電機本機測溫與故障智能診斷

    王明軍，  張曉謹

(秦皇島融大工程技術有限公司，河北秦皇島066004)

     摘要：過熱和振動是最常見的電機故障，其中過熱又比振動故障多得多。介紹了電機的多部位、多方式、全方位溫度測量，以及電機的智能自診斷裝置。實施結果表明：全方位溫度測量町有效診斷電機的過熱故障；電機的智能自診斷裝置效果良好，且大大降低了成本。

    關鍵詞：電機：溫度測量：智能自診斷裝置

    中圖分類號：TM 307文獻標志碼：A文章編號：1673_6540(2010)06-045-05

0 引言

     過熱和振動是最常見的電機故障。其中軸承、繞組由于過熱而導致電機燒毀的故障，要比振動故障多得多。振動故障比較直觀，故障的惡化相對緩慢，直接或間接反映的故障有限。過熱故障原因較多，表觀性差，故障惡化較快，過熱現象能夠直接或間接反映的故障也是電機最多見和所占比例相當大的故障。因此，監測溫度對于保證電機正常運行、分析故障原因尤為重要。

    由于制造、測量保護成本昂貴等原因，一般針對較大容量的電機，在軸承、繞組部位安裝不同類型鉑熱電阻傳感器，并引出到電機外殼上的傳感器接線盒中，再通過信號電纜送至溫度顯示儀表，或由計算機遠程測取數據。

    鑒于各種鉑熱電阻傳感器的熱響應時間0.5，相差較大，特別是固定螺紋式鉑熱電阻傳感器的測溫端處于測溫孔的空氣熱室中，與測溫孔壁、底部非直接接觸，加上軸承套存在熱阻，軸承運轉產生的熱量經過軸承外圈、軸承套、測溫熱室中的空氣層，再傳遞到傳感器的測溫端，勢必存在溫度降。因此，測溫數值與實際溫度存在較大的時間差，導致報警、保護滯后和失控。

1  電機的多部位溫度測量

   (1>由于電機軸承和繞組是運行中過熱故障最多、導致燒損頻繁的部位，對其進行溫度監測是必不可少的。

    (2)除此之外，鐵心也是電機發熱較嚴重的部位，鐵心過熱同樣預示著存在故障，如鐵心片間短路、局部鐵心損壞、高次諧波較嚴重、繞組匝間短路、定轉子摩擦、風道堵塞、冷卻介質溫度不正常等，對于較重要的電機，鐵心溫度的測量也不容忽視。

    (3)負載波動、冷卻介質溫度的變化、冷卻風扇缺損、轉子斷條等故障，將導致出風口風溫發生變化。因此，監測出風口溫度，也有益于電機的保護和故障診斷。

2  電機的多方式溫度測量

    (1)常見的各種電機，其溫度測量都是采取溫度上限測量的方式。通過安裝在負荷側和非負荷側軸承室、三相繞組端部或槽內的測溫傳感器對軸承、繞組的工作溫度進行監測，當被測溫度達到設定溫度上限的闕值時，表明此部位過熱，超過許用值，出報警保護信號。該溫度上限測量的方式，只是監控被測部位的溫度上限，對于被測部位的溫度不平衡、低溫環境下的溫升過度情況，起不到保護作用。特別是在負載波動嚴重，溫度急劇升高時，不能有效預警和保護。

    (2)溫差測量方式。電機運行中，某一側軸承的振動、潤滑脂過少或缺油、軸承晚期損傷、菜一側軸瓦矧隙過小或供油不良、軸瓦潤滑油溫過高及軸電流等，都將會引起兩側軸承溫度存在溫度差。同樣，某一相繞組匾間短路、缺相運行、三相電壓或電流嚴重小平衡、定轉子鐵心摩擦、局部鐵心損壞或短路、局部風道堵塞等，將引起繞組之間存在溫度差。由于繞組、鐵心等埋置測溫元件的測溫點往往不是發熱的****部位，溫度上二限測量的有效性受到限制。因此，對溫差進行測量，有利于在隱患發展成更嚴重故障之前發現問題。

    (3)溫升測量方式。電機繞組的溫升限值標準是以環境溫度40 qC為基礎制定的。溫升是電機設汁及運行中的一項鶯要指標，標志著電機的發熱程度，如電機溫升突然增大，說明電機有故障，如：風道阻塞或負荷太重。在使用環境溫度或冷卻介質溫度偏低情況，如寒冷地區、野外工作條件下，電機的過負載、繞組匝間或層問短路、電壓或電流不平衡、電網電壓偏高或電源諧波分量較大、風道堵塞或通風不良、轉子斷條或匝間短路等故障，會出現繞組溫升超過限值，但可能并未超絕緣等級許用的溫度上限，也就是說，在環境溫度較低時，溫升過高表明超過設計溫升值，屬于不正常情況。其次，測溫傳感器處于散熱較好的部位，若達劍郴，其他熱點巳嚴重超限，對此部位只能用溫升值測控。另外，低負荷時溫升突然增大時，也預示出現故障。監測溫升的另一個重要意義是：盡管低溫下過負載溫度沒有超