匝間短路是電機(jī)很為常見的故障之一，導(dǎo)致故障的原因也多種多樣。應(yīng)朋友之約，參結(jié)合實(shí)際案例發(fā)現(xiàn)與大伙做一個(gè)交流。
匝間故障原因及其危害
(1)電動(dòng)機(jī)繞組的匝間接觸面積與繞組的匝長(zhǎng)基本相同。匝間絕緣往往是電磁線本身的絕緣或很薄的附加匝間絕緣，如薄膜或云母墊條等。匝間絕緣的介電強(qiáng)度遠(yuǎn)不如對(duì)地絕緣。此外，匝間絕緣在繞線、嵌線、拉形、復(fù)形、烘干等工序中都可能受到損傷。
(2)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中繞組絕緣承受工頻電壓、瞬時(shí)過電壓、操作過電壓和雷電過電壓。這些電壓同時(shí)作用于對(duì)地絕緣和匝間絕緣上。額定匝間工頻電壓僅幾十伏，對(duì)匝間絕緣損傷少。損傷匝間絕緣的主要因素是各種過電壓。
過電壓是一種非周期性的瞬態(tài)電壓，稱為沖擊過電壓，其峰值可高達(dá)額定電壓的數(shù)十倍，波前時(shí)間可短至0.1us。在幅值升降的同時(shí)以一定速度進(jìn)入到電機(jī)繞組。
如果在波前時(shí)間內(nèi)波前部分全部進(jìn)入線圈第1匝內(nèi)，則匝間絕緣承受到峰值電壓，如果進(jìn)入第1~2匝內(nèi)，則減為一半。
一般認(rèn)為在高壓電機(jī)中，由于導(dǎo)線排列整齊，沖擊波的幅值均勻分布在繞組的第1只線圈各匝之間，匝間絕緣承受的沖擊電壓為幅值除以第1只線圈的匝數(shù)。
在散嵌繞組中具有隨機(jī)性。從第2只線圈開始，分布電容衰減的作用使幅值下降。因此，匝間絕緣是電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐也證明，匝間絕緣的故障率很高。
(3)匝間故障的短路匝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，在交變磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，短路匝自成回路，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就在這個(gè)電阻很小的閉合回路中產(chǎn)生很大的電流。該電流高達(dá)額定電流的若干倍，使短路匝的溫度比其他匝高，時(shí)間一長(zhǎng)，絕緣材料便老化、焦脆脫落，由匝間絕緣損壞開始，很終可能導(dǎo)致相間或?qū)Φ亟^緣的擊穿，很終燒壞電動(dòng)機(jī)。所以，要延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行壽命，提高匝間絕緣的優(yōu)良介電強(qiáng)度和工藝性能很有必要。
匝間故障的診斷
匝間故障檢查可使用匝間耐壓測(cè)試儀來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)繞組匝間故障的診斷。
原理：以檢測(cè)被試品的阻抗對(duì)稱平衡情況為基本原理，用沖擊波比較法，以高壓脈沖對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行等效過電壓的無損傷模擬試驗(yàn)。
利用測(cè)試儀本身的顯示器觀察波形和對(duì)比分析，可直觀、迅速、正確地測(cè)定繞組匝間耐壓及各種故障。繞組匝間絕緣如有缺陷，在一定的沖擊波電壓下將被擊穿，而形成匝間短路。匝間絕緣擊穿時(shí)，有時(shí)會(huì)伴有放電火花和放電聲，試驗(yàn)波形顯示放電毛刺和跳動(dòng)，波形不重合。
明顯的故障點(diǎn)會(huì)有冒火花、變黑的跡象，但有些時(shí)候故障點(diǎn)非常難找，不少的繞組加工企業(yè)通過聽診器進(jìn)行查找。
匝間故障的處理
● 對(duì)低壓散嵌繞組，在繞線和嵌線過程中，要仔細(xì)檢查線材質(zhì)量，觀察漆膜絕緣層色澤是否均勻，有無劃磨傷、氣泡等。如有要用薄膜或透明膠帶包墊好。有時(shí)匝線材質(zhì)量不高，在繞線、嵌線過程中操作不當(dāng)，都會(huì)在繞組匝問試驗(yàn)中暴露出故障來。
● 如果在槽內(nèi)和端部按上述方法找不出故障點(diǎn)或不好處理，可把有故障的線把起出槽子，更換導(dǎo)線或重新排繞一遍，再嵌進(jìn)去，避開匝間薄弱點(diǎn)，使繞組匝間耐壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
匝間故障控制的關(guān)鍵點(diǎn)
(1)電磁線本身的質(zhì)量。通過必要的檢測(cè)指標(biāo)控制區(qū)分電磁線的品質(zhì)，特別關(guān)鍵的有常溫耐電壓、扭絞剝離和漆膜連續(xù)性。部分制造廠家對(duì)于特殊要求電機(jī)用電磁線相關(guān)的控制指標(biāo)比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，這方面的質(zhì)量控制對(duì)電機(jī)匝間故障控制效果明顯。
(2)繞線環(huán)節(jié)控制。在繞線環(huán)節(jié)，一方面要保證繞線模的符合性，不能對(duì)電磁線千廠損傷，另一方面就是電磁線拖地、電磁線與線軸邊緣的直接摩擦導(dǎo)致漆皮受損。
(3)嵌線過程中電磁線與槽口、劃線板不光滑、壓線板強(qiáng)形加壓、剪具過于尖銳、端部整形等環(huán)節(jié)都有可能導(dǎo)致電磁線局部受損。
(4)接線過程中綁扎帶穿繞工具不符合、吊運(yùn)中吊具不符合都會(huì)導(dǎo)致繞組局部受損。
(5)鐵芯槽口彈開、槽底不平整、槽內(nèi)有鐵屑等不良因素都會(huì)導(dǎo)致電磁線不同程度的受損，導(dǎo)致匝間。
(6)定子受潮，特別是有腐蝕性的物質(zhì)滲入，輕的導(dǎo)致電機(jī)局部受損，嚴(yán)重的導(dǎo)致整臺(tái)電機(jī)繞組受損。
(7)烘干過程中爐溫過高導(dǎo)致絕緣性能受損。
(8)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的不適宜性。如果設(shè)計(jì)產(chǎn)品槽滿率過高、端部尺寸過于緊張導(dǎo)致操作工藝性差，屬于產(chǎn)品先天性的匝間故障隱患。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際工藝，避免由于設(shè)計(jì)與工藝脫鉤導(dǎo)致的問題。
有些時(shí)候，電機(jī)匝間故障、相間故障和對(duì)地故障不太好區(qū)分，但匝間故障表象有特點(diǎn)，就是故障點(diǎn)所在的線圈另端會(huì)有不同程度的燒痕，而對(duì)地和相間故障則表現(xiàn)為局部;但這三項(xiàng)故障又有一定的正相關(guān)性或同時(shí)性，哪項(xiàng)故障是誘因不太好區(qū)分，經(jīng)驗(yàn)的積累非常重要。