1.电动机安全运行基本条件
(1)电动机的安装和试验应符合电气装置安装工程施工及验收规范的要求,标准号GB50170—2006和GB 50150—2006,电动机及其起动控制装置和电源,必须按周期巡视检查、检修及试验。
(2)电动机应在其额定电压(误差为±5%)的范围内且交流电的频率为(50±0.5)Hz的范围内运行,进而保证其出力不变。重要负荷应配置电压保护或稳压设备,配置频率保护或变频装置。
(3)电动机运行时冷却空气的温度不得超过35℃。当电动机周围的空气温度超过35℃时,应先设法降低电动机外壳的温度,如无效,则应适当降低电动机的负荷,见表8-14。当周围空气温度低于35℃时,则电动机的负荷可按表8-15适当增加。
表8-14 冷却空气温度升高对电动机出力的影响
表8-15 冷却空气温度降低时对电动机出力的影响
(4)电动机运行时各部分的允许温度和允许温升不应超过制造厂规定。如无规定,可按表8-16的规定执行。
(5)电动机满负荷运行时,各相间电压的不平衡度不得超过5%;电流的不平衡度不得超过额定电流的10%。
(6)电动机采用熔丝保护,只适用于小型电动机,容量较大的电动机应采用断路器、电流继电器和热继电器保护。
(7)电动机运行时的振动,不应超过表8-17的规定。
表8-16 电动机各部分最高允许温度(t)与温升(θ) (周围额定空气温度te=35℃)
注:① 绕组温度用电阻法测量。利用金属导体的电阻随金属导体的温度而增加的特性,可从电动机温度的变化得知电阻数值相应的变化,从而可导出电动机的温度。
② 铁心温度用酒精温度计测量,在有磁场的地方,不能用水银温度计测量,以免水银中产生涡流损耗而发热。温度计应紧贴在铁心上,并用油灰覆盖,以防止发热。
表8-17 电动机轴承振动允许值
(8)室外供给冷却空气的电动机,停机后应立即停止冷却空气的供给,以防电动机受潮。一般采用联锁装置。
(9)电动机停止使用三个月及以上再次投入运行前应摇测绝缘电阻。电机额定电压为500V以上者,应用1000V或2500V的绝缘电阻表;500V以下者,应用500V绝缘电阻表。低压电动机应大于0.5MΩ,高压电动机定子线圈应大于1500Ω/V。转子线圈,应大于1000Ω/V。起动柜控制回路应大于1MΩ。同时应检查电动机和控制柜。
(10)高压异步电动机,在正常情况下,允许冷态下连续起动3~5次;热态下连续起动1~2次。高压电动机不宜频繁起动。
(11)电动机的起动、停止的操作程序应按电动机及其起动器的正确操作规程执行并满足被拖设备的要求。自动装置的电动机应按程序自动进行工作,并有手动控制以便调整。
(12)防爆通风的电动机与通风系统应有联锁装置。运行时必须先开动通风系统。只有在预通风的时间内,通过的新鲜空气量不少于电动机及其通风系统容积的5倍时,才能接通电动机的主电源。
(13)电动机起动前,有条件的应先盘车,并按被拖设备的负载特性判断是否阻卡,同时空试起动器,起动器动作应正确。任何时候都不得强行起动。
(14)电动机失电压或欠电压掉闸后,不允许自行起动的,应装有低电压保护装置,大型电机再起动时应先空载起动。
(15)电动机应按负载特性装设过载、短路、断相、失电压、漏电保护装置,不允许反转的还应装置相序保护装置。
(16)电动机应有以下技术资料,并存档备案:电动机原始技术资料,电动机安装及调整技术资料,保护装置及二次控制回路接线图,缺陷及巡视检查记录,运行记录,检修及修理记录,电动机试验及绝缘分析记录,电动机选择依据及计算数据等。
2.电动机的巡视检查
(1)电动机运行中的巡视检查是根据安装地点的环境及使用特点制定周期的,有人值班的应每班一次;无人值班的应每周一次。
(2)电动机的控制、保护、仪表、自动装置、起停、联锁等装置应定期检查、调整及试验。应按运行情况决定,每年至少一次。
(3)电动机的通风冷却设施应每周巡视检查两次。对油环润滑电动机的轴承,每班至少巡视检查两次。
