谈电机绕组匝间故障原因及危害
2019-10-14 16:40:22 来源：电机技术日参
【哔哥哔特导读】匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。
电动机的电气故障包括匝间、相间和对地，相间和对地故障人为性的问题多一些，但匝间故障的原因则相对复杂，Ms.参今天就匝间故障的原因与危害与大家进行一个简单交流。
1匝间故障简单介绍
匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。短路匝数足够多时，会使熔断器烧断，甚至绕组烧焦冒烟。当三相绕组有一相发生匝间短路时，相当于该相绕组匝数减少，定子三相电流就不平衡。不平衡的三相电流使电动机振动，同时发出不正常的声音。电动机平均转矩显著下降，拖动负载时就显得无力。
电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用;嵌线时造成绝缘损坏;绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿;端部和层间绝缘材料没热好或整形时损坏;端部连接线绝缘损坏;过电压或遭雷击使绝缘击穿：转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏;金属异物落入电动机内部和油污过多。相间短路的电机短路点会瞬间烧断融化，导致电机无法工作，匝间短路的电机会电流不正常，稍后冒烟甚至起火，烧毁至电机无法工作。
2为何会发生匝间故障?
电动机绕组的匝间接触面积与绕组的匝长基本相同。匝间绝缘往往是电磁线本身的绝缘或很薄的附加匝间绝缘，如薄膜或云母垫条等。匝间绝缘的介电强度远不如对地绝缘。此外，匝间绝缘在绕线、嵌线、拉形、复形、烘压等工序中都可能受到损伤。
电动机在运行中绕组绝缘承受工频电压、瞬时过电压、操作过电压和雷电过电压。这些电压同时作用于对地绝缘和匝间绝缘上。
额定匝间工频电压仅几十伏，对匝间绝缘损伤少。损伤匝间绝缘的主要因素是各种过电压。过电压是一种非周期性的瞬态电压，称为冲击过电压，其峰值可高达额定电压的数十倍，波前时间可短至0.1微秒。在幅值升降的同时以一定速度进入到电机绕组。如果在波前时间内波前部分全部进入线圈第1匝内，则匝间绝缘承受到峰值电压，如果进入第1-~2匝内，则减为一半。一般认为，在高压电机中，由于导线排列整齐，冲击波的幅值均匀分布在绕组的第1只线圈各匝之间，匝间绝缘承受的冲击电压为幅值除以第1只线圈的匝数。在散嵌绕组中具有随机性。从第2只线圈开始，分布电容衰减的作用使幅值下降。因此，匝间绝缘是电机绝缘结构中的薄弱环节。
匝间故障的短路匝在电动机内部，在交变磁场的作用下，产生感应电动势，短路匝自成回路，感应电动势就在这个电阻很小的闭合回路中产生很大的电流。该电流高达额定电流的若干倍，使短路匝的温度比其他匝高，时间一长，绝缘材料便老化、焦脆脱落，由匝间绝缘损坏开始，最终可能导致相间或对地绝缘的击穿，最终烧坏电动机。所以，要延长电动机的运行寿命，提高匝间绝缘的优良机电强度和工艺性能很有必要。
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