图3-32　正常与匝间短路线圈

(a)正常线圈;(b)短路线圈

在正常情况下,导线表面都涂有绝缘层,所以线匝与线匝之间是相互绝缘的。电流只能按规定的途径一匝一匝地通过,也可以说,线圈内部的各个线匝是串联的,如图3-32(a)所示。

(一)定子绕组短路故障

1.匝间短路

如果定子绕组相邻的两个线匝绝缘漆皮破损而相互连接在一起形成的短路为匝间短路,如图3-32(b)所示。线匝短路后电阻减小,在闭合回路中会产生很大的短路电流,有可能超过额定电流的若干倍,将这一组线匝或几组线匝烧毁。

造成线匝之间短路的主要原因是:漆包线的漆膜太薄或存在弱点;嵌线时损伤了匝间绝缘,或抽出转子时碰破了线圈端部的漆膜;长期高温运行使线匝之间绝缘老化变质。

2.相间短路

三相绕组之间因绝缘损坏而造成的短路称为相间短路,如图3-33所示。相间短路会形成很大的短路电流,在短路处产生高热,严重时将导线熔断。

图3-33　相间短路

1—U相相间短路;2—W相相间短路

造成相间短路的主要原因是:绕组端部的相间绝缘纸或槽内层间绝缘放置不当或尺寸偏小,形成相间绝缘的薄弱环节,被电场强行击穿而短路;线鼻子焊接处绝缘包扎的不好,裸露部分积灰受潮引起表面爬电而造成短路;低压电动机极相组连线的绝缘套管损坏,高压电动机烘卷式绝缘的端部蜡带脆裂积灰,同样引起相间绝缘击穿。

(二)定子绕组短路故障的检查

检查绕组线匝之间和相间短路的方法有以下几种:

(1)检查运行中的电动机短路故障时,当电动机停机后,迅速打开电动机,直接查看线圈烧灼焦痕、变色之处。

(2)让待查电动机空转一段时间后马上停机并迅速拆开电动机,直接用手摸线圈发热情况,发生短路的绕组温度较高,严重时有焦煳味。

(3)借助万用表或兆欧表测试。将三相绕组的头尾全部拆开,用万用表或兆欧表测量相间电阻,阻值为零或明显小的那一相为短路相。

(4)用电桥测直流电阻。可用双臂电桥分别测量三相绕组的直流电阻,电阻值较小的那一相为短路相。

(5)用电流平衡找短路相、用电压降落找短路极相组和短路线圈。对于星形连接的电动机,可将三相绕组并联后,通入低电压、大电流的交流电(一般可用单相交流电焊机),如图2-34(a)所示。对三角形接法如图2-34(b)所示。每相绕组应串联一只电流表,通电后记下电流表的读数,电流过大的那一相即存在短路。然后将故障相的极相组间连接线剥开,施加50～100V交流电压,用万用表测量每个极相组的电压降,如图2-35(a)所示,压降小的那一相即为匝间短路。再将该组(如S1组)的线圈间连接线剥开,用同样方法测量各线圈的电压降,见图3-35(b),便可找到短路点。严重时,短路的线匝明显发黑。

(www.daowen.com)

图3-34　电流平衡法查找短路相

(a)星形接法;(b)三角形接法

图3-35　电压降检查法

(a)检查短路极相组;(b)检查短路线圈

(6)应用电磁感应原理的理论查找。将12～36V的单相交流电通入U相,分别测量V、W相的感应电压;然后通入V相,分别测量W、U相的感应电压;再通入W相,分别测量U、V相的感应电压。逐次记录每次测量的数值进行比较,感应电压偏小的那一相即有短路故障。

(7)用专用设备短路侦察器查找。如图3-36所示。短路侦察器1是一个铁心线圈,检查时将其放在被测线圈2的铁心槽口处。短路侦察器1的线圈接上电源后由励磁电流产生磁通Φ1,它沿铁心磁路闭合(如图中虚线所示)。这时短路侦察器的线圈相当于变压器的一次侧线圈,而被测电机的绕组线圈2相当于变压器的二次侧线圈。如果被测线圈2无短路故障,相当于变压器空载状态,短路侦察器线圈中的电流很小;如果线圈2是短路的,则相当于变压器的二次侧处于短路状态,侦察器线圈中的电流会变大,因此可通过侦察器线圈中的电流大小,找到电动机绕组的短路故障点。

图3-36　短路侦察器检测短路点

1—短路侦察器;2—被测线圈;3—铁片

(三)定子绕组短路故障的修复

(1)线圈间或匝间短路。应视短路情况而定,如果短路点在端部或在槽口处,只要将绕组加热软化垫以复合绝缘修复即可;若是线圈端部被碰伤而引起的线匝之间短路,可轻轻撬开线圈,在碰伤处刷上绝缘漆即可;如果有少数导线绝缘损坏严重,加热使绝缘物软化后,剪断坏导线端部,将其抽出铁心槽,再用穿绕法换上同规格的新电磁线并处理好接头即可。若电动机急需使用,也可以采用跳接法,如图3-37或图3-38所示;若整个线圈已经烧坏,那只有换新绕制的线圈了。

图3-37　线圈跳接示意图

1—剪断的短路线圈;2—跳接线

图3-38　线匝跳接示意图

(2)线圈间短路。在短路部位垫绝缘纸或刷绝缘漆即可。

(3)极相组间短路。大部分是由于连接线的绝缘套管未套好引起的。可将绕组加热软化后,重新套好绝缘套管或用复合纸隔开。

(4)相间短路。若短路发生在绕组端部,可将绕组加热软化后,用划线板小心撬开故障处的线包,将预先准备好的绝缘纸垫好,绑好端部,故障便排除了。

(5)如果相间短路发生在双层绕组的槽内,可能是层间绝缘未垫好或被击穿,可将绕组加热软化,拆出上层线圈,重新垫以新的层间复合绝缘纸,再将上层线圈嵌入槽内,封好槽,然后从绕组的一端浇绝缘漆,使漆沿着被修理的槽渗透到另一端,再烘干就可以了。