大型機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試過程中的問題分析及處理措施

1、大型機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試過程中的問題分析及處理措施    摘 要：本文根據(jù)筆者多年機(jī)電設(shè)備安裝實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從電動(dòng)機(jī)調(diào)試起動(dòng)前、運(yùn)行過程、故障原因諸多細(xì)節(jié)檢查人手，詳細(xì)介紹了大型機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試過程中過程中經(jīng)常出現(xiàn)或者有可能出現(xiàn)的問題，并以典型回路為例，具體分析闡述了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)失效的原因及解決辦法，并就電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的監(jiān)視與維護(hù)進(jìn)行了扼要說明，供同行參考。 關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；安裝調(diào)試；故障；控制與保護(hù) 1 概述 在工程機(jī)電設(shè)備安裝施工完成之后，通常要對(duì)電動(dòng)機(jī)及其所帶的機(jī)械作單機(jī)起動(dòng)調(diào)試。調(diào)試運(yùn)行設(shè)備是在施工單位人員的操作下，按照正式生產(chǎn)或使用的條件和要求進(jìn)行較長

2、時(shí)間的工作運(yùn)轉(zhuǎn)，與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行對(duì)比。目的是考驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和安裝調(diào)試的質(zhì)量，驗(yàn)證設(shè)備連續(xù)工作的可能性，對(duì)設(shè)備性能作一檢測，并將檢測的數(shù)據(jù)與設(shè)備制造出了記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)設(shè)備工程的質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。在實(shí)際工作中設(shè)備的試運(yùn)行往往會(huì)碰到意想不到的異常現(xiàn)象，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗而跳閘，較大容量的電動(dòng)機(jī)機(jī)會(huì)便多一些。為了便于事后分析，而電機(jī)起動(dòng)之前，我們就應(yīng)做好事前準(zhǔn)備工作(尤其是大型電動(dòng)機(jī)更需要重視)，并對(duì)檢查的結(jié)果加以分析。 2 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的檢查與試運(yùn)行檢查 21啟動(dòng)前的檢查 211新安裝的或停用三個(gè)月以上的電動(dòng)機(jī)，用兆歐表測量電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)繞組之間及每項(xiàng)繞組與地(機(jī)殼)之間的絕緣電阻，測試前應(yīng)拆

3、除電動(dòng)機(jī)出線端子上的所有外部接線。通常對(duì)500V以下的電動(dòng)機(jī)用500V兆 歐表測量，對(duì)5003000V電動(dòng)機(jī)用1000V兆歐表測量其絕緣電阻。按要求，電動(dòng)機(jī)每1KV工作電壓，絕緣電阻不得低于1MB?，電壓在1kV以下、容量為了1000kW及以下的電動(dòng)機(jī)，其絕緣電阻應(yīng)不低于0.5MB?。如絕緣電阻較低，則應(yīng)先將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行烘干處理，然后再測絕緣電阻，合格后才通電使用。 212檢查二次回路接線是否正確，二次回路接線檢查可以在未接電動(dòng)機(jī)情況下先模擬動(dòng)作一次，確認(rèn)各環(huán)節(jié)動(dòng)作無誤，包括信號(hào)燈顯示正確與否。檢查電動(dòng)機(jī)引出線的連接是否正確，相序和旋轉(zhuǎn)方向是否符合要求，接地或接零是否良好，導(dǎo)線截面積是否符合要求

4、。 213檢查電動(dòng)機(jī)內(nèi)部有無雜物，用干燥、清潔的200-300kPa的壓縮空氣吹凈內(nèi)部(可使用電吹風(fēng)機(jī)或手風(fēng)箱等來吹)，但不能碰壞繞組。 214檢查電動(dòng)機(jī)銘牌所示電壓，頻率與所接電源電壓、頻率是否相符，電源電壓是否穩(wěn)定(通常允許電源電壓波動(dòng)范圍為±5)，接法是否與銘牌所示相同。如果是降壓起動(dòng)，還要檢查起動(dòng)設(shè)備的接線是否正確。 215檢查電動(dòng)機(jī)緊固螺栓是否松動(dòng)，軸承是否缺油，定子與轉(zhuǎn)子的間隙是否合理，間隙處是否清潔和有無雜物。檢查機(jī)組周圍有無妨礙運(yùn)行的雜物，電動(dòng)機(jī)和所傳動(dòng)機(jī)械的基礎(chǔ)是否牢固。 216檢查保護(hù)電器(斷路器、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器等)整定值是否合適。動(dòng)、靜觸頭接觸是否

