电机匝间短路与相间短路 - 图文

电机匝间短路及相间短路问题解答 一、什么是电机匝间短路

就是同一个绕组是由很多圈（匝）线绕成的，如果绝缘不好的话，叠加在一起的线圈之间会短路，这样一来，相当于一部分线圈直接被短路掉不起作用了。匝间短路后，电机的绕组因为一部分被短路掉，磁场就和以前不同了，不对称了，而且剩余的线圈电流比以前大了，电机运行中会振动增大，电流增大，出力相对减小。

二、发生电机匝间短路，会有以下现象：

1）被短路的线圈中将流过很大的环流（常达正常电流的2－－-10倍），使线圈严重发热；

2）三相电流不平衡，电动机转矩降低； 3）产生杂音；

4）短路严重时，电动机不能带负载起动。

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。

三、电动机绕组短路故障现象和原因是什么？

答：由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。 1.故障现象

离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。 2.产生原因

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垫好或整形时损坏；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。维修时一眼就能鉴别出来。

*异步电机与同步电机区别：

异步电机又叫感应电机，转子上的电磁场是通过定子磁场感应出来的。同步电机转子上要有自带的磁场。

异步电机的转速会随负载的不同，略有改变，而且这个转速是低于定子磁场的转速的，所以才叫异步电机。同步电机转速严格的按定子磁场转速旋转，所以叫同步电机。

异步电动机可以直接启动。同步电动机要有专门的启动装置或者启动绕组，所以制造工艺复杂，造价高。异步电机一般用来做电动机，同步电机一般用来做发电机，也用来做补偿机。

四、绕组短路故障通常有相间短路和匝间短路两种。

1.三相顶级的相间短路，是三相绕组中有两相绕组之间短路了，可以用遥测绝缘测定； 2.匝间短路是同相绕组线匝之间的短路，无法用遥测绝缘测定。

匝间短路包括各极相组线圈间短路、一个极相组中线圈之间短路以及一个线圈中的线 匝之间短路。

相间短路故障通常有绕组端部层间短路和槽内上下层线圈之间短路。

造成相间短路的原因是由于相间绝缘尺寸不符合规定、绝缘垫本身有缺陷、层间垫条 垫偏或嵌线时使其遭受损伤等。

另外，绕组连接线或引出线套管绝缘损坏也会造成相间短路。电机过载、过电压、单 相运行、导线绝缘材质不良等均会造成绕组匝间短路。尤其聚酯漆包线的漆膜热态机 械强度较差，当浸漆不良而线匝之间未能形成坚固的整体时，大量外界粉尘会积存在 线匝缝隙当中，导线在电磁力作用下相互振动摩擦，塞在缝隙中的粉尘又起“研磨剂” 作用，时间一久，将导线绝缘磨破，形成匝间短路。

（1）线圈端部的极相组部短路故障修理。线圈端部极相组间垫的三角形绝缘垫， 在施焊时，流上焊锡，冷却时形成锡流或毛刺，刺破绝缘垫，或者焊锡将绝缘垫烧焦， 均会使相间绝缘垫的局部因失去绝缘作用而被击穿，造成极相组间短路。修理方法是 将线圈加热，软化绝缘，然后用理线板撬开线圈组之间的线圈，重新插入新绝缘垫， 最后涂漆处理。

（2）绕组端部连接线或过桥线绝缘损伤引起的绕组短路故障修理。由于连接线的 绝缘套管被压破，或者采用塑料套管经烘干后软化，不起绝缘作用，都会造成极相组间 短路。修理时，用理线板撬开连接线处，清理旧套管，然后套入新绝缘套管，或者用绝 缘带包扎好。线圈之间过桥线处，由于嵌线或整形不当，也会产生线圈短路故障。解决 办法也是将线圈加热软化，用理线板撬开过桥线处，增垫绝缘即可。

（3）绕组端部线匝短路的修理。绕组端部线匝短路是由于浸漆不良，线匝振动磨 损绝缘造成的。通过压降法找到短路线圈后，为了快速找出线匝的短路点，建议将此 相线圈通入单相低电压，并用交流电压表接在短路线圈的两端，这时用理线板或竹板 轻轻撬动短路线圈各线匝，当电压表指针突然上升到正常值时，表明此短路点已被隔 开，用绝缘垫将此处垫好，再做涂漆绝缘处理。

