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摘要 :在冶金工程中,冶金机械设备是钢铁、有色金 属、煤炭等行业必不可少的生产设备,而电动机是企业生 产中应用广泛、离不开的动力设备最常见的,在机电系统 里起到至关重要的作用, 电动机是否可靠运行关系着企业 稳定生产的重要环节和因素。本文主要对冶金工程机械设 备中的电动机安装与调试过程各阶段关键内容进行简要 分析和介绍。
关键词 :机械设备 ;电动机 ;安装与调试
目前人们生活、企业生产各个领域, 电动机是最常见的 机械设备, 而冶金系统生产型企业中, 电动机作为动力设备 一旦投入运行生产,基本处于24小时运转状态,电机的长效稳定运行是企业稳定生产的前提和保证。所以在冶金工 程机械设备的电动机安装与调试工作需要引起足够重视。 科学严谨的安装与调试,在一定程度上能保障电动机的性 能和安全,减少后期维护工作。本文结合自身工作经验,从 电动机的安装与调试各阶段和步骤进行了分解和梳理,对 电动机安装与调试过程的注意事项、试运行前后的工作检 查、常遇问题及故障进行系统分析及详要介绍, 以供参考。
1 电动机安装前的工作
(1)电动机开箱前要检查外部包装箱、内部电机保护 膜是否完好,揭开外包装膜后,检查电机外壳是否有变 形、判断是否有受潮、进水等情况,并清点装箱单内备品 备件、工具、产品说明书、合格证等是否齐全,并做好验 收记录。对检查发现电机外壳有变形、损伤或缺件等情 况,要及时向供货厂家或运输部门反馈处理。
(2)根据合同、技术协议文件检查对照电动机上铭牌 检查产品名称、规格型号、性能参数是否相对应,电动机 要额外检查电机选型是否符合相关标准或设计要求、室外 露天电机重点检查防护等级、防水性能,合适的电动机能 更好的保护电机的运行和寿命。
电动机型式的选型应符合如下表规定 :
2 电动机设备、基座安装注意项
(1)电动机在混凝土基础座墩安装前,要对设备基础进 行复验,基础应平整牢固、尺寸大小符合要求 ;设备底座、设 备基础上的杂物要清理干净,在基础台上确定位置标记以便 找出机组的中心线及基础面的标高,后按安装基准线就位安 装。有预埋地脚螺栓的要检查螺栓间距、位置与电机底座孔 应一致,地脚螺栓应直立、不倾斜变形, 机械强度满足要求。
(2)电动机安装时,准备好足够数量的校平用垫铁及 垫片进行就位后的调平。每个地脚螺栓旁边至少应有一 组垫铁,垫铁组在能放稳和不影响灌浆的情况下,应放在 靠近地脚螺栓和底座主要受力部位下方,以确保放置其 上时,底板或底架不会变形。注意其底部垫铁不应超过三 块,每一垫铁组应放置整齐平稳、与基础面的接触要严 密,完成找正、调平并复测合格后方可二次灌浆。
(3)电动机接线盒与预埋敷设电源管线的连接通常使 用柔性导管、装设软管专用接头相连接,专用管、盒接头 与柔性导管规格要相匹配, 连接室外电机的柔性导管和专 用接头采用防水型,线管距电机接线盒距离按设计要求, 并满足线缆的最小弯曲半径、软管留有适当余量。
3 电动机试运行前的工作和检查
3.1 测量电动机的绝缘电阻
电动机送电试运行前都需要测量电动机绕组的绝缘 电阻,用兆欧表分别测量绕组相间、相对地(机壳) 的绝 缘电阻。通常,对额定电压为 1000V 以下且容量为 100kW 以下的电动机,常温下的绝缘电阻不低于 0.5MΩ ; 电动机 额定电压为 1000V 及以上,绝缘电阻不应低于 1MΩ/1kV。 如绝缘电阻不合格,有可能是电动机绕组受潮,需进行加 热烘干处理, 绝缘不合格不允许送电运行。
3.2 检查实验记录、试验报告应齐全
额定电压为 1000V 及以上的高压电动机,除了测量电 机绕组的绝缘电阻和吸收比, 还需要求具有专业资质的实 验室或机构对电动机绕组进行交流耐压试验、直流耐压试 验和泄漏电流、直流电阻的测量,记录其试验数据、出具 试验报告 ;同时检查高压电动机供电线路的高压电缆试 验报告也齐全完备。
3.3 检查电机接线盒内的接线及线路
电动机的接线是电机安装中一项十分重要的工作,接线前应先了解设计图纸的接线电路图,接线时可按电动机 接线盒内的接线图接线。 接线的方法各有不同, 通常为星 形接法和三角形接法。直流电动机的接线一般在接线盒的 盖子上示意有电路图,可以根据励磁形式和负载转向要求 来选择其接线图。电动机接线后,校核进线电源电缆三相 接线,避免电机启动后反转、电缆三相标识要清楚 ;如果 是多股电缆需压接鼻子,电缆鼻子的内径要与接线柱相匹 配 ;检查裸露的接线端子头相间、相对地的电气间隙、距 离应符合规范要求或采取绝缘防护措施,高压电机通常套 上绝缘防护罩或在各接线端子之间添加绝缘板,防止受潮 爬电或电气击穿 ;闭合接线盒前要清理杂物、封堵完好。