(4)频繁起动的电动机、容量较大的电动机、重载起动的电动机使用条件恶劣的电动机及其起动设备、附属设施应增加巡视检查次数。
(5)巡视检查的项目内容:
1)电动机的电流是否超过允许值,是否与实际负荷相对应,是否存在突变,电压是否在允许范围以内,是否断相运行,应用钳形表实测。三相电流、三相电压是否平衡。
2)电动机各部位的温度是否超过允许值,见表8-16。一般用点式温度计,有条件的应用红外测温仪。
3)轴承是否过热,有无异常声音,油位指示器的油位是否正常,油环转动是否灵活。轴承测温用表同上。
4)电动机运行声音和振动是否正常,有无异常声音吼叫、气味、焦煳味及打火等异常现象。见表8-17。
5)电动机的转速是否正常,有无转速不匀现象,应用转速表检查。有无随转动的不均匀声响或周期转动的声响。
6)大型电动机由室外引入冷却空气的电机应注意空气管路是否畅通,各连接部是否紧密,管路上的闸门位置是否正确。自然通风的通风是否良好。联锁装置是否可靠、动作是否正确。
7)电动机的接线、接地线的连接是否松动,有无过热或打火现象或黑迹。导线的绝缘皮有无起皱。
8)电动机的风扇、风扇罩、传送带或联轴器的护罩是否完好,室外电动机的防护篷是否完好。电动机本体是否洁静,有无杂物或污迹,通风槽是否被堵塞等。周围环境是否与电机要求相符。
9)电动机的地脚螺栓是否松动,基础是否完好,周围有否杂物等。室外电动机在雨后必须检查基础的塌陷、移位情况。
10)同步电动机、绕线电机、直流电动机还应检查电刷与集电环的接触情况是否良好,打火是否严重。集电环电动机集电环短路手柄是否在运行位置,电刷是否已抬起。同步电动机的励磁系统是否正常。
11)调速电机在运行中应根据生产工艺的需要,检查调速功能是否正常,调速范围是否满足工艺要求。调速装置是否正常。
(6)电动机运行前应检查的项目内容:
1)人容易碰触的传动部位的保护设施是否牢固,周围有无杂物水渍。新投入运行的电动机还应检查使用条件、接线与铭牌数据是否相符,绝缘电阻、线圈直流电阻、接线方式空载电流、转速、噪声及轴承等。
2)电动机的控制、保护设备是否完好,控制、保护设备的接地线是否正常。工作是否正常,必要时应空投试验动作的正确性。应按低压电器的相关内容进行检查。
3)新投入运行的电动机应检查轴承和充油起动设备中是否缺油,如系强力润滑,应先使油路投入运行。轴承用水冷却,应先打开冷却水。
4)电动机的轴能否自由转动,对于滑动轴承转子的轴承游动量每边应有1~2mm的框量,应配合盘车进一步检查。
5)能盘车的机械必须进行盘车,以证实转子与定子不互相摩擦及轴承转动良好,所带的机械设备处于完好状态,没有被卡死阻塞。特别是重载起动的电动机必须盘车。
6)室外引入冷却空气的,应先检查闸门是否已打开,通风口有无被堵塞等。联锁是否正常、可靠。
7)新投入运行的电动机,检查完毕后,应摘下传送带或联轴器不拖动负荷空转8~16h,并注意空电流一般为1/3额定电流左右、轴承及机壳温升,声音、振动、局部发热等现象,如有不正常现象,就应停车排除。
(7)自动控制的多台电动机,检查联锁装置和自动制动装置是否正常可靠。自动控制的程序应与工艺要求相吻合。特别是要注意检查各种传感器及其转化为电信号的装置是否正常。
(8)远控和多点控制的电动机,检查各控制点“起、停”信号是否正确,检查相对应的联锁装置是否可靠。互为备用自起动的电动机应检查电气联锁和机械联锁装置是否可靠。必要时应进行联锁试验。
(9)电刷、集电环的检查:
1)电刷与集电环间接触磨损是否正常,运行中有无火花,通常应清理集电环表面,用零号砂布打磨集电环,并校正电刷弹簧的压力。打磨时用与集电环同弧的压板压住。见图8-1。
2)电刷铜辫子是否完好,接触是否紧密,是否与外壳短路及过热变色现象。电刷磨损到2/3时应更换。
3)电刷与刷握内应无污垢,如有积炭就应及时清除干净。
(10)运行中的电动机,绕组的绝缘电阻值(换算到同一温度下),与上次相比较降低50%及以上时,则应作耐压试验。绝缘电阻的测量一般是6个月进行一次。
