关于电机故障诊断方法的优化研究

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摘要：电机是促进电力设备正常运行的基础保障，受到多方面的影响，电机运行中可能会发生故障问题，影响电机安全、稳定运行，电机故障诊断的重要性不断显现。随之，振动测试仪不断应用到电机故障诊断中，利于提高故障诊断准确率，科学解决故障问题，促使电机处于高效运行中。因此，本文多角度客观分析了电机故障与电机故障检测方法，多层次探讨了电机故障诊断中振动测试仪的应用。
关键词：电机故障；诊断方法；优化
引言
电动机是电驱动系统中的关键部件，承担着将电功率转换为机械功率的重要任务。20世纪最常用的电动机是直流电动机，随着电子功率器件及控制技术的迅速发展，异步电動机变频驱动取而代之。21世纪以来，永磁电动机以其效率高、性能比好的优势，在一些重要领域已取代异步电动机。在一些对安全、可靠性有很高要求的领域，如轨道交通、电动汽车、风力发电等，电机的状态监测和故障诊断尤为重要，因此一直以来受到高度重视。近年来，随着信息技术的快速发展，电机状态监测和故障诊断技术也有相应的进步。国内外在电机的状态监测与故障诊断领域开展了不少工作，已有较多文献发表，但有关永磁电机方面的相关文献较少。
1电机故障
在电力系统运行过程中，电机是不可或缺的重要组成元素，而电机故障会对机组乃至系统造成不同程度的影响。通常情况下，电机故障大都集“电气、机械”于一体，也就是说，电机运行过程中所出现的故障问题具有机械故障特点，也具有磁场、电气等一系列故障显著特征。在跟踪分析过程中，检修人员会发现电机故障大都和机械故障紧密相连，轴承故障发生率较高。一旦出现轴承故障，电机会发出异常的声音。在运行过程中，电机也会出现电气故障，但发生率低于机械故障，大都属于绕组故障。电机出现故障问题后，机组将会非计划停机，在一定程度上电网系统的安全、稳定运行也会受到影响，如果故障问题严重，将会造成严重的经济损失。同时，在运行过程中，电机如果出现故障，长时间处于负荷运转状态，很容易对电机设备造成影响，不仅降低使用效率，还会增加后期的维护成本。所以，相关企业必须重视电机故障的诊断和方法优化，找出故障原因，制定科学合理的解决方法，进一步促进我国电力系统的健康发展。
2电机故障检测方法
在电机运行过程中，传统故障检测方法体现在多个方面。检修人员先要全方位仔细检查电动机动态运行，看其是否出现“漏水、滴水”现象，避免电机绝缘性能不断降低，检查电机外部是否存在杂物，扇叶是否干净等。检修人员要优化利用相关工具，仔细听电机运行声音，看其使其出现异响，电机内部轴承是否出现隐患问题，出现严重磨损问题等。在此基础上，检修人员要闻电机气味，这是因为如果电机运行中温度过高，绝缘层被击穿等，将会闻到异常气味，可以在一定程度上判断电机故障，可以用手触摸电机轴承等，看其温度、振动是否超过规定范围，可以利用红外测温仪，检测运行中电机温度。如果电机无法正常运行，检修人员需要利用仪器设备测量对应的直阻、绝缘电阻，解决电机出现的故障问题。此外，随着科学技术迅猛发展，电机故障诊断新技术不断应用到电机故障诊断中，即以电机设备信号为基点，采集运行中电机各方面数据，和正常运行情况电机数据对比、分析，判断电机是否出现隐患问题，可以围绕故障参数，准确判断电机故障发生的具体位置，客观分析电机运行中故障类型，采取适宜的措施有效解决故障问题。
3电机故障诊断的优化措施
3.1脉冲电流法的应用