3.4 检查电机接地情况
电动机的底座与外部预留的接地扁钢应有效连接,底 座与外壳、外壳与接线盒、后防护罩应使用专用的黄绿软 通线或搪锡铜编织带相连接,室内接地软线截面不小于 4mm2,室外接地软线界面剂不小于 16mm2,当设备在建筑 屋面时接地软线软线不小于 50mm2 ;摇测电动机接地电阻 应符合设计图纸或规范要求, 接地电阻通常不大于4Ω。
3.5 检查接线线路、螺栓紧固情况
电动机一次、二次回路线路接线应牢固无松动 ;电机 基础底座连接螺栓齐全且紧固, 紧固后的螺栓头部要比螺 母高2~3 个螺距, 上螺母前注意放平垫圈和弹簧垫圈。
3.6 检查二次回路系统
校核电动机二次回路保护系统的整定值 ;交流接触 器、热继电器、按钮、开关等应触点完好、动作正常 ;指 示灯、电压、电流显示仪器正常显示。
3.7 检查电动机轴承润滑油
大电机轴承需要加油的,用油枪在加油孔内打油,一 般为轴承腔的2/3,不能加油太多否则轴承容易发热损坏。 带减速机系统的, 减速机系统润滑油应加到机油观察口的 1/2~2/3 处。
4 电机试运行应遵循的原则
(1)电动机送上电后,如果电动机不动作和转动,要 立即切开电源,检查问题故障,不可带电状态下检查,避 免发生危险或损坏电机。
(2)启动成功后要注意电动机运行工作状态,留意电 压、电流指示是否正常,若有异常现象要立即断开电源, 解决排除故障后再运行。
(3)电动机试运行时一般从大到小、逐台启动运行, 不宜同时启动, 电动机同时启动运行可能会引起线路上的 电流过大,容易引起线路故障或跳闸或电压降低过多,导 致电机启动困难。多台电机同时启动发生故障时,不利于判断分析具体哪台出问题, 给检查工作带来不便。
5 电动机启动运行后重点检查内容
电动机试车需连续空载运转2 小时,期间检查电机运 转情况。
5.1 检查电动机运行参数
用万用表测量其正常运转状态下的电压、电流,不能 过高、过低或三相不平衡 ;无负载情况下,电动机运转电 流应低于额定电流。
5.2 检查电动机运行温度
电动机启动运行后,每半小时用测温枪对电动机外壳 温度、轴承温度进行测量和记录,如发现外壳、轴承温度 过高应立即切开电源、停机检查,避免电动机过热烧坏内 部绕组或引起轴承磨损、损坏。电动机温升不得超过电机 铭牌上的规定,通常电动机滚动轴承温度不超过 95℃, 滑 动轴承温度不超过 80℃, 温度太高会使油质发生变化和 破坏油膜 ;对于电机机身外壳温度, 通常可用手触摸外壳 辅助判断, 不烫手即温度正常。
5.3 检查电动机运行振动
测电动机振动时,测振点应在电动机前端、尾端的轴 向、垂直方向、水平方向分别测振,径向测量方向尽可能 通过轴承支撑点中心。测量时,手持便携测振仪探头垂直 与测震点正常接触,按下测试按钮数秒,待测量值不变时 松开并记录 ;当测振仪读数出现周期性稳态摆动变化时, 取读数的最大值。
5.4 检查电动机运行的声音、气味
电动机正常运行的声音应该是轻快、均匀、有节奏且 平稳的,若运行过程中电机内部或轴承发出尖锐、沉闷、 摩擦等异响及闻到不正常的焦臭味时应立即停车检查。
6 电动机运行调试过程常见问题及故障分析
6.1 电动机外部状态运行故障判断及分析
6.1.1 通电状态下电动机无转动, 且过程未出现异常
可能供电电源不正常供电引起,万用表检查电机进线 端是否有电压 ;检查保护熔断器熔丝是否熔断 ;检查是 否过流继电器整定值设定值太小导致电动机不转。
6.1.2 通电状态下电机不转动, 熔断器熔丝熔断
检查供电线路中是否有短路、断路情况 ;检查是否熔 断器规格不匹配导致熔断, 对照电动机容量配上匹配规格 的熔丝 ;
6.1.3 通电状态下电机转动, 但电机转速低于额定值
此时用电压表或万用表测量电动机输入电压是否正 常,如电源电压过低会导致功率不足,电动机转速就会低于额定值。如带载状态下,可能是负荷过大,需减轻负 荷或选用大容量电机。以上都正常,可能是电动机内部故 障,如鼠笼式电机转子存在断条或绕线式电机转子一相断 路、滑环与碳刷接触不良。
6.1.4 通电状态下电动机运转, 声音不正常
