1. 繞組絕緣的溫度對(duì)繞組壽命的影響

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的能量損耗大部分在電機(jī)繞組內(nèi)部轉(zhuǎn)變成熱量，繞組中耐熱最差的是絕緣材料，當(dāng)電機(jī)溫度不超過所用絕緣材料的最高允許溫度時(shí)，絕緣材料的壽命較長(zhǎng)，可達(dá)20年以上；如果電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量過負(fù)荷，繞組溫度超過絕緣材料的最高允許溫度，則絕緣材料將加速老化、變脆，會(huì)縮短絕緣材料的壽命，嚴(yán)重情況下，絕緣材料將碳化、變質(zhì)、失去絕緣性能，繞組燒毀。熱過負(fù)荷會(huì)破壞絕緣材料的性能，所以不允許電動(dòng)機(jī)的工作溫度超過絕緣材料允許的極限溫度。溫度波動(dòng)同樣對(duì)絕緣材料的使用壽命產(chǎn)生影響。所謂溫度波動(dòng)：是指電動(dòng)機(jī)處于冷狀態(tài)和熱狀態(tài)之間的溫差。當(dāng)電動(dòng)機(jī)受到交變負(fù)荷作用時(shí)，上述影響特別顯著。通常溫度波動(dòng)會(huì)使導(dǎo)線、絕緣層和包扎件等有不同程度的膨脹變化，從而容易造成膠漆和松動(dòng)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。電機(jī)繞組不同等級(jí)絕緣材料對(duì)應(yīng)不同的允許最高溫度和允許溫升，其數(shù)值見表1。為保證電機(jī)繞組絕緣的壽命，考慮到電機(jī)所用材料性能的波動(dòng)，電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，通常設(shè)計(jì)溫升比實(shí)際使用時(shí)的允許溫升低10~20℃，來確保電機(jī)溫升合格。

表1  不同絕緣等級(jí)材料所允許的最高溫度和溫升

2．影響繞組壽命的因素和故障表現(xiàn)

電機(jī)繞組絕緣可分為主絕緣、匝間絕緣、相間絕緣和層間絕緣，其老化過程比較復(fù)雜。作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械，繞組絕緣首先應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性及彈性，同時(shí)保證電氣性能的穩(wěn)定。由于設(shè)計(jì)和工藝因素及使用時(shí)的運(yùn)行環(huán)境的不同，失效的原因主要是氧化、磨損、疲勞、高溫、電應(yīng)力。

電機(jī)在使用運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，繞組絕緣損壞常造成線圈短路或斷路故障。老化、受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入和外力沖擊等均會(huì)對(duì)繞組造成傷害。大多數(shù)低壓中小型電機(jī)定子繞組故障都是由于暫態(tài)過程中匝間絕緣損壞引起。實(shí)踐證明，操作過電壓是電機(jī)繞組匝間絕緣損壞的主要原因，會(huì)使多匝線圈的匝絕緣上產(chǎn)生很高的電壓梯度，造成絕緣薄弱部位絕緣擊穿損壞，引起匝間故障，擊穿部位多在端接部分，尤其是彎曲部位和鼻端，通常電機(jī)繞組中的一個(gè)槽或相臨的兩個(gè)槽之間的一個(gè)點(diǎn)發(fā)生短路而燒壞。電機(jī)過載和缺相運(yùn)行如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)停機(jī)，會(huì)引發(fā)繞組短路故障，過載將燒壞整套繞組；缺相運(yùn)行時(shí)，Y接電機(jī)將燒壞整套繞組的三分之二，△接電機(jī)將燒壞整套繞組的三分之一。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電流過大、電源電壓波動(dòng)過大、機(jī)械碰傷和制造不良等均容易造成繞組絕緣損壞，使繞組發(fā)生短路故障。

3．繞組的一般壽命

一般情況下，一臺(tái)合格電機(jī)在正常的使用狀態(tài)下，能保證其繞組運(yùn)行壽命冗余或高于其期望壽命。電機(jī)繞組壽命受外界條件影響較大，理想狀態(tài)下，電機(jī)繞組應(yīng)可靠地工作20年以上，一般正常情況下使用壽命在5~8年左右，使用保養(yǎng)較好的電機(jī)可達(dá)到10年以上，如果使用頻繁，環(huán)境條件惡劣，最低也應(yīng)在1年以上，這就是大部分廠家規(guī)定電機(jī)保修期一年的原因。