（4）双层线圈层间短路的修理。双层线圈在上下层间发生层间短路，是由于层间 绝缘材质不好或嵌线时层间绝缘垫条尺寸不符、层间绝缘垫条垫付偏、移位等原因造成。 处理槽内上下层间短路或上下层线圈本身的匝间短路故障，与前述处理接地故障方法 相同。对于拆下的线圈如果经包扎绝缘复用时，还要检查拆除过程中是否对完好的线 圈也引起匝间绝缘损伤，要利用简易的变压器装置进行检查。

五、怎么检查电机匝间短路

1、在三相电压平衡的情况下，原基本平衡的三相电流逐渐或突然变得非常不平衡，同时电机温升增加负载能力下降，可初步判定该机定子绕组匝间短路。

2、用电桥测试直流电阻，三相直流电阻不平度大，即某相变小说明该相发生了匝间短路：正常情况下，三相直流电阻不平衡度≤1%，超过此值说明线圈有匝间短路的可能。

六、电动机运行中如何避免烧毁；

1、经常保持电动机的清洁。电动机在运行中，必须经常保持进风口的清洁。在进风口周围至少3米以内不允许有尘土、水渍、油污和其它杂物，以防止吸入电动机内部。若这些尘土、油、水吸入电动机内部，便形成短路介质，损坏导线绝缘层，造成匝间短路，电流增大，温度升高而烧毁电动机。所以要保证电动机有足够的绝缘电阻，以及良好的通风冷却环境，才能使电动机在较长时间运行中保持在安全稳定的状态下工作。

2、在额定电流下工作。电动机过载运行，主要原因是由于拖动的负荷过大，电压过低，或被带动的机械卡滞等所造成的。当电动机处于过载状态下运行时，就会导致电动机的转速下降，电流增大，温度升高，绕组线圈过热。若过载的时间长，超载的电动机将从电网中吸收大量的有功功率，电流便急剧增大，温度也随之升高。在高温下电动机的绝缘老化失效而烧毁。这是电动机烧毁的主要原因。

因此电动机在运行中，要注意经常检查传动装置运转是否灵活、可靠，随时检查调整传动带的松紧度，连轴器的同心度，齿轮传动的灵活性。若发现有卡阻现象，应立即停机查明原因排除故障后再运行。

3、三相电流须保持平衡。对于三相异步电动机来说，其三相电流中，任何一相的电流与其它两相电流的平均值之差不允许超过10％，才能保证电动机安全正常地运行。如

果单相的电流值与另两相电流平均值超过规定限度，则表明电动机有故障，必须查明原因，排除故障后才能继续运行，否则会扩大故障范围，以致发生烧毁电动机的事故。

4、保持正常温度。要经常检查电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常，尤其对无电压、电流和频率监视设施及没有过载保护设施的电动机，对温升的监视尤为重要。若发现轴承附近的温升过高，应立即停机，检查轴承是否损坏或缺油。轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损坏，轴承间隙是否过大，内环在轴上有无转动等。当出现上述情况时，必须在更换新轴承后方可再行作业，否则轴承会进一步损坏导致塌架，引起扫膛而烧毁电动机

电动机的温度和温升是否符合规定要求，可在电动机吊环处插一温度计，用棉花团塞紧固定，随时观察电动机的温度。

5、观察有无振动、噪音和异常气味。电动机若出现振动，会引起与之相连的负载部分不同心度增高，使电动机负载增大，出现负载电流升高，温度随之升高而烧毁电动机。因此，电动机在运行中，要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动，连接装置是否可靠，发现问题要及时解决。

噪声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆，必须及时发现并查明原因予以排除，否则就会延误时机，扩大故障，酿成烧毁电动机的重大事故。

6、保证启动设备正常工作。电动机启动设备技术状态的好坏，对电动机的正常启动，有着

决定性的作用。否则，很容易在电动机还没有进入正常工作状态就烧毁。实践证明，绝大多数烧毁电动机事故和原因都在启动设备上，如缺相启动，接触器触头拉弧、打火等。

启动设备的维护主要是清洁和紧固。接触器触点不清洁会使接触电阻增大，引起发热烧毁触点，造成缺相而烧毁电动机。接触器吸合线圈的铁芯锈蚀及积尘，会使线圈吸合不严，并发出强烈噪音，增大线圈电流，烧毁线圈而引发故障。

电气控制设备应放在干燥、通风和便于操作的位置，并要定期除尘，采取防尘措施，紧固各接丝螺钉，检查接触器触点是否接触良好可靠，机械部位是否灵敏、准确，使其保持良好的技术状态，从而保证顺利启动而不烧坏电动机。