这种检测局部放电的方法其实是一种比较早的检测识别方法，它主要是通过几个组件上所引起的局部放电而导致产生了脉冲电流，以电流的大小来判断实际放电量的多少。在国际上，它有统一的标准，也被广泛的应用到检测局部放电的各个领域。它的传感器可按窄带和宽带两种进行划分。窄带电流传感器的优点是比较灵敏，比较稳定，不易受外界因素的干扰。但这种传感器在输出的波形方面还存在着一定的不足。宽带电流传感器优点是分辨识别比较高，但它也有许多缺点与不足，如：抗干扰能力不好，极易受到外界因素的干扰而产生不稳定的现象。测试频率较低，测试容易出现不准确的现象。测试的样品电容比较大时，受阻抗的影响比较大，也影响灵敏度。
3.2超声检测方法
超声导波检测工作的基本原理，就是利用探头阵列来发出超声能脉冲，这种脉冲始终充斥在圆周方向以及管道壁的位置，并向四周位置传播，最终由相同的探头阵列来验收返回的信号。如果经过检查发现，管道的管壁位置厚度发生了任何形式的变化，则在管道内壁以及管道外壁这两个位置，都会产生反射信号，这些信号会被探头阵列捕获。所以从该角度来看，管道内外壁因为受到腐蚀而产生金属缺陷，都可以利用该方法进行检测。按照不同缺陷产生所附加的波形，对信号进行转换，可以有效识别金属磨损和管子的外形特点，对不同问题点加以区分。超声导波检测技术，主要利用低频扭曲模态导波和纵向模套导波对管道内部情况进行检查。扭曲模态导波可以边朝着管子圆周方向振动，一边向着管道的轴向位置传播波形，这种传播模式效果比较好，声能并不会受到管道内各种液体的影响，传播质量理想。工作人员在对导波进行检测的过程中，可以让液体不断的在管道中流动。
3.3光测法的应用
这种方法的原理是变压器内部局部放电产生了光辐射而形成的。在变压器中，各种局部放电产生的波长是在500～700mm。检测法还可以测试光电转换后的电流属性，对局部放电能够有效鉴别。光测法在实验验证理论方面取得了较大进展，尤其针对局部放电有较好的测试效果。但是由于光测法灵敏度低、价格昂贵，而且被检测的物体还必须处于透明状态，因而没有广泛推广
3.4SF6气体分解故障诊断法
通过SF6气体分解物来对电机设备进行故障诊断在电机设备运行，SF6气体分解物生成，受到以下几个方面因素的影响。首先是电弧发电能量的影响，使得弧区温度升高而增大；其次是受到电极材料的影响，例如铝电极条件下，SF6气体的分解物数量往往是最多最高的；再者就是受到绝缘材料的影响；最后是电机设备内部水分和氧气的影响。总之，认清和把握好以上影响因素，可以更加高效的通过SF6气体分解物来诊断检测电机设备的故障。在这里，笔者以多年的工作经验，总结归纳如下：①对于SF6电机设备故障检测，可以通过检测分解物中的CF4和C3F8等化学物质来进一步诊断出设备故障所在。检测出CF4和C3F8等化合物的含量，可以诊断出电机设备内部放电故障。以上两种化合元素，实际上它们是SF6中含碳元素的有机绝缘材料被电弧放电之后所产生的分解物。当出现并形成这样一种结果的时候，势必会生成较大的能量，断路器开断，灭弧喷口受到电弧烧灼生成CF4和C3F8。
结语
而今，我国在电力方面提出了更高的要求，为保证供电的平稳性与安全性，应精心选择电机设备类型，加强对电机设备安装与施工的严格规范，进而可提升电力系统运行的高效性。与此同时，还要积极开展故障检修工作，掌握更为专业的故障诊断技术，这样可大大增强整个电气系统运行的稳定性，以满足社会各个领域对电能的需求，进而可促进社会经济的全面发展。
参考文献
[1]徐超，王凯，郭跃男，等.SF6电机设备泄漏检测技术[J].电测与仪表，2016，53（S1）：28-32.
[2]盛兆顺，尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].化学工业出版社，2015.
[3]陈家斌.电机设备各故障检测诊断方法及实例[M].中国水利水电出版社，2016.
[4]吴健.提升电厂电机设备运行效率的常见故障处理方法[J].科技展望，2016（09）：98.
[5]王枚霞.电厂电机设备常见故障排除方法探讨[J].山东工业技术，2016（04）：167.