电动给水泵电机端部故障分析及改进

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发布时间：2021-08-23

资料介绍

电力安全技术第11 卷( 2009年第8期)

(4) 2006 年11 月，2 号机1 号给水泵启动时在

前置泵端的电机端部时针4 点的位置，有一极相绕

组引出线在线圈根部烧断。断口平整，两端导线尚

在同一轴线上，端部垫块、绑线完好无损、无位移。

(5) 2005 年10 月，2 号机2 号给水泵电机启动

时在前置泵端，一极间连线被烧断。断口平整，被

烧断的两端端口尚在同一轴线上，端部垫块、绑扎

线完好无损、无位移。

(6) 2006 年5 月，2 号机2号给水泵启动时在前

置泵端的电机端部时针11点的位置，有一极相绕组

引出线靠近线圈的直线部位被烧断。断口平整，被

烧断的两端导线尚在同一轴线上，端部垫块、绑扎

线完好无损、无位移。

2 故障特点

综合上述电动给水泵电机故障部位及其现象，

可以归纳总结出电机故障的几个特点。

(1) 电机故障主要发生在电机启动时，这时的

冲击电流大。

(2) 电机的故障部位，全部都在前置泵端，即

在电机各定子线圈绕组下线完成后，进行极间连接

的最后工作面处。具体部位有：

① 线圈的弯角(机械加工成型的弯角)部位；

② 在进行电机极相绕组最后连接需要进行煨

弯的部位；

③ 线圈或引线的直线部位；

④ 引线的焊接部位。

(3) 所有被烧断口两侧的导线仍在同一轴线上。

(4) 所有被烧断的断口都比较平整，导线固化

了的外包绝缘没有崩裂现象。

(5) 电机端部垫块、绑扎线完好无损、无松动、

无位移现象。

(6) 所有断口处，沿断口向两侧导线方向有一

段绝缘层空壳(导线已被烧毁，但包缠其表面的绝缘

尚未完全烧毁)。

3 电动给水泵电机端部故障原因分析

3. 1 极间连接焊口存在质量问题

极间连线焊口质量存在问题，如有气孔、夹渣

等，表现为直阻值偏大。在电机启动时，会在缺陷

点处产生大量的热量(缺陷点所释放的热量与此点的

直阻成正比，与通过它的电流平方成正比)，使缺陷

点的温度急剧上升，造成该处的缺陷进一步恶化，

直阻进一步增大。这样，在下次启动时，在同样的

启动电流冲击作用下，缺陷焊口的损伤比上一次更

大，即每一次足够大的启动电流的冲击都会进一步

恶化焊口的缺陷。如此循环往复，直至烧断。在导

体被烧断的瞬间，断口两侧拉弧，导体进一步被烧

毁，同时缠在导体外层的绝缘层被弧光烧断、绝缘

层断口两端的绝缘被部分烧毁形成一段空壳。

3.2 绕制定子线圈的线材存在缺陷

绕制定子线圈的线材存在缺陷，如有细微裂

纹、夹渣、材质不均匀，或在对绕制线圈的线材进

行退火处理时，由于工艺问题造成退火不均或不充

分，或者在制作线圈时某些部位又重新被淬火，造

成该部位的直阻偏大。这些缺陷点被启动电流冲击

后，不断恶化直至烧断、放炮。其故障的发展机

理如前所述。

3.3 定子线圈在机械成型时产生裂纹

定子线圈在机械成型时，在弯角处产生细微裂

纹，或者由于电机在下线完成后，对端部极相绕组

引线进行煨弯时，由于工艺掌握不好造成细微裂

纹。细微裂纹的出现使该处的直流电阻偏大，在足

够大的电流冲击下，裂纹缺陷逐步发展直至将线匝

烧断放炮，其发展机理也同前述。

4 改造方案

根据以上分析，只要能限制在线圈细微缺陷部

位所产生的热量，使其不足以使该部位的细微缺陷

进一步恶化，就能解决电机端部放炮的问题。根据

焦耳—楞次定律，降低电流，可减少产生的热量，避

免线圈缺陷进一步恶化。据此，在不改变电机铭牌

参数的前提下，确立了如下改造方案：

(1) 将二路星形接线改为四路星形接线，线圈

由原四股并绕五匝改为二股并绕十匝，使通过电机

每一线圈中的电流减小为原设计的一半；

(2) 将原自由联接的端部极间连线改为各支路

用导电铜环连接，铜环牢固绑紧，并且牢固地用铁

支柱支承；

(3) 完善线圈和端部的固定方式，使电机线圈

和端部更加紧密地成为一体。

经过上述改造的电机投入使用至今，虽经频繁

启动，但在每年一度的预防性试验中，其直流电阻

的不平衡系数几乎没有变化，电机端部故障再未出

现，电机的改造达到了预期的效果。

(收稿日期： 5)

J ish uga iza o

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