5、良好。檢查控制裝置的容量是否合適，熔體是否完好，規(guī)格、容量是否符合要求和裝接是否牢固。 217電刷與換向器或滑環(huán)接觸是否良好，電刷壓力是否符合制造廠的規(guī)定。 218檢查啟動(dòng)設(shè)備是否完好，接線是否正確，規(guī)格是否符合電動(dòng)機(jī)要求。用手扳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和所傳動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸(如水泵、風(fēng)機(jī)等)，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無卡澀、摩擦和掃膛現(xiàn)象。確認(rèn)安裝良好，轉(zhuǎn)動(dòng)無礙。 219檢查傳動(dòng)裝置是否符合要求。傳動(dòng)帶松緊是否適度，聯(lián)軸器連接是否完好。 2110檢查電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)是否正常。觀察是否有泄漏印痕，轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，看轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無摩擦聲或其它異聲。 2111檢查電動(dòng)機(jī)外殼的接地或接零保護(hù)是否

6、可靠和符合要求。 22電動(dòng)機(jī)試運(yùn)行過程中檢查 221啟動(dòng)時(shí)檢查 2211電動(dòng)機(jī)在通電試運(yùn)行時(shí)必須提醒在場人員注意，傳動(dòng)部分附近不應(yīng)有其它人員站立，也不應(yīng)站在電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)設(shè)備的兩側(cè)，以免旋轉(zhuǎn)物切向飛出造成傷害事故。 2212接通電源之前就應(yīng)作好切斷電源的準(zhǔn)備，以防萬一接通電源后電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)不正常的情況時(shí)(如電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、啟動(dòng)緩慢、出現(xiàn)異常聲音等)能立即切斷電源。使用直接啟動(dòng)方式的電動(dòng)機(jī)應(yīng)空載啟動(dòng)。由于啟動(dòng)電流大，拉合閘動(dòng)作應(yīng)迅速果斷。 2213一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)啟動(dòng)次數(shù)不宜超過35次，以防止啟動(dòng)設(shè)備和電動(dòng)機(jī)過熱。尤其是電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)要隨時(shí)注意電動(dòng)機(jī)的溫升情況。 2214電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)不

7、正?；蛴挟惓Ｂ曇魰r(shí)，應(yīng)迅速停機(jī)檢查。 2215使用三角啟動(dòng)器和自耦減壓器時(shí)，軟啟動(dòng)器或變頻啟動(dòng)時(shí)必須遵守操作程序。 222試運(yùn)行時(shí)檢查 2221檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活或有雜音。注意電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與要求的旋轉(zhuǎn)方向是否相符。 2222檢查電源電壓是否正常。對(duì)于380V異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓不宜高于400V，也不能低于360V。 2223記錄起動(dòng)時(shí)母線電壓、起動(dòng)時(shí)間和電動(dòng)機(jī)空載電流。注意電流不能超過額定電流。 2224檢查電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的設(shè)備是否正常，電動(dòng)機(jī)與設(shè)備之間的傳動(dòng)是否正常。 2225檢查電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的聲音是否正常，有無冒煙和焦味。 2226用驗(yàn)電筆檢查電動(dòng)機(jī)外殼是否有漏電和接地不良。 222

8、7檢查電動(dòng)機(jī)外殼有無過熱現(xiàn)象并注意電動(dòng)機(jī)的溫升是否正常，軸承溫度是否符合制造廠的規(guī)定(對(duì)絕緣的軸承，還應(yīng)測量其軸電壓)。三相異步電動(dòng)機(jī)的最高容許溫度和最大容許溫升見表1。 2228檢查換向器、滑環(huán)和電刷的工作是否正常，觀察其火花情況(允許電刷下面有輕微的火花)。 2229檢查電動(dòng)機(jī)的軸向竄動(dòng)(指滑動(dòng)軸承)是否超過表2的規(guī)定。測量電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)是否超過表3的數(shù)值(對(duì)容量為40kw及以下的不重要的電動(dòng)機(jī)，可不測量振動(dòng)值)。 3 電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的原因分析 電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的原因可分為內(nèi)因和外因兩類： 31故障外因 311電源電壓過高或過低 312起動(dòng)和控制設(shè)備出現(xiàn)缺陷 313電動(dòng)機(jī)過載。 314饋電導(dǎo)線

