核电厂电动机典型失效模式分析
姚军旺
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姚军旺,. 核电厂电动机典型失效模式分析[J]. 核工业与技术,2021.5. DOI:10.12721/ccn.2021.157044.
摘要: 在核电厂的运行过程中,经常会因为一些设备的失效模式导致核电站发电效率的降低。本文主要根据核电厂的电动机设备在不同时期出现的失效模式来分析,主要阶段包括核电站的调试,以及正式运行等阶段,总结除了导致核电站电动机设备出现失效模式的原因,并且在此基础上对失效问题产生的原因进行了分析,为核电厂以及核电厂之外的其他类型电厂的电动机设备对于解决失效模式的工作措施提出了重要参考。除此之外,本文在将具体的研究分析和实际的核电厂工程进行了结合,并且结合自身的检修与管理经验,对我国核电厂电动机设备的维修和管理工作进行了进一步的优化。
关键词: 核电厂;电动机;失效模式
DOI:10.12721/ccn.2021.157044
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一、引言

和其他普通的发电站相比,核电站在运行过程中,除了要求配装普通发电站中的工作系统之外,还要增加一些额外的系统,来进一步保证核电站的安全稳定运行,以保证核电站发电的可靠性。在这些保障核电站安全运行的系统之中,大部分系统都和电动机的技术有着密切的关系,这就对电动机技术的发展和提高提出了更高的要求。由于核电厂在工作和发电过程中,会出现各种各样的失效模式,从而影响核电站的正常工作,所以本文根据分析核电厂中电动机的具体工作流程,比如电动机的安装工作以及电动机在正式投入使用过程中所出现的各种失效问题,对我国核电厂电动机在运行过程中所出现的失效问题进行了总结。并且在此基础上对相关的检修和管理经验做出了了进一步的探究,为我国核电厂中电动机的日常维护工作提出具体的优化措施,以进一步推动我国核电站电动机设备的平稳运行,保障电力资源的平稳发展。

二、失效模式分析

2.1电动机振动导致接线松动出现故障问题

按照电动机核电厂电动机出现故障的原因,我们可以知道,由于在进行电动机调试安装工作时,接线柱和螺栓的长度太短,加上电动机在实际的运作过程中,会产生的一定的振动,这就会导致接线柱上的螺栓逐渐出现松动的情况,就不能保证绕组引出线和接线柱内部连接片有效连接。当二者之间接触的面积越来越小,电阻就会越来越大,并且接线螺栓中可能因为铜元素含量较小,载流量达不到相应标准,与此同时,电缆头的温度也会急剧上升。一旦电缆头的温度不能进行及时的控制,产生的高温就会导致引线出现绝缘的问题,从而导致连接端子设备的进一步老化,最终影响电动机的正常运转和工作。由于接线盒等装置大部分时间都需要保持封闭的状态,所以工作人员在对电动机等设备进行移交的工作过程中,或者是在日常巡检工作中,一旦发现接线柱的引线连接情况出现问题,就要立即采取一定的措施进行解决,如果潜在的隐患不能被及时发现并处理,就会对核电厂电动机的正常工作造成严重的负面影响。在现在的状况下,一旦电动机在工作过程中出现不规范的振动问题,无论是由于哪种原因导致,工作人员都要在对电动机进行日常检查的工作中,要对接线盒内具体的接线情况进行细致的检查,以及时发现接线盒中的问题。

2.2电动机加热器发生故障

由于电动机的电源有时还需要给加热器部分和其他电动机的加热器进行电源的供给。所以工作人员在对电源线进行恢复的过程中,需要进一步检查不同种类分配箱的传输电源的接线,并且对电压进行细致的测量,以保证电流运行的正常供电。除此之外,工作人员还要对其他接线中电动机的运行情况进行检查,对加热器的电阻值进行准确测量。一旦发现绝缘体和电阻出现问题,无法对温度进行有效的控制,就需要采取一定的措施进行解决。首先要将温度控制的装置安装在电动机绝缘层外面,并且用相对准确的测量系数来进一步控制温度,以保证最终的测量结果。如果在这个过程中发现问题,工作人员就要及时进行干预,以保证温度的正常。除此之外,工作人员可以取消对于温度控制的开关和装置,使加热器的控制系统由传统的电动机系统,变为可以连接主要接触器的系统,并且在此基础上进行接点的有效控制。在电动机处在正常运行的状态时,一旦发现接触器出现了闭合问题,就会同时发展处于关闭状态的辅助接点也会断开,从而导致加热器工作的停止,与此同时,当电动机停止工作时,接触器也会断开,所以一定要对于加热器的投运工作。