七、电动机单相运行的原因及预防

在现代工业生产中，电动机的应用非常广泛，但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例，怎样减少这些问题的出现，全面提高电动机的使用效率，是一个值得认真思考的问题，我根据自己多年的工作实际和有关资料，现提出预防电动机单相运行的措施，仅供参考，不足之处，请提出宝贵意见。

（一）、电动机单相运行产生的原因及预防措施

１、熔断器熔断 ⑴故障熔断：主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。

预防措施：选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路，并要定期加以检查，加强日常维护保养工作，及时排除各种隐患。

⑵非故障性熔断：主要是熔体容量选择不当，容量偏小，在启动电动机时，受启动电流的冲击，熔断器发生熔断。

熔断器非故障性熔断是可以避免的，不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下，熔体的容量尽量选择小一些的，这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故，它绝不能作为电动机的过负荷保护。

２、正确选择熔体的容量 一般熔体额定电流选择的公式为： 额定电流＝Ｋ×电动机的额定电流

⑴耐热容量较大的熔断器（有填料式的）?Ｋ值可选择1.5～2.5。 ⑵耐热容量较小的熔断器Ｋ值可选择４～６。

对于电动机所带的负荷不同，?Ｋ值也相应不同，如电动机直接带动风机，?那么Ｋ值可选择大一些，如电动机的负荷不大，Ｋ值可选择小一些，具体情况视电机所带的负荷来决定。

此外，熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好，否则会引起接触处发热，使熔体受外热而造成非故障性熔断。

在安装电动机的过程中，应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。

⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头，如没有铜铝接头，可在铜接头出挂锡进行连接。

⑵对于容量较大的插入式熔断器，?在接线处可加垫薄铜片（0.2mm），这样的效果会更好一些。

⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。

⑷接线时避免损伤熔丝，紧固要适中，接线处要加垫弹簧垫圈。 ３、主回路方面易出现的故障 ⑴接触器的动静触头接触不良。

其主要原因是：接触器选择不当，触头的灭弧能力小，?使动静触头粘在一起，三相触头动作不同步，造成缺相运行。 预防措施：选择比较适合的接触器。

⑵使用环境恶劣如潮湿、?振动、有腐蚀性气体和散热条件差等，造成触头损坏或接线氧化，接触不良而造成缺相运行。 预防措施：选择满足环境要求的电气元件，防护措施要得

当，强制改善周围环境，定期更换元器件。

⑶不定期检查，接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使接触压力不足而造成缺相运行。

预防措施：根据实际情况，确定合理的检查维护周期，进行严细认真的维护工作。 ⑷热继电器选择不当，使热继电器的双金属片烧断，造成缺相运行。

预防措施：选择合适的热继电器，尽量避免过负荷现象。 ⑸安装不当，造成导线断线或导线受外力损伤而断相。

预防措施：在导线和电缆的施工过程中，要严格执行“规范”严细认真，文明施工。 ⑹电器元件质量不合格，容量达不到标称的容量，造成触点损坏、粘死等不正常的现象。

预防措施：选择适合的元器件，安装前应进行认真的检查。 ⑺电动机本身质量不好，线圈绕组焊接不良或脱焊；引线与线圈接触不良。

预防措施：选择质量较好的电动机。 （二）、单相运行的分析和维护

根据电动机接线方式的不同，在不同负载下，发生单相运行的电流也不同，因此，采取的保护方式也不同。

例如：Ｙ型接线的电动机发生单相运行时，其电机相电流等于线电流，其大小与电动机所带的负载有关。

当△型接线的电动机内部断线时，电动机变成∨型接线，相电流和线电流均与电动机负载成比例增长，在额定电流负载下，两相相电流应增大1.5倍，一相线电流增加到1.5倍，其它两相线电流增加√３／２倍。

当△型接线的电动机外部断线时，此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间，线电流等于绕组并联

之路电流之和，与电动机负荷成比例增长，在额定负载情况下，线电流增大３／２倍，串接的两绕组电流不变，另外一相电流将增大１／２倍。

在轻载情况下，线电流从轻电流增加到额定电流，接两相绕组电流保持轻载电流不变，第三相电流约增加1.2倍左右。 所以角型接线的电动机在单相运行时，其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化，而且还根据负载不同发生变化。 综上所述，造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的：

１、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。 ２、保险非正常性熔断。

３、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动，接触不良，选择不当等造成电源断一相。

４、电动机定子绕组一相断路。

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