9、斷線，包括三相中的一相斷線或全部饋電導(dǎo)線斷線。 315周圍環(huán)境溫度過高，有粉塵、潮氣及對(duì)電機(jī)有害的蒸氣和其它腐蝕性氣體。 32故障內(nèi)因 321機(jī)械部分損壞，如軸承和軸頸磨損，轉(zhuǎn)軸彎曲或斷裂，支架和端蓋出現(xiàn)裂縫。所傳動(dòng)的機(jī)械發(fā)生故障(有摩擦或卡澀現(xiàn)象)，引起電動(dòng)機(jī)過電流發(fā)熱，甚至造成電動(dòng)機(jī)卡住不轉(zhuǎn)，使電動(dòng)機(jī)溫度急劇上升，繞組燒毀。 322旋轉(zhuǎn)部分不平衡或聯(lián)軸器中心線不一致。 323繞組損壞，如繞組對(duì)外殼和繞組之間的絕緣擊穿，匝間或繞組間短路，繞組各部分之間以及換向器之間的接線發(fā)生差錯(cuò)，焊接不良，繞組斷線等。 324鐵芯損壞，如鐵芯松散和疊片間短路?；蚪壘€損壞，如綁線松散、滑脫、斷開等。 325集

10、流裝置損壞，如電刷、換向器和滑環(huán)損壞，絕緣擊穿。震擺和刷握損壞等。 4 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗的原因分析與對(duì)策 以典型電路，即其一次回路的短路保護(hù)是使用斷路器QF(或熔斷器)，控制電器接觸器K，熱繼電器FT作過載保護(hù)(有時(shí)FT接在電流互感器二次側(cè)回路中)為例，來介紹電動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗的異?，F(xiàn)象，并分析其起動(dòng)失敗的原因及采取的對(duì)策。 41電動(dòng)機(jī)的控制與保護(hù) 411電動(dòng)機(jī)一起動(dòng)立即跳閘，即瞬時(shí)跳閘 斷路器QF瞬動(dòng)跳閘，會(huì)使人懷疑是否發(fā)生了短路故障，一般而言，設(shè)備安裝完畢，在有關(guān)的開關(guān)柜內(nèi)先將導(dǎo)電物等清除干凈，再作絕緣耐壓試驗(yàn)，各部位都符合要求后方可帶電試車。所以短路故障可能較少，而且凡發(fā)生短路故障均有跡象可查

11、，或有火花，或有焦煙氣味，同時(shí)兼有異常聲音，事后再作絕緣試驗(yàn)，能發(fā)現(xiàn)絕緣已損壞。最迷惑不解的是一切都好，但斷路器仍然發(fā)生瞬動(dòng)跳閘，此時(shí)應(yīng)確認(rèn)斷路器選擇的脫扣電流值是否合理。如40KW的電動(dòng)機(jī)，其額定電流約80A。在選擇用斷路器時(shí)，選用脫扣電流100A似乎可以了，而且瞬時(shí)電流倍數(shù)為10，可達(dá)1000A，足以躲開電動(dòng)61N的起動(dòng)電流，似乎不應(yīng)該有問題。但如果考慮下列因素之后，原因便清楚了。 412降壓起動(dòng)失敗跳閘 降壓起動(dòng)失敗跳閘有兩種情況，兩種情況成因是不同的。 4121在未切至全電壓時(shí)即跳閘這種情況往往是電動(dòng)機(jī)端電壓不足造成的，此時(shí)從監(jiān)測到電壓情況便可判斷。造成端電壓過低的原因是：一方面可能是

