全國大型火力發(fā)電廠廠用高壓電動(dòng)機(jī)故障中轉(zhuǎn)子斷條及由此引起的電機(jī)燒毀事故占電機(jī)故障的80%，經(jīng)濟(jì)損失也大，不僅嚴(yán)重影響了電廠的安全生產(chǎn)，也給國家造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此解決高壓異步鼠籠斷條問題是大型火電廠長(zhǎng)期存在的主要生產(chǎn)問題之一。  
1 轉(zhuǎn)子斷條原因分析 
電機(jī)轉(zhuǎn)子頻繁發(fā)生斷條，是轉(zhuǎn)子受各種應(yīng)力作用且應(yīng)力超過了籠條所能承受的極限或是交變應(yīng)力的長(zhǎng)期作用使籠條發(fā)生疲勞的結(jié)果。主要有以下幾方面的原因： 
1.1 制造工藝產(chǎn)生的應(yīng)力和啟動(dòng)時(shí)交變應(yīng)力 籠條之間產(chǎn)生的較大溫差是焊接質(zhì)量不穩(wěn)定造成的，由于焊接質(zhì)量不良，引起籠條熱膨脹有差異；另外籠條在啟動(dòng)過程中具有集流效應(yīng)，使籠條電流大都集中在槽口，引起籠條上下之間有很大的電流密度差，端環(huán)中強(qiáng)大的啟動(dòng)電流使之發(fā)熱產(chǎn)生徑向位移，籠條產(chǎn)生背離轉(zhuǎn)子中心的彎曲應(yīng)力。由于籠條鐵蕊沖孔工藝差異使籠條在嵌裝時(shí)松緊程度不一樣，當(dāng)籠條在槽內(nèi)存在徑向間隙時(shí)，則籠條上的徑向振動(dòng)力會(huì)傳遞給端環(huán)。由于各籠條的電流相位不同，傳遞給端環(huán)的振動(dòng)力會(huì)使端環(huán)產(chǎn)生扭曲，受力大部位是籠條的焊接處，而此處是鼠籠結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)。由于熱傳導(dǎo)性能差異使各籠條間產(chǎn)生不均勻的溫升，造成各籠條間不同的軸向位移而使籠條產(chǎn)生軸向的拉應(yīng)力，使籠條電磁振動(dòng)。特別是在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)的瞬間，振動(dòng)幅值達(dá)到*大值，是正常運(yùn)行時(shí)的50~60 倍，頻率為100Hz，振動(dòng)隨著轉(zhuǎn)速的升高和啟動(dòng)電流的增加而增大。 
1.2 負(fù)載變化使鼠籠條產(chǎn)生切向交變應(yīng)力 籠條在槽內(nèi)有一定的間隙，轉(zhuǎn)子鐵蕊和與它保持一定距離的端環(huán)共同構(gòu)成一個(gè)扭振系統(tǒng)，運(yùn)行中由于負(fù)載變化，例如鋼球磨煤機(jī)內(nèi)的煤和鋼球由于重力作用向下堆積，而磨內(nèi)上部的煤和鋼球重量少，這樣磨煤機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩經(jīng)常變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩也是變化的。這樣使籠條與端環(huán)的連接部位受到很大的切向彎曲應(yīng)力，尤其當(dāng)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩?cái)[動(dòng)在共振區(qū)附近時(shí)，其應(yīng)力會(huì)達(dá)到*大，危害也嚴(yán)重。 
1.3 制造和焊接工藝差, 有些鼠籠電機(jī)籠條與端環(huán)之間的焊接質(zhì)量較差，焊縫夾渣，焊縫高低不平，更為落后的是籠條與端環(huán)之間的連接是平面接觸后在內(nèi)側(cè)焊接，焊接時(shí)不注意控制溫度，使焊口附近的材料因過熱變形，并產(chǎn)生應(yīng)力，機(jī)械強(qiáng)度降低，焊口附近又是應(yīng)力集中和宜發(fā)生斷條的部位。國內(nèi)焊接工具大多采用氧焊，而不像國外采用氬弧保護(hù)焊接和高頻或中頻焊接先進(jìn)技術(shù)，焊接時(shí)先將端環(huán)預(yù)熱，焊后保溫冷卻，消除熱應(yīng)力。 