2.3线圈故障

当电动机出现线圈故障时,工作人员可以对电动机绕组出现问题的部位进行拆解和检查工作,通过具体的检查工作,我们可以明确的发现,电动机绕组部位的绝缘体由于被破坏而失去了其绝缘功能。其次,电动机绕组的其他局部部位的位置和空间也被高温所烧断。但是电动机内部其他绕组中的线圈并没有出现由于气温过高而导致的熔断问题。由此调查我们可以明确对线圈故障的原因做出判断。由于电动机不同绕组之间的绝缘体被破坏,从而导致电动机匝间之间工作组的破坏。而不同电动机相间出现的电路短路问题,一般都是由于电动机顶端部位的绝缘体没有进行科学的放置导致的。此外,在多层线圈的电动机之间铺设垫条也可以有效解决这个问题,但是如果不能合理安排垫条的位置,电动机在运行过程中温度过高并且置于湿度较高的环境中时,就会导致绝缘体绝缘能力的消失,从而导致线圈设备击穿,发生电路短路的问题。除此之外,如果不能妥善处理组间的连线套管,并且没有将有效耐热的塑料套管进行安装在电动机绕组的过程中,就会在很大程度上增加电动机的温度,导致电动机中塑料设备的熔化,导致不同连线间之间的短路问题。在对电动机的组织进行解体分析之后,我们可以发现我国电动机在绕组工艺方面所存在的主要问题。在电动机的端部设置绝缘纸,可以有效提高电动机内部设备的绝缘性能,但是如果工作人员无法对绕组绝缘纸进行科学规范的剪裁,从而导致电动机端部的绕组无法真正的实现绝缘的功能。如果电动机两相之间,无法运用绝缘纸进行有效的间隔,就会导致两相绕组发生直接的接触,这也会导致绝缘功能的缺失。其次,如果绕圈之间的装置不能保持平行的关系,就会导致不同线圈的弯曲程度出现差别,从而最终导致平行导线出现交叉的情况。由于电动机的内部系统比较特殊,不同线圈之间是运用角型方法进行连接的,所以在对电动机进行耐压的试验工作时,不仅需要对绕组的绝缘情况进行分析,还要对不同相间之间的绝缘情况进行研究。通过调研对于低压电动机的绝缘方法,来设定一定的标准。并且将正在实施的试验项目和维修机制的确立进行结合,以最大程度减少电动机在工作过程中,由于不同相间出现绝缘功能的缺失,而导致的问题和故障。

2.4轴承故障

从电动机的解体情况的角度进行研究。我们可以明确轴承出现问题的原因主要是因为轴承之间润滑工作的缺失。如果轴承在工作中,工作人员不能及时对其进行润滑工作,就会使轴承长期处在摩擦的状态,从而导致轴承的表面出现严重的磨损问题,导致轴承表面的工作状态进一步恶化。所以工作人员一定要严格根据不同轴承的保养规定和信息,对驱轴承进行科学的润滑工作,并且在电动机正式完成安装和调整工作之后,对电动机的轴承进行科学的润滑处理。其次,从轴承设备的运行时间来分析,轴承的大小跟轴径磨损有着密切的关系,所以工作人员需要对保持架出现损坏的原因进行分析,来进一步提高轴承之间配合工作的过盈。除此之外,工作人员在对轴承的对中情况进行研究时,发现轴承的偏心最大值和转速不不能进行合理的配合,根据我国设备的规定标准来看,要求对中偏差不大于一定的规定。但是我国很多电动机的轴承存在着严重偏心的现象。当轴承无法进行合理的对中工作,就会导致轴承的油膜压力超出正常的范围,从而导致轴承的振动程度的进一步加大。最后,如果在施工现场工程建设工作比较频繁,也会导致一定程度的尘土污染。

三、电动机维修管理工作建议

3.1升级核电厂电动机维修模式

在以往的维修工作中,工作人员往往是定期对电动机进行维修,但是这不能彻底保证电动机的工作效率。所以工作人员应该取缔原来的定期维修工作,而采取日常维修检查的工作程度。就我国目前对于电动机的维修发展现状来看,大多数核电厂仍然采用预防性比较高维修模式,这种工作模式比较保守,并且容易出现修理过度的问题,甚至还会导致设备可用性的降低,还会容易导致其他故障风险的发生。所以工作人员必须要对电动机设备的运行状态进行科学的监测和判断。相关企业应该定期组织维修人员进行相关知识的学习,并且引入比较先进的诊断技术和工作设备,来提高对于电动机健康工作状态评估程度,并且在此基础上,根据具体的评估结果来选择最佳的维修时间。

3.2将PLC中央服务器使用在维修管理工作中

PLC的中央服务器是整个控制系统的神经枢纽,每个PLC系统最少会有一个中心处理系统,其按PLC的要求对数据进行储存,并采集现场状态和信息数据,所有的站内信息、整体数据都会由其统管理,已达到核电站内部的信息集中化和统一化。PLC控制系统工作中心是控制系统与核电站内部人员进行信息操作的设备,把整个系统的运行操作情况清晰的展现在操作人员的面前,并对核电站的生产工作的全过程进行实时监控。PLC控制系统可以同时提供多个正常画面,提供可以显示全貌的模拟,所以将PLC中央服务器使用在维修管理工作中,能够有效提高维修管理工作的效率。

四、结束语

随着我国经济水平的迅速提高,我国社会各行业也得到了迅速的发展,而电力作为推动一切工作进行开展的核心能源,对于我国经济效益的进一步提高,有着重要的意义。就我国目前电力资源的开发现状来看,大多数电力还是由煤炭为燃烧为动力的火电资源,但是煤炭作为一种不可再生能源,大量的使用煤炭不仅会破坏我国的资源环境,有害气体的排放也会给对生态平衡发展带来很大的威胁。而核电站的建立,在很大程度上缓解了我国资源的严峻性,并且核能发电的效率高,又是清洁能源,在我国得到了广泛的推广,所以本文对于核电厂电动机典型故障模式的分析,可以有效帮助核电厂乃至其他电厂在电动机故障时的原因分析,在最短的时间内找出故障问题,恢复电动机可用,提高设备可靠性。

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