图8-1 集电环的正确打磨方法
3.电动机的检修及试验
(1)电动机的检修应根据安装场所的环境条件、电动机的型号及运行情况确定。正常条件下,小修周期为半年~1年;大修周期为1~2年。使用环境良好的场所,周期可适当延长一年。
(2)小修项目内容:
1)空载试验,测量空载电流,并测量负载电流、三相应基本相同。
2)检查电动机外观,风扇叶及安装情况,联轴器传送带等。
3)清除电动机外部灰迹及油垢,清除外壳风道的杂物。
4)检查轴承前后、上下左右框量及其润滑情况,补或换润滑油,或更换轴承。
5)检查集电环和换向器,调整或更换电刷。
6)紧固各部螺钉,如接线端子、地线端子及与基础地脚螺栓。
7)摇测相与相、相与外壳(地)的绝缘电阻。
8)检查引出线的连接及包扎捆绑绝缘情况是否良好。
9)检查和清扫起动控制设备,检查操作标志字样是否清楚,起动程序及动作是否正常,元件有无损坏或缺陷等。
10)清除电动机内部积灰油污,检查定子和转子有无不妥或扫膛等。
11)检查拖动负载是否有变化或被卡住或盘车费力。
(3)大修项目内容:
1)小修各项目内容应符合要求及小修不能解决的问题。
2)电动机解体,清洗内部污垢油渍并检查接线情况。
3)检查定子线圈、磁极线圈的绝缘情况,槽楔是否松动,线圈匝间有无短路或烧毁痕迹,短路或烧毁的应更换绕组。摇测相与相、相与外壳(地)的绝缘电阻。
4)检查铁心有无松动及与转子有无摩擦痕迹,检查轴承(上、下、左、右、前、后)框量更换轴承。
5)检查转子或线圈有无断裂或烧毁,转子平衡块及风扇是否松动完好。做动平衡试验。
6)绕组绝缘处理、刷漆、干燥、焊接、绑扎、紧固等。
7)检查通风、冷却、润滑系统是否符合要求。
8)电动机组装、喷漆防腐。
9)测量电动机线圈及起动装置的直流电阻,其结果与上次结果或制造厂数据比较,差值不应大于20%,且三相平衡。测出的电阻值应按式(8-1)换算成同一温度下的数值
式中 R1——温度为t1时所测得的直流电阻值;
R2——换算到温度为t2时的直流电阻值。
10)高压电动机保护装置的检查、调整及试验。
(4)保留大修后的试验项目:
1)绝缘电阻及500kW以上电动机的吸收比的测量。
2)定子绕组交流耐压试验,40kW以下可摇测绝缘电阻(1000V绝缘电阻表)。
3)绕线式电动机转子绕组的交流耐压试验。
4)转子及定子绑线的绝缘电阻(一般用2500V的绝缘电阻表)。
6)起动变阻器的绝缘电阻、直流电阻及交流耐压试验。
7)定子绕组的极性及其连接的正确性。
8)高压电动机及容量在320kW及以上的电动机应做直流耐压及泄漏电流的测量。
9)高压电动机轴承的绝缘电阻。
10)空载试验及转速的测定,空载电流应为1/3额定电流。
11)噪声及振动的测定。
(5)直流电动机大修后的试验项目:
1)励磁机励电枢绕组对轴及金属绑线的绝缘电阻。
2)绕组对外壳、电枢绕组及绑线对轴的交流耐压试验。
3)绕组的直流电阻。
4)电枢整流片间的直流电阻。
5)可变电阻器的绝缘电阻、直流电阻及交流耐压试验。
6)绕组的极性及连接组别的正确性。
7)空负荷试验及转速的测定。
(6)同步电动机大修后的试验:
1)绕组对机壳及其相间绝缘电阻的测定。
2)绕组冷态下的直流电阻。
3)励磁机试验。(www.xing528.com)
4)空载试验及转速的测定。
5)绕组对机壳交流耐压试验。
6)轴电流的测量。
7)绕组的极性及连接组别的正确性。
(7)不可逆电动机及拖动的设备,检修后应对其转动方向是否与原来标明的方向一致加以说明。必须保证拖动负载后的第一次起动应与设备要求相同。
4.电动机异常运行及故障处理
(1)电动机发生下列情况之一者必须立即停止运行:
1)电动机或起动器内冒烟起火或打火严重。
2)电动机剧烈振动,危及安全运行。
3)轴承温度超过允许最高温度值。
4)电动机温度超过允许值且转速下降。
5)单相运行(从明显的运行不正常、声音或三相电流表来判断)。
6)电动机内部发生撞击或扫膛。
