一起电机运行中磁性槽楔脱落的原因分析和对策

一起电机运行中磁性槽楔脱落的原因分析和对策

戴文

（镇海石化建安工程有限公司浙江宁波315207）

摘要：针对一起电机运行中发生磁性槽楔脱落引起跳车事件，通过返厂解体分析主要原因，并提出了一些处理建议。

关键词：电机；磁性槽楔；绕组；脱落

0引言

2015年11月某输送泵电机(电机,型号为Y2W500-2WTH，额定电压6kV，额定功率1250kW，额定电流142.4A)回路B相接地保护动作跳车，电机解体抽芯检查发现电机内部绕组绝缘遭到破坏后对地（铁芯）击穿。

1解体检查情况

电机解体检查发现，内部共48个定子线圈槽，超过一半以上的定子线圈槽内用于固定线圈的磁性槽楔有不同程度的脱落、凸起、碎裂等损坏现象，且分布于各处。

相比较而言每道线槽内两根磁性槽楔拼接处两端延伸段损坏较为明显、集中，绕组的端部不太明显，绕组端部集中散落有磨损成小片磁性槽楔碎片。最为严重的在定子线圈直线部分的中部约为转子中心高处一侧槽内绕组有明显绕组对铁芯击穿导致绕组铜芯线圈熔化的痕迹，此处也是导致本次接地短路的直接故障点，转子各处外表面不同程度受到脱落、碎裂的磁性槽楔等异物相互刮擦后留下的明显划痕（详见图1）。

会同厂家抽芯解体检查，该批次的电机内部槽楔均采用磁性槽楔。

2原因分析

2.1磁性槽楔概述

磁性槽楔是在电机上使用一种导磁性槽楔，一般是在树脂中均匀加入了一些还原性铁粉，然后用无碱玻纤布复合增强热压成导磁板，主要为了减小电机能量转换损耗中的杂散损耗，具有节能、降低电机温升、电磁噪音、振动和启动转矩等优点。国内外厂家在一些电机上有推广应用，但目前在设计、选型、制造工艺等方面不过关，电机运行中磁性槽楔会出现松动脱落问题，因而经常受到用户的质疑或否定，造成负面影响且损耗较大。其在定子槽内分布如图2所示。

图1电机解体后检查情况图2磁性槽楔在定子槽内分布示意图

2.2磁性槽楔脱落原因分析

结合电机解体检查及磁性槽楔在定子槽内分布综合分析，主要由于用于固定绕组的磁性槽楔材质和选型上存在缺陷引起，其机械强度、几何尺寸、与定子铁芯槽口间的配合、装配工艺及后续粘合处理上存在缺陷等。从破坏的断面来看所使用的磁性槽楔在厚度方向（即电机轴向）缺少纤维，电机运行后绕组载流（启动瞬间其电流值更大）产生热量在图2中各部件均热胀冷缩，在金属槽口、层间及槽底垫层、上下层绕组、上层磁性槽楔及前后磁性槽楔间接缝处由于各材质膨胀系数不一，加之电机运行振动、磁性材料在磁场、电场中受力，导致磁性槽楔变形，致使磁性槽楔边缘处易凸起甚至翘起，与转动的转子之间相互刮擦，之后将会使磁性槽楔发生撕裂、脱落、磨损，形成的碎片进入定子与转子间的气隙内，这些碎片在狭小的气隙内随转子、气流无规则运动，如此恶性循环，进一步摩擦等破坏了其它磁性槽楔，直接破坏了定子线圈的绝缘层，最终绝缘破坏最厉害处绕组首先对地击穿导致保护动作跳车。

3防范措施和改进建议

经查阅过往同行或制造厂家的技术文献和公开发表的资料，并结合同型号的电机过往运行经验，磁性槽楔脱落导致电机损坏时有发生，从设备可靠运行角度考虑，应立即停用或更换在用的此类型的磁性槽楔的电机（本次与厂家沟通后也提出同样处理建议），或邀请厂家进行专项抽芯检查，重点检查内部的磁性槽楔状态及绕组绝缘，由厂家专门制定有效的更换磁性槽楔措施整改处理，并加强日后的维护和定期检查、巡检。

该例电机事故采取的是由厂家抽芯检查，更换新电机并安排其他同类型电机专项检查。

另外从用户和电机长周期运行的角度建议：

(1)若选用磁性槽楔结构的电机，首先应选用大品牌厂家且在此类型电机实际使用上积累了一定经验、优质磁性槽楔结构电机，确保磁性槽楔的电气、机械强度（各方向、角度）、几何（与槽口、绕组等配合）、化学、热稳定性等各指标符合要求。

（2）在电机选型上，对采用磁性槽楔的电机要细化技术协议，充分的市场调研，对重要的电机设备，将可靠性放在首位，若发现该批次或同类型的电机发生过某一具有普遍性的故障缺陷，厂家应及时通知用户安排专项的检查确认。

（3）严格执行磁性槽楔装配工艺要求，在人员培训、装配工艺选择、装配工具和方案、质检等方面严格把关，确保制造装配全程可控。

重点是控制装配间隙，装配时应采用专用工具，须均匀受力，避免磁性槽楔受力不均或损伤等缺陷；槽楔朝绕组的一面要刷专用粘合剂；控制好真空压力浸漆设备的参数，保证油漆能渗入槽楔的各个接触面，提高槽楔的紧固程度；装配后应在定子铁芯内表面已完成的部分均匀地涂刷粘合剂等，确保其牢固度。

（4）严格控制定子铁芯槽口和定子线圈槽内部分几何形状不规则性，以进一步满足磁性槽楔装配的工艺质量要求。

（5）加强设备制造或修理过程中的质量验收把关，避免在制造或修理过程中发生因材质、工艺不当等造成的设备隐患。

（6）新电机投用前要严格把关，做好抽芯检查。

（7）日常加强电机巡检，发现电机振动、温度及声音异常时，尤其是夏季大负荷期间电机的温度和温升，发现影响正常运行的缺陷及时消除；避免电动机频繁启动，冷态、热态启动时间间隔和次数严格执行电机运行规程。

（8）做好日常检修和试验，发现问题及时处理，检修时要重点检查磁性槽楔，可根据磁性槽楔的外观变化判断其是否失效。若经过长期运行的磁性槽楔表面出现掉粉、开裂等现象，则可判定其失效，应安排整改检修。

4结束语

综上所述，从用户角度来讲，应选用主流产品，对新工艺、新材料类产品的应用应不断积累经验，尽量使用技术成熟、材料过硬、质量过关、运行可靠的产品。应用前对于重要机组可驻厂监造，应用后应加强日常巡检和检修质量验收，采用磁性槽楔的电机要有针对性的开展抽芯检查，及时处理槽楔故障或更换，确保电机设备“长、满、安、优”运行。

参考文献

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