广泛的严格测试直到引发故障来实现的。故障发生后,额外的测试调查了由于电机绝缘击穿之外的脉冲测试可能对匝间绝缘造成的恶化影响。注意:本文是根据 2003 年发表的 IEEE 论文的原始版本编辑的。
电机旋转测试
使用 MCE 进行离线测试时,检查风扇或泵电机的旋转情况。由于全会中的气流,风扇可能会继续缓慢旋转。如果连接到集管的其他泵正在运行,则连接到共享集管的泵可能会保持旋转。这将对标准测试结果产生不利影响,可能会产生高于正常的电阻和电感不平衡。
绕线转子电机测试
绕线转子电机有一个三相绕组缠绕在转子上,该绕组连接到三相启动电阻以提供启动时的电流和速度控制。电阻器组中的故障组件很常见,在进行故障排除时经常被忽视。这些损坏会对电机的完整功能产生重大影响,在对这些电机进行故障排除时必须给予高度重视。
工业电机绝缘电阻测试
工业电机绝缘呈现负温度系数,这意味着随着温度升高,电阻降低。这将使您确定断电电机的绝缘电阻在启动电机后会降低。然而,大多数情况下,电阻最初会在运行后增加,这是由于绕组温度升高导致水分蒸发。关于绝缘电阻测试的标准 IEEE43 需要将温度校正到四十摄氏度,这可能会立即将合适的测量电阻读数变成令人失望的低整流电阻读数。在发送要翻新的电机之前,请考虑空间加热器。
兆欧测试
长期以来,兆欧测试一直是大多数工程师的首选工具,而且这种简单的测试通常是对电机进行的唯一电气测试。然而,虽然兆欧测试发挥了有效作用,但它根本无法检测电机绕组内所有可能的故障。
PC 测试
现代测试设备利用 PC 控制来提供自动测试和故障诊断,从而消除了操作员解释结果的责任。该设备可以检测微弧,并自动停止测试。数据库软件允许保存所有测试输出的资源,以便可以随着时间的推移建立实践,最好是从第一手发动机的启用开始。自动化测试还有助于消除操作员错误、不同操作员应用不同参数造成的不一致以及操作员对电机施加过电压的可能性。最新的测试仪将所有静电测试结合在一台便携式设备中,还可以创建专业的测试报告。
静态或绝缘测试
它是在电机与电源断开的情况下进行的。它特别是在电机控制柜中完成,并且必须按照预定的测试顺序执行。
绕组电阻测试
它将突出显示短路、连接松动和开路。此类测试必须使用可测量低至 0.001 欧姆的精确设备进行。将电阻值校正到恒定温度(通常为 20 摄氏度)非常重要。应尽可能精确地量化电机温度,并应尽可能使用铜温。最近运行的电机不太可能处于环境温度,因此应避免使用环境温度。测试结束后,相间读数之间的一个不平衡被量化。
直流阶跃电压测试
通常在两倍线路电压加上 1000 伏特的条件下执行。电压按一系列步骤增加,并绘制漏电流图。对地有效绝缘表示线性图,而非线性图表示在泄漏电流立即放大的那个电压下的绝缘劣化。阶跃电压测试提供的信息比基本的直流耐压测试多得多。
DC Hipot 测试
只需施加一个电压,测量泄漏电流并计算兆欧。如果兆欧大于公认的最小估计值,则电机通过。即使存在导致兆欧读数较低的绝缘损坏区域,如果该值高于可接受的最小值,它仍然会通过。
浪涌测试
该测试用于验证匝间、线圈间和相间绝缘状况,通常在两倍线电压加上 1000 伏特的条件下进行。它可以识别由不正确绕组引起的短路、绝缘薄弱、不平衡和连接松动。它的工作原理是向每一相注入高压脉冲,在一匝和下一匝之间产生电位差。每个相位产生的正弦波必须彼此相等。
以上测试均为线下测试。
动态电机测试或在线测试
电气测试技术的最新补充,这涉及测量电机三相的电压和电流,同时电机在其通常设置下运行,并量化与电机相关的大量数据,电源和负载。可以识别电气和机械问题。
确定电能质量值,包括电压水平、不平衡和失真,并与行业标准进行比较。电能质量差可能表明电机内部温度升高,由于热量是绝缘的最大敌人,因此必须尽可能确定并纠正电能质量问题。
推荐的离线运行中工业电机测试是
定子绕组电阻不平衡
定子绕组绝缘电阻(Meg-Ohm 检查)
极化指数 (PI)
跨步电压测试
浪涌测试
推荐的备用工业电机测试是
定子绕组电阻不平衡
定子绕组绝缘电阻(Meg-Ohm 检查)
极化指数 (PI)
跨步电压测试
浪涌测试
推荐的新/翻新工业电机测试是
定子绕组电阻不平衡
定子绕组绝缘电阻(Meg-Ohm 检查)
极化指数 (PI)
跨步电压测试
浪涌测试