7)电动机堵转运行,转速明显下降。
8)电动机声音不正常、吼叫、绞磁声或声音过大。
9)电动机转速不正常时快时慢并伴随声音。
10)其他有碍正常运行的不正常现象。
(2)电动机发生故障后处理程序:
1)使电动机停止转动后,切断电源并拆下传送带或解开联轴器。
2)检查电源电压是否正常,是否单相或电压不足,并将总电源开关拉掉。
3)检查起动设备是否正常,保护装置及空投试验是否正常,是否误动作。
4)电动机驱动的设备是否正常,能否盘车,有无卡阻。
5)电动机有无故障,有无断线、碰壳,直流电阻三相是否相等,绝缘电阻是否正常,有无局部发热烫手。
6)电动机轴承是否损坏卡住,润滑脂是否干枯、变质或严重缺油,手能否转动电机。
7)打开电动机端盖或电机解体,检查定子有无烧焦、烧断,转子铜条断裂及扫膛或引出线断开等。
8)电动机能否空载运行,空载电流三相是否相等且近似为额定电流的1/3,空载运行是否正常等。
9)电动机及起动器周围温度是否过高等,直到查到原因并修复处理。
10)没有找出原因时,不得强行起动。
(3)电动机起动时的故障判断 电动机起动后,电动机不转或转动困难、达不到全速、“嗡嗡”声严重且不转、起动即跳闸、起动即熔断熔丝、起动困难或有焦煳味、打火、冒烟等异常现象,这时应立即将电源切断,并检查原因:
1)电压电源太低或断相。
2)定子回路有断线现象。
3)转子回路断线或接触不良。
4)电动机或被拖机械卡阻。
5)转子与定子相碰扫膛。
6)负荷太重。
7)过载保护装置整定值调整太小或熔丝选择不当。
8)电动机内部有局部短路现象。
9)电动机绝缘电阻太低。
10)起动设备故障或起动设备选择不当或操作有误或自动开关动作。
11)电动机绕组极性或接线方式有误、电动机平衡性能不良或电动机与被拖设备不匹配等。
(4)电动机运行中产生过热的原因:
1)电压、电流、转速不正常或单相运行。
2)负荷太重或过负荷时间太长。
3)内部错误接线或内部局部短路或转子回路开路。
4)线圈包扎不紧或浸漆不充分,绝缘材料之间存在空隙。
5)绝缘电阻太低,漏电严重。
6)周围空气温度太高或通风不良。
7)轴承损坏或严重缺油或装配时配合不良。
8)传送带过紧或联轴器装配不好。
9)通风槽堵塞。
10)电刷与集电环不匹配、质量低。
11)轴头不正或平衡性能不良。
12)风叶故障,使排风量不足。
13)电动机与负荷不匹配等。
(5)集电环上严重冒火的原因:
1)电刷压力调整不均匀。
2)电刷与引线接触不良。
3)集电环表面不平、有麻点砂眼或有污垢。
4)电刷选择不当,质量低。
5)维护不当,长时间不清扫检查。
6)检修质量低,刷架调整不当。
7)电刷在刷握内被轧住。
8)电刷与集电环(椭圆度)不匹配等。
(6)电动机振动太大的原因:
1)转子不平衡。
2)带轮不平衡或轴孔偏小。
3)轴头弯曲。
4)被拖设备不平衡或偏小。
5)轴承已坏或选择不当。
6)电源质量不良。
7)基础或地脚螺栓松动。
(7)电动机运行时电流不稳定的原因:
1)绕线式电动机一相电刷接触不良。
2)绕线式电动机集电环短路装置接触不良。
3)绕线式电动机转子一相断路。
4)笼型电动机转子断条或起动设备某相接触不良。
5)所带负载不稳定,或电源质量不良。
6)轴头弯曲
7)传送带不匹配或联轴器故障。
(8)电机运行时声音异常的原因:
1)定子与转子相碰。
2)电动机单相运行。
3)转子风叶碰壳。
4)转子与绝缘纸摩擦。
5)轴承严重缺油。
6)机壳内有异物。
7)负荷不稳定。
8)轴承损坏。
9)线圈接线有误。
5.电动机的运行要点
(1)电动机运行中主要监视的项目和标准:
1)电流。三相电流平衡且不超过额定电流并与实际负荷相符。一般情况下,运行电流为3/4额定电流为最佳状态。
2)温度。各部温度不超过表8-16的规定。
3)声音。均匀的“嗡嗡”声,无异常放电、绞磁声或机械声响。
4)振动。不超过表8-17的规定。
5)转速。均匀且与铭牌相符。