1.4 誤操作連續(xù)二次以上啟動(dòng) 鼠籠型異步電機(jī)在冷態(tài)下啟動(dòng)一次，籠條和端環(huán)的溫度會(huì)達(dá)到很高，第一次啟動(dòng)不成功，應(yīng)隔2h 后才能進(jìn)行第二次啟動(dòng)。若運(yùn)行操作人員不注意在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)第二次甚至第三次啟動(dòng)，籠條和端環(huán)的溫度就會(huì)達(dá)到不能允許的程度，機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重下降，發(fā)生焊接處開焊和斷條事故。 
1.5 斷條后檢查不及時(shí)和檢修質(zhì)量差 鼠籠型電機(jī)斷條很難查出，斷條很少對(duì)電機(jī)的正常運(yùn)行影響較小，沒有明顯特征而難以發(fā)現(xiàn)，只有很有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行檢修人員能從電機(jī)輕微異常聲音中判別出來。一旦發(fā)現(xiàn)冒火，振動(dòng)，噪聲增大，轉(zhuǎn)速下降等異常時(shí)，斷條已經(jīng)很嚴(yán)重了�；\條斷條后，斷條中仍有電流，其電流經(jīng)兩側(cè)鐵心流入相鄰的籠條中，這樣既增加了相鄰籠條的負(fù)擔(dān)，造成相鄰籠條斷裂，又會(huì)燒壞轉(zhuǎn)子鐵心。斷條在離心力作用下甩出槽口刮傷定子造成定子接地短路，許多電機(jī)就是這樣燒壞的。修理電機(jī)斷條故障時(shí)，對(duì)修理工藝質(zhì)量不重視，尤其是焊接工藝，由于采用氧焊，焊接溫度高，使焊口附近的材質(zhì)變脆，機(jī)械強(qiáng)度下降。另外焊接不預(yù)熱，焊完后不保溫，熱應(yīng)力無法消除使籠條與端環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力變形，并使熱應(yīng)力集中在焊接處。重復(fù)修理電機(jī)將使轉(zhuǎn)子槽孔增大，而新?lián)Q的籠條又是原尺寸，故檢修后籠條在槽中的氣隙增大而松動(dòng)，造成振動(dòng)增大，電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均，修后的電機(jī)質(zhì)量較差。 
2 防止鼠籠型電機(jī)籠條斷條和開焊的措施 
2.1 加固籠條伸長(zhǎng)部位或采用楔形籠條 對(duì)籠條伸出較長(zhǎng)的電機(jī)在兩端伸長(zhǎng)部位補(bǔ)焊一短黃銅條，一端焊在端環(huán)上，一端頂在鐵心上。將短銅條與原籠條平面焊接在一起，這樣可防止籠條在運(yùn)行中竄動(dòng)，同時(shí)一旦籠條與端環(huán)連接外開焊，也會(huì)由于短銅棒與原籠條焊接在一起而不會(huì)由于離心力甩出刮傷定子線棒造成相對(duì)地短路燒毀定子的事故。 
2.2 改造端環(huán)與籠條連接方式 排粉風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)頻繁斷條后，將端環(huán)平面上開一矩形孔并將籠條加長(zhǎng)伸進(jìn)端環(huán)外側(cè)，采用兩端焊接可以延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子使用時(shí)間。對(duì)磨煤機(jī)的端環(huán)采用適當(dāng)增大幾何尺寸，將凹形槽的凹槽深度加深，更多卡住籠條伸長(zhǎng)部位。這樣不僅提高了端環(huán)的機(jī)械強(qiáng)度，而且降低了端環(huán)的啟動(dòng)電流密度，對(duì)防止斷條是有效的。對(duì)籠條伸出過長(zhǎng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子在籠條外側(cè)和端環(huán)內(nèi)側(cè)加焊一根30×4mm 紫銅板三面焊接，形成一條加強(qiáng)筋，既增加了端環(huán)的幾何尺寸，又縮短了距鐵心的距離。 
