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電機繞組大多由多圈導線繞制而成,匝間短路就是同一繞組里相鄰的線圈導線絕緣破損,互相連通。短路后會造成線圈電流異常、局部過熱,引發電機發熱、異響、出力下降,嚴重時會燒毀繞組。
電機發生繞組匝間短路,是電機本體引發三相電流不平衡的典型故障,故障后的電流變化具備極強的規律性,和供電、線路故障造成的失衡有明顯區別,現場辨識度極高。該故障最核心的表現為:短路相電流異常大,另外兩相電流輕微偏低且幅值基本相等,三相電流不平衡度遠超10%標準限值。
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匝間短路的相繞組有效匝數減少,繞組電阻和感抗大幅降低,在三相供電電壓平衡的前提下,故障相電流急劇上升。故障相繞組短路匝數越多,電流增幅越明顯,故障越嚴重;輕微匝間的結果等同超載運行,匝間嚴重會瞬間局部過熱放炮。匝間損毀的電機兩相繞組完好、一相完全碳化變黑,呈現“一相超大、兩相均衡偏小”的典型電流特征。
伴隨電流失衡,電機會出現明顯異常工況:因三相磁場嚴重不對稱,電機轉矩脈動加劇,運行振動、噪音顯著增大,同時故障相繞組會快速發熱、溫度驟升,短時間內就會出現燙手現象。若持續運行,過熱會加速絕緣老化擊穿,漸次發展為相間短路、接地短路直至燒毀電機繞組。此外,輕微匝間短路空載電流失衡不明顯,但帶負載運行后,三相電流不平衡現象會被快速放大,極易觸發電機過載保護跳閘。
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