运转时有嗡嗡响声时,用万用表测量电动机三相电压 是否正常,排除缺相可能 ;检查声音发出的部位,排除风 扇叶片碰壳、地脚螺栓、零部件不牢固引起振动声响等情 况 ;如轴承处声音较为明显, 可能是轴承缺油 ;如电机内 部的声音不正常异响, 可能是定子与转子之间不正常摩擦 引起, 则需更进一步检查。
6.1.5 通电状态下电动机运转, 温度高
电动机轴承温度高。可能是轴承不匹配或轴承损坏, 轴承过松、过紧及轴承损坏导致转动不顺产生多余摩擦、 温度升高, 则根据实际解决、更换 ;或是轴承润滑油过多、 过少或油质不好导致的轴承温度异常,则清理、添加、更 换润滑油 ;
电动机机身温度高。检查电动机通风冷却是否正常或 避免暴晒 ;带载状态下, 判断是否超负荷运行导致电机绕 组电流增大、温度升高 ;万用表检查排除电动机三相不平 衡或缺相问题引起的温度高 ;或是电动机内部故障如绕 组断路、短路、漏电、接触不良等故障引起的温度高。
6.2 电动机控制与保护系统运行故障判断及分析
6.2.1 电动机启动后, 断路器瞬时跳闸
(1)断路器瞬动跳闻,最常见的就是某处短路故障导 致跳闸,需要对可能发生短路故障的开关柜、线路进行详 细检查,是否有迹象比如火花痕、烧焦气味或异常声音, 如存在,对损坏的设备或线路安装完毕后,对开关柜内等 无关物品清理干净,处理完毕后再作绝缘耐压试验,试验 合格后方可再次试运行。如无明显短路迹象,应先确认断 路器选择的脱扣电流整定值是否合理。
(2)熔断器的瞬时熔断与短延时分断。断路器瞬时熔 断大几率为熔断器规格选型不合理,导致电流大于熔断体 的承载电流瞬间熔断。短延时分断可能原因有两种情况 : 一是收到机械外力作用,导致熔断器内外部电气连接异常 或熔断器熔断本体受伤,但仍维持着薄弱的电气导通性 能,一旦起动电流通过时,该熔断体发生短延时熔断 ;二 是使用其他场所用过的旧熔断器,达不到长时承载电流的 功能, 导致熔断器熔断。如果恰好是控制回路所接的一组, 那么接触器线圈失电、即造成接触器失压跳闸, 合闸失败。
(3)合闸回路接触器自保持触点故障。通常接触器的 辅助触点一直用来作接触器合闸后的自保持, 但不合格的 接触器, 会因辅助触点间接触不良导致辅助触点在合闸状态下不能正常保持常闭状态的自保持, 使接触器线圈失电 跳闸, 合闸失败。
6.2.2 短延时跳闸
电动机起动过程中,跳闸时间不足 1s 的为短延时跳 闸。常见的如上述的熔断器不良原因会存在短延时跳闸 ; 其次,带有接地保护的断路器,电动机的馈电线路在敷设 中绝缘受伤,漏电电流值偏大,但断路器的漏动作整定电 流值偏小,会导致接地保护动作。为防止误动作,会对带 接地保护设置 0.2~0.5s 的短延时,此时,便反映为短延时 动作跳闸。一般而言可通过绝缘检查排除此故障。
6.2.3 长延时跳闸
电动机起动过程中,跳闸动作时间在 5s 以上的为长 延时跳间。其原因多为电动机端问题。
(1)电动机端电压不足。电动机离配电室较远,电动 机容量又较大, 在起动时电动机控制中心的母线电压不是 太低,接触器能可靠合闸。但电动机端电压不足,不能拖 动相关的机泵运转,相当于堵转状态,时间一长,热保护 便动作跳闸。
(2)电动机反转。部分电动机启动时正反转的启动扭 矩不一样,如大型冷却风机, 反转时, 负荷电流超过额定电 流,虽能启动, 但长时间电流超负荷运行, 热保护设备会长 延时动作跳闸保护。故启动时检查电机转向是否正确,避 免正反转下的运行电流不一致引起热保护长延时跳闸。
(3)带荷设备安装和保护设定有误。电动机带负荷运 行时,某些负荷端的风机额定叶轮角度是可调节的。叶轮 角度不同时,风机提供的风量不同,所需电动机功率也是 不同的。原来需要的风量不大,而风机安装时叶轮角度调 节成了大风量时的角度,与所提供的电动机不协调,便造 成长时期过载而导致热继电器动作保护从而跳闸。
(4)热继电器选型不正确。如某些大直径大容量风机 启动慢、惯性大,在选用热继电器及动作时间设定时,就 需要设定 10s 或更长的动作时间,如设定不正确,即大电 机未正常转动起来就动作跳闸了。
7 结语
在电动机的安装、调试过程中,需要作业人员从开箱 验收、安装过程、调试运行前后各方面要有充分了解,熟 悉和掌握电动机安装、调试运行、故障分析和处理的重难 点,严格按照安装调试方案、操作要求等相关程序步骤详 细检查,逐步开展,才能在安装与调试过程中,以科学严谨、快捷准确的分析和判断出故障问题并加以解决,顺利 完成电动机安装调试工作。
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