12、變電所至配電室供電線路過長，另一方面可能是降壓電抗(或電阻)值偏大，致使電動(dòng)機(jī)端電壓過低，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足以克服負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)如堵轉(zhuǎn)一般，電流始終不衰減，熱保護(hù)到時(shí)動(dòng)作跳閘，起動(dòng)失敗。 如果是供電線路過長可設(shè)法用電容補(bǔ)償方法，提高配電室母線電壓。當(dāng)然電容器應(yīng)是可調(diào)節(jié)的，以免電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)母線電壓過高。 如果是電抗過大，則設(shè)法減小電抗值，使得母線電壓與電動(dòng)機(jī)端電壓均有妥當(dāng)?shù)臄?shù)值，各方面工作都正常。 4122降壓過程是成功的，在投切至全電壓運(yùn)行時(shí)跳閘在電動(dòng)機(jī)從降壓階段至全電壓工作的切換過程中，有一供電間隙(如y-起動(dòng))，此時(shí)因電動(dòng)機(jī)內(nèi)有乘磁，它的電磁場的情況與停機(jī)是不同的，有自己的極性方向，類似發(fā)電機(jī)

13、。當(dāng)合至電網(wǎng)時(shí)由于相位不一致，有時(shí)會(huì)造成大的沖擊，其電流甚至?xí)^會(huì)電壓起動(dòng)的情況，出現(xiàn)意料不到的斷路器過流動(dòng)作，或接觸器失壓跳閘。這種狀況往往是有時(shí)起動(dòng)能成功，有時(shí)起動(dòng)要失敗，有很大的偶然性。成功的原因是兩個(gè)相位接近或完全相同，相位差就很小，二次起運(yùn)沖擊電流很小，起動(dòng)便能成功。 這種情況，100kw以上的電動(dòng)機(jī)發(fā)生的較多，因?yàn)槠涑舜拍芰看?。遇到這種情況應(yīng)使用電抗器降壓，用短路電抗來達(dá)到全電壓起動(dòng)目的。其過程中間沒有供電間隙，就不會(huì)產(chǎn)生上述情況。 413短延時(shí)跳閘 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，跳閘時(shí)間不足1s的為短延時(shí)跳閘。其異常現(xiàn)象不多見，上述熔斷器不良是其中之一。另外，帶有接地保護(hù)的斷路器，其漏電動(dòng)

14、作整定值偏小，因電動(dòng)機(jī)的饋贈(zèng)電線路在敷設(shè)中絕緣受傷，漏電流值偏大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致接地保護(hù)動(dòng)作。為防止誤動(dòng)作，接地保護(hù)通常有0.20.5s的短延時(shí)，此時(shí)，便反映為短延時(shí)動(dòng)作跳閘。這種情況在新線路上不易發(fā)生，在舊的線路上此類故障比較多，一般而言，通過絕緣檢查是能發(fā)現(xiàn)此故障的。 此外，短延時(shí)跳閘原因是上一級(jí)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作。如圖1所示，QFl的整定值是正確的，而QF整定值比QFl大，但有Mn等電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的存在，當(dāng)M1起動(dòng)時(shí)，有6IN起動(dòng)電流存在，QF保護(hù)越級(jí)動(dòng)作，此往表現(xiàn)為短延時(shí)，同時(shí)Mn等電動(dòng)機(jī)也從運(yùn)行中跳閘，表象很清楚，很容易識(shí)別。對(duì)策是提高QF的整定值。 42電動(dòng)機(jī)常見故障及排除方法 異步電動(dòng)機(jī)的故障

15、可分為機(jī)械故障和電氣故障兩類。機(jī)械故障如軸承、鐵心、風(fēng)葉、機(jī)座、轉(zhuǎn)軸等故障，一般比較容易觀察與發(fā)現(xiàn)：電氣故障主要是定子繞組、電刷等導(dǎo)電部分出現(xiàn)的故障。由于電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式、制造質(zhì)量、使用和維護(hù)情況的不同，往往可能出現(xiàn)同一故障有不同外觀現(xiàn)象，或同一外觀現(xiàn)象引起不同的故障。因此要正確判斷故障，必須先進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的觀察、研究和分析。然后進(jìn)行檢查與測量，找出故障所在，并采取相應(yīng)的措施予以排除。 421調(diào)查 首先了解電機(jī)的型號(hào)、規(guī)格、使用條件及使用年限，以及電機(jī)在發(fā)生故障前的運(yùn)行情況，如所帶負(fù)荷的大小、溫升的高低、有無不正常的聲音、操作情況等等，并認(rèn)真聽取操作人員的反映。 422察看故障現(xiàn)象 察看的的要