2.3 選用梯形鼠籠型電機(jī) 電動(dòng)機(jī)與機(jī)械選配的容量比應(yīng)大于1.3，費(fèi)用雖然大一點(diǎn)，但這些費(fèi)用在長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電和無須更換籠條及斷條造成燒毀電機(jī)費(fèi)用中早已收回。若在基建選型時(shí)對(duì)水泵，風(fēng)機(jī)制造廠配套電機(jī)選用高啟動(dòng)力矩和梯形籠條使容量比大于1.3 以上，可以避免電廠頻繁斷條所造成的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 
2.4 對(duì)在籠條伸長(zhǎng)部位用無緯環(huán)氧玻璃繩綁扎的評(píng) 前幾年鼠籠電機(jī)發(fā)生斷條時(shí)，就在JSQ-700kW 系列鼠籠型引風(fēng)機(jī)電機(jī)上采用在籠條伸長(zhǎng)部位用無緯環(huán)氧玻璃繩交叉綁扎技術(shù)，然后涂刷環(huán)氧樹脂固化辦法，運(yùn)行一段時(shí)間后又發(fā)生斷條現(xiàn)象，解體檢查發(fā)現(xiàn)無緯環(huán)氧繩與籠條的結(jié)合面被高溫烤焦松動(dòng)，斷條后無緯玻璃繩仍舊擋不住因離心力甩出的斷條而刮傷定子線棒，這是因?yàn)榛\條在啟動(dòng)時(shí)溫度高于200~300℃，而環(huán)氧無緯玻璃繩怕高溫，熱積累逐步將無緯環(huán)氧玻璃繩與籠條的結(jié)合部烤焦碳化而松動(dòng)失去緊固力。所以除非采用耐高溫的固化劑，否則只能將斷條的時(shí)間間隙稍為延長(zhǎng)一點(diǎn)而并不能杜絕斷條和斷條后籠條因離心力甩出刮傷定子線棒的事故頻發(fā)現(xiàn)象。 
3 定子線棒損壞情況及修理 
電廠鼠籠型電機(jī)定子損壞故障時(shí)有發(fā)生，這類故障是由于轉(zhuǎn)子籠條甩出后刮傷定子線棒。大型電機(jī)端部在極相組連接處發(fā)熱短路事故也時(shí)有發(fā)生，故障點(diǎn)主要在定子線圈極相組連接引出線接頭處，發(fā)生的時(shí)間在投運(yùn)后不久啟動(dòng)中。電機(jī)廠給水泵電機(jī)發(fā)生第一臺(tái)極相組連接線燒斷時(shí)，便將全部極相組連線導(dǎo)線截面積增大，并對(duì)另外3臺(tái)給水泵電機(jī)全部返工補(bǔ)焊處理，運(yùn)行至今未發(fā)生燒斷現(xiàn)象。 
4 軸承質(zhì)量問題 
軸承質(zhì)量故障占電機(jī)故障比例很高，關(guān)鍵問題是軸承質(zhì)量差，壽命短，有時(shí)剛換上去運(yùn)行不久就發(fā)生振動(dòng)和發(fā)熱。這表明國產(chǎn)軸承材質(zhì)硬度低，熱處理工藝不過關(guān)，運(yùn)行一段時(shí)間后，軸承間隙增大，造成電機(jī)振動(dòng)，使籠條振動(dòng)加大，引起斷條。另外Y 系列電機(jī)軸承端蓋鋼板太薄，沒有加強(qiáng)筋，鋼性差，造成振動(dòng)使軸承損壞，更換軸承周期短，電動(dòng)機(jī)大修周期一般為2~3 年，檢修規(guī)定要更換軸承，即使軸承質(zhì)量好的也要換掉，這樣軸承拔出次數(shù)過多使軸頸外徑變小，造成軸承跑外園發(fā)熱燒軸承。 
而磨煤電機(jī)軸承按制造廠說明書標(biāo)定壽命可達(dá)10萬小時(shí)，運(yùn)行10多年從未更換過軸承，也沒有發(fā)生過軸承損壞現(xiàn)象，大修時(shí)只是將潤(rùn)滑油進(jìn)行更換，可見軸承的質(zhì)量非常關(guān)鍵。