探討起重設(shè)備機(jī)械安裝調(diào)試過(guò)程中的故障分析及處理措施

　　本文詳細(xì)介紹了起重設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)或者有可能出現(xiàn)的問(wèn)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(guò)程中的監(jiān)視與維護(hù)進(jìn)行了扼要說(shuō)明。

　　《設(shè)備管理與維修》雜志創(chuàng)刊于1980年，是跨行業(yè)并直接為企業(yè)設(shè)備管理、維修、改造和節(jié)能、環(huán)保服務(wù)的綜合性信息型技術(shù)刊物。多年來(lái)雜志取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，受到上級(jí)主管部門(mén)和廣大讀者的好評(píng)。獲獎(jiǎng)情況獲工商系統(tǒng)全國(guó)"重信譽(yù)、創(chuàng)優(yōu)質(zhì)服務(wù)"稱(chēng)號(hào)單位。

　　0引言

　　廣州中船龍穴造船有限公司為我們?nèi)A南地區(qū)新建設(shè)的大型造船企業(yè)，于2008年投入生產(chǎn)。企業(yè)擁有起重設(shè)備兩百多臺(tái)，其中包括四臺(tái)600噸龍門(mén)吊、一臺(tái)350t龍門(mén)吊及十幾臺(tái)門(mén)座式起重機(jī)。

　　本文主要結(jié)合我司起重設(shè)備在安裝調(diào)試過(guò)程中電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障，并對(duì)電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障進(jìn)一步的分析，針對(duì)問(wèn)題提出了處理措施，希望能為今年起重設(shè)備的電動(dòng)機(jī)調(diào)試工作人員提供借鑒及參考。

　　1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(lèi)：

　　1.1故障外因

　　1.1.1電源電壓過(guò)高或過(guò)低

　　1.1.2起動(dòng)和控制設(shè)備出現(xiàn)缺陷

　　1.1.3電動(dòng)機(jī)過(guò)載。

　　1.1.4饋電導(dǎo)線斷線，包括三相中的一相斷線或全部饋電導(dǎo)線斷線。

　　1.1.5周?chē)h(huán)境溫度過(guò)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。

　　1.2故障內(nèi)因

　　1.2.1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(guò)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。

　　1.2.2旋轉(zhuǎn)部分不平衡或聯(lián)軸器中心線不一致。

　　1.2.3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。

　　1.2.4鐵芯損壞，如鐵芯松散和疊片間短路。或綁線損壞，如綁線松散、滑脫、斷開(kāi)等。

　　1.2.5集流裝置損壞，如電刷、換向器和滑環(huán)損壞，絕緣擊穿。震擺和刷握損壞等。

　　2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(guò)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(lái)介紹電動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗的異常現(xiàn)象，并分析其起動(dòng)失敗的原因及采取的對(duì)策。

　　2.1電動(dòng)機(jī)的控制與保護(hù)

　　2.1.1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(kāi)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(chē)。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，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(kāi)電動(dòng)61N的起動(dòng)電流，似乎不應(yīng)該有問(wèn)題。但如果考慮下列因素之后，原因便清楚了。

　　2.1.2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。

　　2.1.2.1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(cè)到電壓情況便可判斷。造成端電壓過(guò)低的原因是：一方面可能是變電所至配電室供電線路過(guò)長(zhǎng)，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(guò)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(guò)長(zhǎng)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(guò)高。

　　如果是電抗過(guò)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。

　　2.1.2.2降壓過(guò)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(guò)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(chǎng)的情況與停機(jī)是不同的，有自己的極性方向，類(lèi)似發(fā)電機(jī)。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)^(guò)會(huì)電壓起動(dòng)的情況，出現(xiàn)意料不到的斷路器過(guò)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)槠涑舜拍芰看蟆Ｓ龅竭@種情況應(yīng)使用電抗器降壓，用短路電抗來(lái)達(dá)到全電壓起動(dòng)目的。其過(guò)程中間沒(méi)有供電間隙，就不會(huì)產(chǎn)生上述情況。

　　2.1.3短延時(shí)跳閘

　　電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)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(jiàn)，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)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0.2～0.5s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(lèi)故障比較多，一般而言，通過(guò)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。

　　2.2電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及排除方法

　　異步電動(dòng)機(jī)的故障可分為機(jī)械故障和電氣故障兩類(lèi)。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(cè)量，找出故障所在，并采取相應(yīng)的措施予以排除。

　　2.2.1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(wú)不正常的聲音、操作情況等等，并認(rèn)真聽(tīng)取操作人員的反映。

　　2.2.2察看故障現(xiàn)象察看的要按電機(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(guò)儀表商量或觀察來(lái)進(jìn)行分析判斷，然后再把電機(jī)拆開(kāi)，測(cè)量并仔細(xì)觀察其內(nèi)部情況，找出其故障所在。

　　2.3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(guò)聽(tīng)、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)不正常現(xiàn)象時(shí)能及時(shí)切斷電源，排除故障。具體項(xiàng)目如下：

　　2.3.1聽(tīng)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(wú)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(wèn)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(kāi)查明原因而排除。

　　2.3.2通過(guò)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(wú)異常變化，尤其對(duì)無(wú)電壓、電流指示及沒(méi)有過(guò)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(guò)熱，缺油，若發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過(guò)高，就應(yīng)立即停機(jī)檢查。軸承的滾動(dòng)體、滾道表面有無(wú)裂紋、劃傷或損缺，軸承間隙是否過(guò)大晃動(dòng)，內(nèi)環(huán)在軸上有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shuō)明電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，應(yīng)立即停機(jī)檢查原因。

　　2.3.3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(rùn)滑油等。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，進(jìn)風(fēng)口周?chē)辽?m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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

　　2.3.4要定期測(cè)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(guò)低，要及時(shí)進(jìn)行干燥處理。

　　2.3.5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(guò)大，如火花過(guò)大。要及時(shí)做好清潔工作，并進(jìn)行檢修。

　　2.3.6保持電動(dòng)機(jī)在額定電流下工作電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行，主要原因是由于拖動(dòng)的負(fù)荷過(guò)大，電壓過(guò)低，或被帶動(dòng)的機(jī)械卡滯等造成的。若過(guò)載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電壓過(guò)低，或被帶動(dòng)的機(jī)械卡滯等造成的。若過(guò)載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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。因此，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，要注意檢查傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活、可靠：連軸器的同心度是否標(biāo)準(zhǔn);齒輪傳動(dòng)的靈活性等，若發(fā)現(xiàn)有滯卡現(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)查明原因排除故障后再運(yùn)行。

　　2.3.7檢查電動(dòng)機(jī)三相電流是否平衡，其三相電流任何一相電流與其他兩相電流平均值之差不允許超過(guò)10%，這樣才能保證電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。如果超過(guò)則表明電動(dòng)機(jī)有故障，必須查明原因及時(shí)排除。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電動(dòng)機(jī)及控制設(shè)備的技術(shù)性能也日益完善。在工作中如何正確的使用和掌握其性能，還需要我們?cè)趯?shí)際工作中不積累經(jīng)驗(yàn)，判斷電動(dòng)機(jī)及控制設(shè)備存在的問(wèn)題與故障處理，找出故障原因并加以分析，及時(shí)采取對(duì)策，以保證電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

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