6)起动设备运行正常且信号装置状态与电动机实行运行状况相符。
7)电压正常。
(2)运行人员应随时观测电动机运行状态,并按上述标准及要求记录运行日志,电工值班人员应每两小时对重要电动机观测一次。
6.电动机起动设备及控制装置
(1)电动机起动设备及控制装置应按其电压等级分别与高压配电装置或低压配电装置的巡视检查、清扫检修及试验的周期、内容、运行中注意事项基本相同。
(2)电动机起动设备及控制装置在起动电动机时,如不能正常起动或发生异常,应检查起动控制电路、元器件或空试起动设备及检查电动机和负荷,不得强行起动。大型电动机起动前特别重要的是要盘车,以便发现问题。同时应空试起动设备。
(3)运行中的起动设备及控制装置自动跳闸将电动机停下后,应先分析跳闸或熔丝熔断原因并检查起动控制电路、元器件及电动机和负荷,找出原因并修复或处理后,方可重新起动,最重要的是要盘车。任何情况和时候,严禁强行起动。
(4)高压电动机及容量较大的低压电动机,起动前应先检查电压是否正常。油路是否畅通,油压及油温是否正常。检查冷却水管路是否通畅,油泵、水泵是否工作正常,有碍于运行的不妥之处应及时处理,同时应检查电动机的通风及外观等情况是否良好。
(5)自耦减压起动器适用于中载或重载笼型电动机及大型电动机的起动,起车困难时,应把自耦变压器的抽头调到电压较高的抽头上。时间继电器的切换应在起动电流降至接近额定电流时或者转速达到额定转速的80%以上时动作。电动机起动时,应保证过负荷保护不动作。电动机起动时间过长或起动引起电动机温度升高很大时,应减轻负荷起动,或更换起动转矩较大的电动机。选用自耦减压起动器时,自耦变压器起动电动机的容量应大于实际起动电动机容量一个等级。控制电路应有单独的电源。
(6)起动器仅适用于轻负荷起动且为三角形联结的中小型笼型电动机,容量较大及重负荷起动的电动机不适于用起动器起动,这要特别注意。时间继电器的切换及过负荷保护要求同自耦减压起动器。起动器的容量应大于实际起动电动机容量一个等级。控制电路应有单独的电源。
(7)电阻/电抗串联起动器适用于中载或重载笼型电动机的起动,起动困难时,应适当减小电阻或电抗。时间继电器的切换及过载保护要求同自耦减压起动器。电阻或电抗串联起动器的设置必须考虑电阻或电抗的散热问题,其容量应大于起动电机容量一个等级。控制电路应有单独的电源。
(8)频敏变阻起动器适用于绕线式电动机的起动,时间继电器的切换及过载保护要求同自耦减压起动器。选用频敏变阻起动器时,频敏变阻器起动电动机的容量应大于实际起动电动机容量一个等级。控制电路应有单独的电源。
(9)变频式交流电动机起动器适合于交流电动机的起动,选用变频起动器时,变频起动器起动电动机的容量应大于实际起动电机容量一个等级。变频起动器的巡视检查、清扫检修及试验见前述电力变流设备内容。
(10)直接起动装置仅适用于10kW以下或轻载起动的40kW以下的电动机,刀开关只能用于10kW以下的电动机。
(11)电动机起动设备及控制装置的安装应符合GB 50254—1996的要求,并有良好的通风,同时应由专人维护检修,并制定维护检修手册及规程,有利于电动机的安全运行,也有利于起动设备的安全使用并延长其使用寿命。任何人不得随意变动其接线和过载保护整定值。
(12)起动设备及控制装置中的保护继电器及其二次回路运行中必须保证接线正确可靠。各种继电器的整定值应每季校验整定一次,并用漆封好。二次回路应用不小于1.5mm2的硬塑铜线,电流回路应用不小于2.5mm2的硬塑铜线,每半年摇测一次其绝缘电阻,其阻值应大于1MΩ。每周应校验一次起动设备及控制装置的动作程序的正确可靠性,一般是将总电源开关拉掉,然后操作控制按钮,观察在没有负载的情况下,继电器和接触器动作的正确与否,并检测接触器的吸合状态。因此,要求控制电路应有单独的电源,应从总电源开关上闸口接线。
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