16、按電機(jī)故障情況靈活掌握，有時(shí)可以把電動(dòng)機(jī)上電源進(jìn)行短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，直接觀察故障情況，再進(jìn)行分析研究。有時(shí)電機(jī)不能上電源，通過儀表商量或觀察來進(jìn)行分析判斷，然后再把電機(jī)拆開，測量并仔細(xì)觀察其內(nèi)部情況，找出其故障所在。 43電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視與維護(hù) 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，要通過聽、看、聞等及時(shí)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)，以期當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)能及時(shí)切斷電源，排除故障。具體項(xiàng)目如下： 431聽電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)發(fā)出的聲音是否正常。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)出的聲音應(yīng)該是平穩(wěn)、輕快、平均、有節(jié)奏的。如果出現(xiàn)尖叫、沉悶、摩擦、撞擊、振動(dòng)等異聲時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查。觀察電動(dòng)機(jī)有無振動(dòng)、噪聲和異常氣味電動(dòng)機(jī)若出現(xiàn)振動(dòng)，會(huì)引起與之相連的負(fù)載部

17、分不同心度增高，形成電動(dòng)機(jī)負(fù)載增大，出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，就會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。因此，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，尤其是大功率電動(dòng)機(jī)更要經(jīng)常檢查地腳螺栓、電動(dòng)機(jī)端蓋、軸承壓蓋等是否松動(dòng)，接地裝置是否可靠，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。噪聲和異味是電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常、隨即出現(xiàn)嚴(yán)重故障的前兆，必須隨時(shí)發(fā)現(xiàn)開查明原因而排除。 432通過多種渠道經(jīng)常檢查。檢查電動(dòng)機(jī)的溫度及電動(dòng)機(jī)的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無異常變化，尤其對(duì)無電壓、電流指示及沒有過載保護(hù)的電動(dòng)機(jī)，對(duì)溫升的監(jiān)視更為重要。電動(dòng)機(jī)軸承是否過熱，缺油，若發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過高，就應(yīng)立即停機(jī)檢查。軸承的滾動(dòng)體、滾道表面有無裂紋、劃傷或損缺，軸承間隙是否過大晃動(dòng)，內(nèi)環(huán)在軸上有無轉(zhuǎn)動(dòng)

18、等。出現(xiàn)上述任何一種現(xiàn)象，都必須更新軸承后方可再行作業(yè)。注意電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中是否發(fā)出焦臭味，如有，說明電動(dòng)機(jī)溫度過高，應(yīng)立即停機(jī)檢查原因。 433保持電動(dòng)機(jī)的清潔，特別是接線端和繞組表面的清潔。不允許水滴、油污及雜物落到電動(dòng)機(jī)上，更不能讓雜物和水滴進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。要定期檢修電動(dòng)機(jī)，清潔內(nèi)部，更換潤滑油等。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，進(jìn)風(fēng)口周圍至少3m內(nèi)不允許有塵土、水漬和其他雜物，以防止吸入電機(jī)內(nèi)部，形成短路介質(zhì)，或損壞導(dǎo)線絕緣層，造成匣間短路，電流增大，溫度升高而燒毀電動(dòng)機(jī)。所以，要保證電動(dòng)機(jī)有足夠的絕緣電阻，以及良好的通風(fēng)冷卻環(huán)境，才能使電動(dòng)機(jī)在長時(shí)間運(yùn)行中保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。 434要定期測量電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，特別是電動(dòng)機(jī)受潮時(shí)，如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻過低，要及時(shí)進(jìn)行干燥處理。 435對(duì)繞線式電動(dòng)機(jī)，要經(jīng)常注意電刷與滑環(huán)間的火花是否過大，如火花過大。要及時(shí)做好清潔工作，并進(jìn)行檢修。 436保持電動(dòng)機(jī)在額定電流下工作電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行，主要原因是由于拖動(dòng)的負(fù)荷過大，電壓過低，或被帶動(dòng)的機(jī)械卡滯等造成的。若過載時(shí)間過長，電壓過低，或被帶動(dòng)的機(jī)械卡滯等造成的。若過載時(shí)間過長，電動(dòng)機(jī)將從電網(wǎng)中吸收大量的有功功率，電流便急劇增大，溫度也隨之上升，在高溫下電動(dòng)機(jī)的絕緣便老化失效而燒毀。